thumb|Houille. La houille est une roche carbonée sédimentaire correspondant à une qualité spécifique de charbon, intermédiaire entre le lignite et l'anthracite (soit 80 à 90 % de carbone). De couleur noirâtre, elle provient de la carbonisation d'organismes végétaux et peut donc servir de combustible fossile.
Ce combustible est utilisé depuis le et son extraction dans les mines a rendu possible la révolution industrielle au . Depuis, la houille constitue une des principales sources d'énergie des pays industrialisés.
L'appellation courante de charbon désigne généralement la houille.
Étymologie
Légendaire D'après la légende, la houille tiendrait son nom d'un maréchal-ferrant belge nommé Houillos ou Prudhomme-le-Houilleux TielJacques Paul Migne, Dictionnaire des sciences occultes, volume 1, 1846, , né en 1018, originaire de Plenevaux, près de Liège qui l'aurait découverte. Une comédie, Houillos ou la découverte de la houille, signalée en 1939 par la revue EnfantineEnfantines, collection de brochures écrites et illustrées par les enfants, le dit âgé de 39 ans lorsqu'il fait sa découverteRevue Enfantine , mai 1939. En 1874, Charles Deulin dans La Marmite du Diable attribue une autre origine au nom. Celui-ci viendrait de Jean Hullos, un maréchal-ferrant d'Escautpont qui l'aurait trouvée le premier. Jules Verne évoque ces diverses origines légendaires dans le chapitre V de son roman Les Indes noires. Il tient vraisemblablement sa source du Voyage d'Italie (1743) de Maximilien Misson qui les présenteAlexandre Tarrieu, Dictionnaire des personnes citées par Jules Verne, vol. 2 : F-M, éditions Paganel, 2021, .
Historique Le terme « houille » serait l'équivalent francisé du wallon hoye ou hougne. Dans la Province de Liège, le mot remonterait au , où on le retrouve dans des actes du Chapitre de Saint-Lambert en 1278 et 1299, ainsi que dans ceux de l'abbaye du Val Benoît en 1281. D'après Jean Haust, le mot « hoye » existait avant la découverte de la houille et signifie « fragment, éclat, motte » en wallon liégeois. Avec la découverte du charbon, « hoye » fut utilisé pour désigner la houille en morceaux et le mot se répandit à partir de 1200 à l'ouest et au sud de la Wallonie dialectaleAndré De Bruyn, Anciennes Houillères de la Région liégeoise, éditions Dricot, 1988, p. 24, ..
D'après Bormans, « hoye » viendrait des dérivés du verbe « schillen » (peler), « scho, schael », et signifierait « écaille, motte de terre, schiste ». Une autre origine possible du mot serait « Hullos » ou « Hollius »Jules , Mémoire sur l'origine et le développement de l'industrie houillère dans le bassin du Centre, chez Hector Manceaux à Mons, 1874, p. 12, un forgeron légendaire de Plainevaux qui aurait découvert la houille en Publémont.
Processus de formation
L'élaboration naturelle de la houille s'est opérée à partir de matière organique, celle produite par les forêts tropicales du Carbonifère . On parle ainsi communément de « forêt houillère », p.21 : c'est l'enfouissement et la transformation de ces paléoforêts marécageuses qui est à l'origine des gisements de houille.
Indépendamment de leur intérêt économique, les bassins houillers fournissent ainsi de précieuses informations sur les anciennes flores et les anciens paysages terrestres.
