La biomasse fossile
La biomasse fossile, c'est le charbon, le pétrole, le bitume, ou encore le gaz naturel, qui, il y a des millions d'années étaient de la biomasse, qui s'est ensuite fossilisée. Elle a permis l'expansion de l'industrie, en particulier à partir de l'exploitation du charbon de terre. Elle a l'avantage de fournir davantage d'énergie par unité de masse, et l'inconvénient de n'être pas renouvelable. Nos lointains descendants devront donc s'en passer. Mais sans elle, nous n'aurions pas eu de sidérurgie, ni de chemins de fer.
Le charbon.
charbon |
Le charbon est constitué principalement des restes décomposés des arbres et fougères qui couvraient une partie de la Terre à l'époque carbonifère. En mourant les plantes formèrent sur le sol une couche de matière tendre appelée tourbe, qui représente le premier stade de la formation du charbon.
Au fil des millions d'années, sous la pression des couches qui l'ont recouverte, la tourbe est devebue du lignite, sorte de charbon brun foncé et tendre. La pression et la chaleur augmentant, ce lignite a fini par se transformer en couches de charbon. Ce charbon a différentes compositions, depuis l'anthracite, qui brule avec peu de cendres et de fumée, jusqu'au charbon bitumineux.
l'utilisation du charbon est récente à l'échelle des temps historiques. On utilisait précédemment du charbon de bois, puis on découvrit le "charbon de terre" qu'on utilisa massivement à partir du XVIIIe siècle. C'est surtout à lui qu'on doit la révolution industrielle du XIXe siècle, puisqu'il a permis le développement de la machine à vapeur.
Aujourd'hui, le charbon couvre encore plus d'un quart des besoins énergétiques mondiaux, mais est de plus en plus décrié - avec le pétrole - parce qu'il augmente la quaantité de CO2 présente dans l'atmosphère.
Le lignite.
lignite |
Le lignite, comme nous venons de le voir, est l'ancêtre du charbon. A l'état naturel, il contient environ 50% d'eau, et n'est donc pas intéressant à utiliser comme combustible. Séché, il contient 2/3 à 3/4 de carbone, et peut donc être utilisé pour le chauffage. Cependant, moins énergétique, il est moins intéressabt à transporter que le charbon, et n'est donc utilisé que près des lieux de production.
Le lignite est souvent exploité dans des mines à ciel ouvert, qui émettent du radon.
La combustion du lignite produit malheureusement de l'oxyde d'azote, et souvent du dioxyde de soufre qui provient des sulfures, que le lignite contient en quantités variables. La production mondiale est de 800 millions à un milliard de tonnes par an, mais le lignite est une des sources d'énergies les plus polluantes sur quasiment tous les rapports.
La tourbe
tourbe |
La tourbe est l'ancêtre du lignite, comme le lignite est l'ancêtre du charbon.
Elle est le produit de la fossilisation de débris végétaux par des microorganismes (bactéries, arthropodes, champignons, microfaune) dans des milieux humides et pauvres en oxygène - les tourbières - pendant une période de quelques milliers d'années.
Son pouvoir calorifique est nettement inférieur à celui du charbon, et même du bois. C'est pourquoi elle est surtout utilisée comme substrat horticole.
Le bitume.
source de bitume |
Le bitume nous fait penser au revêtement de nos chaussées, mais en réalité c'est un mélange d'hydrocarbures naturels à poids moléculaire élevé. Il était déjà utilisé au néolithique, est mentionné dans la bible, et sa récolte sur la mer morte est mentionnée par Strabon et Pline l'ancien. Il dérive, comme le pétrole de matière organique, donc de biomasse, qui s'accumule au fond des mers ou des lacs pour y former du kérogène. Solide ou liquide, on l'extrayait souvent de "fosses à bitumes", pour l'utiliser comme imperméabilisant et calfatant (c'est l'usage qui en est fait pour l'arche de Noé). Il fut même à l'origine de la photographie. Le bitume est utilisé pour ses propriétés physiques, et non comme combustible.
Le pétrole.
pétrole brut |
Le pétrole (en latin petroleum, c'est à dire huile de pierre) est surtout composé d' hydrocarbures et de quelques impuretés, piégée dans des formations géologiques particulières. Connu depuis l'antiquité sous le nom de naphte, son exploitation industrielle n'a commencé que vers 1850. Il est l’un des piliers des économies industrielles, car il fournit la quasi-totalité des carburants liquides - fioul, kérosène, essence, GPL - tandis que par le biais de la pétrochimie, il fournit un très grand nombre de matériaux usuels — plastiques, textiles synthétiques, caoutchoucs synthétiques, détergents, adhésifs, engrais, cosmétiques, etc. — et par ses fractions les plus lourdes les bitumes, paraffines et lubrifiants.
Le pétrole a fait la fortune de certains pays producteurs, et l'infortune de l'environnement par le biais des "marées noires".
Le gaz naturel.
gaz naturel brulant en permanence |
Le gaz naturel joue à un curieux jeu d'éclipse avec le gaz artificiel, l'un remplaçant l'autre, avant de lui rendre sa place. Le gaz naturel, principalement composé de méthane, mais aussi de sulfure d'hydrogène et de dioxyde de carbone, est connu depuis l'antiquité sous la forme de gaz des marais, puisqu'il est mentionné par Pline l'ancien. Cependant au XVIIIe siècle, on est est encore qu'à constater son inflammabilité, et c'est sa variante artificielle, le gaz de houille, qui va être produit en abondance au XIXe siècle. Dès lors, chaque ville qui se respecte va possèder son usine à gaz, et son gazomètre, immense réservoir au couvercle flottant, et visible de loin. La complexité des ces usines à gaz est restée dans le langage courant, mais elles disparurent au XXe siècle, concurrencées par les gazoducs, qui amenaient le gaz naturel depuis de lointains gisements. C'est ainsi qu'en France on exploita le gaz de Lacq, puis des dizaines d'années plus tard, le gaz de Groningue, avant d'utiliser du gaz russe. Le gaz naturel est tributaire de l'épuisement des gisements, mais aussi d'aléas politiques, et il curieux de constater qu'on a tendance à revenir au gaz artificiel avec les unités de méthanisation, qui en pratique, produisent du gaz des marais. Ces unités utilisent de la biomasse "fraiche", alors que les usines à gaz d'autrefois utilisaient du charbon, donc de la biomasse fossile, ce en quoi il y a un parallèle avec le gaz naturel, pour lequel la gazéification avait eu lieu il y a des millions d'années.
Conclusion:
C'est a l'utilisation de la biomasse fossile que nous devons le développement de la civilisation moderne, par l'intermédiaire du machinisme, puis de la chimie.
Rappelons nous que, de la tourbe au charbon ou au gaz naturel, c'était bien à l'origine de la biomasse, qui, une fois fossilisée n'était plus renouvelable. Et cette biomasse, qui pour le charbon, s'était accumulée en 60 millions d'années, nous l'avons dilapidée en quelques siècles. Mais cette biomasse, renouvelable, devait son existence à l'énergie solaire, qui, elle, est quasi permanente, et qui continuera d'être disponible en permanence, pour devenir notre seule source d'énergie, avec l'énergie nucléaire. Et comme l'énergie solaire vient des réactions nucléaires de fusion à l'intérieur du soleil, nous sommes ramenée encore une fois à la physique nucléaire, si détestée des écologistes.
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