Le charbon est une roche combustible, riche en carbone et de couleur noire qui est extraite des mines. Il vient de végétaux qui se sont accumulés il y a très longtemps. Le charbon est une énergie fossile utilisée pour produire de l'électricité ou de l'acier et a notamment assisté les hommes dans leurs besoins en énergie au cours de la révolution industrielle.

Le charbon vient de l'accumulation et de la transformation très ancienne et très lente de végétaux. Cette matière végétale se retrouve prisonnière sous une nappe de roche imperméable à cause de mouvements géologiques. La matière va se déshydrater (perdre toute son eau), et il ne restera que le carbone, qui va se cristalliser (former un cristal). Le processus dure plusieurs millions d'années. Dans des morceaux de charbon, il est fréquent de trouver des traces en forme de feuille de fougère. La plupart des gisements de charbon ont été formés à une période géologique appelée pour cela le carbonifère (ce qui signifie « qui porte du charbon »), il y a 300 à 350 millions d'années.

Une épaisseur de 1000 mètres de végétaux morts donne environ 50 mètres de charbon.

En chauffant du bois sans qu'il puisse se consumer (sans feu : c'est une pyrolyse), on peut fabriquer du charbon de bois qui a quelques points communs avec le charbon de mine mais est moins concentré en énergie.

En fonction du pourcentage de carbone, on distingue plusieurs types de charbon. Dans l'ordre croissant, il existe la tourbe (environ 5% de carbone), le lignite (inférieur à 50%) et enfin la houille (entre 70% et 90%) et l'anthracite (de 90% à 95%).

En gros, le charbon est un produit naturel, résultat d'une longue transformation géologique, et le charbon de bois est un produit fabriqué par des hommes, résultat d'une technique qui ne prend que quelques heures à quelques jours selon le procédé plus ou moins artisanal ou industriel. Dans les deux cas, il s'agit d'une cuisson à relativement haute température, si j'ai bien lu : entre 300 à 400°C pour le charbon de bois industriel, et des températures pouvant aller de 250°C à plus de 500°C selon les conditions géologiques qui ont donné les divers gisements. Mais le point commun important est que cette transformation s'est réalisée en absence d'oxygène (sinon, il y a combustion, et on ne récupère quasiment plus rien, le gaz carbonique ("CO2") diffusant vers l'atmosphère).

Le charbon de bois est obtenu à partir de bois plus ou moins découpé. À partir de 100 kg de bois "vert", fraîchement coupé, on ne récupère que 25 kg de charbon de bois. Environ la moitié du quintal initial est de l'eau, qui part dont en vapeur. L'essentiel du reste, un peu plus de 20 kg, est un gaz combustible, difficile à récupérer et donc souvent perdu dans les fours artisanaux, mais valorisé dans les procédés industriels. C'est aussi le cas d'autres sous-produits, des goudrons, quelques pourcents selon le type de bois, et en plus petites quantités encore, des acides organiques, des alcools et d'autres espèces chimiques organiques.