Caractéristiques de la houille thumb|Extraction du charbon. Selon sa provenance, dans une même veine ou mine de charbon, la houille peut avoir des qualités différentes qu'il est intéressant de connaitre, ce qui peut maintenant être fait grâce à des analyseurs fonctionnant sur le flux continu du charbon extrait ou lavé
La houille est une qualité spécifique de charbon, terme générique qui recouvre trois catégories de combustibles solides de même origine (kérogène), mais dont les gisements sont à différents stades de transformation : la tourbe, le lignite et enfin la houille, dont l'anthracite est une variété de qualité supérieure.
thumb|Anthracite
Pour les besoins industriels et domestiques, un charbon se caractérise par : sa teneur en matières volatiles (MV) exprimée en pourcentage par rapport à la masse totale. Celles-ci sont constituées sensiblement de méthane et d'hydrogène ; sous l'effet d'une élévation de température, les matières volatiles se dégagent du combustible, s'enflamment facilement, et accélèrent la combustion ; son pouvoir calorifique (exprimé en kJ/kg), quantité de chaleur fournie par la combustion d'un kg de charbon ; sa teneur en eau exprimée en pourcentage ; sa teneur en cendres exprimée en pourcentage. Les cendres sont les résidus solides de la combustion du charbon, et peuvent contenir des polluants, métalliques notamment, de 20 à de métaux radioactifs (uranium, thorium, radium…), qui se concentrent dans les tas de cendres issus de la combustion du charbon, ce qui contribue à la pollution de l'environnement ; sa teneur en soufre exprimée en pourcentage ; la présence de dioxyde de soufre et de traces de mercure ou d'autres métaux dans les fumées de combustion contribue à la pollution de l'environnement.
ProduitsTeneur en carbone(en %)Pouvoir calorifique(en kJ/kg)Anthracite93 - 97 - Charbon maigre et houille anthraciteuse90 - 93 - Charbon demi-gras ou semi-bitumineux80 - 90 - Charbon gras ou bitumineux à coke75 - 90 - Flambant70 - 80 - Lignite50 - 60< Tourbe< 50+ Comparaison de cinq types de houille avec le lignite, et la tourbe (Pouvoir calorifique supérieur PCS).
Des analyseurs de charbon existent maintenant, fonctionnant en continu.
Utilisations de la houille Histoire
La houille est utilisée depuis le comme combustible pour le chauffage et même la cuisson.
Ainsi dans l'Encyclopédie ou Dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers :
En Angleterre, le risque de pénurie de charbon de bois, initialement utilisé dans les fonderies oblige l’industrie métallurgique anglaise à rechercher une autre matière première pour son industrie : le charbon de terre, la houille. À l’état brut, celui-ci est impropre aux utilisations de cette industrie et nécessite une « distillation » dans des cornues, regroupées en batteries, dans une usine appelée cokerie. Le produit obtenu est le coke.
La date de l’invention du coke n’est pas réellement connue. Le métallurgiste allemand du , Ledebur (Adolf Ledebur), mentionne un dépôt de brevet par l’anglais Dudd Dudley en 1619. Le développement réel de la production de coke aura lieu à la fin du . C’est notamment le remplacement du charbon de bois par le coke par Abraham Darby qui lança son utilisation industrielle.
La « distillation » (en fait une pyrolyse) de la houille permettra par la suite d'obtenir le gaz de houille à des fins d'éclairage. Le gaz de houille contient 50 % de dihydrogène, 32 % de méthane et 8 % de monoxyde de carbone. La propriété de la découverte du gaz d'hydrogène carburé (Lebon) ou gas light (Murdoch), ou gaz de houille, (mais aussi gaz d'éclairage, gaz manufacturé, gaz de ville, etc.) aux alentours de 1800 a été sujette à débat à l'époque. Elle se trouve partagée entre le français Philippe Lebon, l'anglais William Murdoch, l'allemand Frédéric-Albert Winsor, le limbourgeois Jan Pieter Minckelers qui est le seul à ne pas lui avoir donné de suites industriellesDésiré Magnier Nouveau manuel complet de l'éclairage au gaz, ou Traité élémentaire et pratique à l'usage des ingénieurs, directeurs, etc. Librairie encyclopédique de Roret, 1849 (Livre numérique Google).. À partir de 1812, la diffusion du gaz de houille comme gaz d'éclairage se fait à Londres d'abord, à Paris ensuite, sous l'impulsion de Frédéric-Albert Winsor à une époque où l'on s'éclaire encore à l'huile. Dans la foulée, diverses sociétés sont fondées dans le but d'équiper les grandes villes européennes, parmi lesquelles la société anglaise Imperial Continental Gas Association, qui seront à l'origine des grands groupes énergétiques modernes.