Le charbon de terre, comme on précise quand on veut l'opposer au précédent, prend d'abord sa source dans l'accumulation d'une quantité absolument gigantesque de matière végétale : feuilles, mousses, fougères, et bien spur un peu de bois, branchages ou plus gros, se déposant année après année pendant... des millions d'années. Ce dépôt doit se réaliser dans des zones marécageuses, au fond d'étangs ou de marigots où l'action des bactéries et des champignons consomme rapidement l'oxygène ; les feuilles déposées sur un sol plus ou moins humide mais à l'air, elles, se dégradent et participent à la formation de l'humus, le composant organique qui, mélangé intimement avec de l'argile, le composant minéral (merci les vers de terre), donne la terre (avec un 't' minuscule), qui est le support, la fondation, de la biosphère continentale. Revenons à nos zones d'accumulation sous eau sans oxygène (le terme technique est l'"anoxie", des eaux "anoxiques") : les dépôts peuvent atteindre avec le temps un cumul de centaines de mètres jusqu'à plusieurs kilomètres, souvent entrecoupé de zones beaucoup plus riches en argile, voire sans plus de matière végétale (parce qu'en surface, un temps les marais auront été à sec, variations climatiques ou hydrographiques…). Tout ceci une fois dégradé, transformé en charbon fera une ou des couches, des veines, de quelques mètres à quelques dizaines de mètres d'épaisseur. Mais ces cumuls ne sont pas la vision du dépôt à une époque géologique donné. Dès que de la matière est enfouie sous quelques dizaines de mètres d'autres matériaux, commence une dégradation très très lente ; plus en profondeur, le matériau est déjà plus transformé ; plus en surface, il commence tout juste sa décomposition. Ainsi, il est difficile d'imaginer ce cycle de transformation, parce qu'il se produit en décalage dans la profondeur et dans le temps. En fait, si on part du résultat actuel, une mine de charbon exploitée, on a perdu la notion des temps très longs qui se sont pourtant écoulés jour après jour, année après année, millénaire après millénaire, million d'années après million d'années (oui, c'est difficile à concevoir, et c'est là que réside l'essentiel de la difficulté des études en géologie !). Ce que l'on peut dire en prenant des raccourcis, c'est que, quelques dizaines de millions d'années plus tard, l'enfouissement peut atteindre des kilomètres. En surface, les marécages peuvent avoir disparu ; d'autres matériaux, des sédiments, peuvent continuer à s'accumuler, et de ce fait, la matière végétale continue d'être enfouie à plus grande profondeur. « Dans » la Terre (guillemets car à l'échelle de la planète, c'est encore une histoire très en surface ; par contre pour l'Homme dont le record du monde en forage est de 12-13 km, c'est bien "profond"...), dans la Terre, la température interne s'accroit avec la profondeur : environ 50°C à 1 km de profondeur, environ 300°C à 10 km de profondeur, environ 550°C à 15 km de profondeur, ce qui est un grand maximum pour un enfouissement de type bassin houiller (la "houille" est le nom du charbon naturel le plus courant ; l'anthracite est une variété de charbon encore plus « cuite »). La pression tasse très forment les matières organiques ; la température les décompose : l'eau migre vers les régions plus froides et moins comprimées, de même que les composants On considère qu'il faut plusieurs, 2 à 3 au moins, centaines de millions d'années pour transformer la masse de végétaux en charbon. Ce qui veut dire que les végétaux qui ont vu les derniers dinosaures ne sont pas encore prêts en tant que charbon...

Un nom commun, pour des histoires bien différentes !

Le charbon a été la première sorte d'énergie fossile utilisée, avant le pétrole et le gaz naturel.

Le charbon est connu des hommes depuis longtemps car il était utilisé en Chine pour fabriquer la porcelaine en 1000 avant Jésus-Christ environ. Seulement il avait mauvaise réputation en raison de la saleté, de la pollution qu'il créait et de sa forte odeur de soufre lors de la combustion. Les hommes l'acceptèrent au XVIIe siècle car il représentait une alternative au bois, qui se raréfiait.

C'est l'utilisation du charbon qui a permis de produire de l'acier en grande quantité pendant la révolution industrielle du XIXe siècle. Il était beaucoup utilisé également pour faire fonctionner des machines à vapeur, et puis pour le chauffage des logements. Au début du XXe siècle, c'est l'énergie fossile dominante puisqu'il représente 72% de la consommation. Il est peu à peu remplacé par le pétrole et le gaz naturel dans les pays industrialisés mais reste quand même une source d'énergie importante dans de nombreux pays.

Un tas de charbon pour le chauffage, en 1980 en République démocratique allemande.

Charbon incandescent (ici, des boulets)

Une centrale de production électrique à charbon en Allemagne :3

L'un des avantages du charbon est qu'il en existe de grandes quantités(il nous en reste pour environ 250 ans), qu'il est relativement facile à utiliser, il suffit de brûler le minerai, notamment dans une centrale électrique thermique pour faire de l'électricité. Un autre avantage est que l'on produit une quantité d'électricité constante ou qu'on fait varier à la demande, par rapport aux énergies solaire et éolienne qui dépendent de la météo.

Le charbon présente la particularité d'être très polluant :

L'extraction du charbon dans les mines est toujours un travail dangereux non seulement à cause des accidents mais aussi des effets des gaz et poussières sur la santé.

Le métier des personnes qui extraient le charbon dans les mines est celui de mineur.