Dans un premier temps des usines à gaz sont construites pour produire le gaz de houille (d'où son nom de gaz manufacturé) ; la revente du coke, sous-produit de la fabrication du gaz, est suffisant à payer la houille. Dans un second temps, l'approvisionnement en gaz se fait auprès des cokeries. Le gaz devient sous-produit de la fabrication du coke. Ce développement des cokeries est favorisé par l'essor de la carbochimie à partir de 1920 et la valorisation de nouveaux sous-produits du coke : benzol, hydrogène, éthylèneL'industrie du gaz en Europe aux : l'innovation entre marchés privés et collectivités publiques. Peter Lang, 2005 Livre numérique Google., etc.
D'autres sources d'approvisionnement en énergie apparaissent en concurrence de la houille. On les désigne à l'aune de la houille qui est à ce moment omniprésente, un peu comme à notre époque, on désigne le pétrole brut sous le terme d'« or noir ». La formule « houille blanche » par exemple, développée à Grenoble à partir de 1878 au cours de réunions locales, puis à la foire de Lyon en 1887 par Aristide Bergès, est définitivement popularisée lors de l’Exposition universelle de 1889, où il en fait l’expression populaire pour caractériser la puissance hydraulique sous toutes ses formes. On distingue:wikt:houille : définition sur le Wiktionnaire. : houille noire, désigne la houille ; houille blanche, désigne l'énergie hydroélectrique ; houille bleue, désigne l'énergie marémotrice et l'énergie des vagues ; houille d'or, désigne l'énergie solaire ; houille incolore, désigne l'énergie éolienne ; houille rouge, désigne la géothermie ; houille verte, désigne l'énergie des cours d'eau.
Les gaz manufacturés sont remplacés, pour l'éclairage urbain par l'électricité à partir de 1880, et pour ses différents usages domestiques et industriels, notamment le chauffage et la cuisson, par le gaz naturel, surtout à partir de la crise de 1929, plus largement à partir de la fin de Seconde Guerre mondiale.
La transformation du charbon en gaz suscite un regain d'intérêt avec la découverte en 1926 du procédé Fischer-Tropsch (permettant de générer un carburant liquide synthétique appelé synfuel). À l'occasion l’appellation gaz de synthèse ou syngas (abréviation de synthetic gas) fait son apparition qui englobe les gaz manufacturés ainsi que les expériences modernes pour créer des gaz synthétiques. Puis l'utilisation du charbon devient marginale : au milieu des années 1980, les hydrocarbures (gaz naturel ou coupes pétrolières) sont la source principale des gaz de synthèseJean-Paul Mazaud. Production des gaz de synthèse. Sur le site cat.inist.fr du CNRS..
thumb|L'exploitation souterraine ou à ciel ouvert du charbon (ici à Bielszowice, en Pologne) a toujours des impacts sur le paysage, l'environnement et la santé. Le charbon est aussi une source de , gaz à effet de serre, de même que le méthane qui dégaze des veines à l'air libre sous forme de grisou ou de gaz très dilué.
thumb|Des millions de tonnes de charbon ont alimenté des milliers de centrales thermiques dans toutes les régions du monde, devenant source de nuisances : pollution de l'air, gaz à effet de serre, accumulation de cendres et mâchefer.
La houille est surtout utilisée actuellement : dans les centrales thermiques utilisées pour la production d'électricité ou le chauffage urbain ; dans la sidérurgie, essentiellement pour la fabrication du coke utilisé dans les hauts-fourneaux ; entre 600 et de charbon sont nécessaires pour produire une tonne d'acier ; le chauffage individuel au charbon est en recul par rapport à d'autres sources d'énergie.
Production d'électricité