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Lignite

Bloc de lignite à usage domestique.
Briquette de lignite.
Mine de lignite près de la Centrale thermique de Bełchatów.
Mine de Hambach, en Allemagne.
Centrale électrique brûlant du lignite près de Cologne.
Centrale électrique d'Obilic près de Pristina (Kosovo) qui alimente l'ensemble du pays en électricité.

Le lignite est une roche sédimentaire composée de restes fossiles de plantes (vient de lignine). C'est une roche intermédiaire entre la tourbe et la houille.

Caractéristiques

Le lignite est un charbon composé de 65 à 75 % de carbone. Il est utilisé pour le chauffage et pour produire de l'électricité. Le lignite à l'état naturel contient un grand pourcentage d'eau (50 %). Il est broyé et séché de façon à réduire la teneur en eau à environ 11 %. En deçà, les substances volatiles contenues dans le lignite sont trop instables pour une application sécurisée (risque d'auto-inflammation).

Le pouvoir calorifique inférieur (PCI) du lignite séché se situe aux alentours de 20 MJ/kg, ce qui fait qu'il est considéré comme un combustible peu rentable (le PCI de la houille se situe aux alentours de 29 MJ/kg). Sa forte teneur en eau résiduelle et le PCI faible rendent le transport du lignite rapidement onéreux, son utilisation restant donc limitée aux alentours immédiats des exploitations.

Produits Teneur en carbone
(en %)
Pouvoir calorifique
(en kJ/kg)
Pouvoir calorifique
(en kWh/kg)
Anthracite 93 - 97 33 500 - 34 900 9,3 - 9,7
Charbon maigre et houille anthraciteuse 90 - 93 34 900 - 36 000 9,7 - 10,0
Charbon demi-gras ou semi-bitumineux 80 - 90 35 000 - 37 000 9,7 - 10,3
Charbon gras ou bitumineux à coke 75 - 90 32 000 - 37 000 8,9 - 10,3
Flambant 70 - 80 32 700 - 34 000 9,1 - 9,4
Lignite 50 - 60 < 25 110 < 7,0
Tourbe < 50 12 555 3,5
Comparaison de cinq types de houille avec le lignite, et la tourbe[réf. souhaitée].

Impacts environnementaux et sanitaires

Extraction

Les mines à ciel ouvert utilisent beaucoup d'espace : 170 000 ha en Allemagne, dont 68 % ont été rendus à l'agriculture[1].

Ces mines sont aussi des sources de radon et de descendants radioactifs du radon[2], impliqués dans la genèse de nombreux cancers du poumon[3]. Les travailleurs y sont plus exposés dans le cas de mines souterraines. Les taux peuvent fortement varier selon les lieux et moments. Par exemple, dans trois mines de lignite étudiées en Turquie, les concentrations de radon dans les mines varient de 50 ± 7 à 587 ± 16 Bq/m3 d'air, en dessous des seuils d'action en vigueur en Turquie, selon les expositions au radon telles qu'évaluées pour les travailleurs des mines de lignite de Tunçbilek, Ömerler et Eynez à respectivement 1,23, 2,44 et 1,47 mSv par an[2].

Combustion

La combustion du lignite est source de plusieurs polluants, notamment[4] :

Le faible rendement énergétique du lignite (comparé à celui du gaz ou des autres formes de charbons) fait de lui une des sources d'énergies les plus polluantes sur quasiment tous les aspects (CO2, particules fines, radioactivité[5]etc.)[4].

Provenances

L'Allemagne est, en 2016, le premier producteur mondial avec 17,3 % de la production mondiale de 990 Mt, en baisse de 2,1 % (et de 3,7 % en Allemagne). Les autres grands pays producteurs sont alors la Chine (14,1 %), la Russie (7,4 %), les États-Unis (6,7 %), la Pologne (6,1 %), l'Indonésie (6,1 %), l'Australie (6,0 %) et la Turquie (5,7 %). Les réserves de lignite sont estimées à 317 Gt (milliards de tonnes) en 2016, dont 28,7 % en Russie, 24,2 % en Australie, 11,4 % en Allemagne, 9,5 % aux États-Unis et 3,5 % en Turquie[6]. L'Allemagne produit 22,6 % de son électricité à partir de lignite en 2017[7], et encore 16,2 % en 2020[8].

En Allemagne, le groupe RWE-RHEINBRAUN, filiale du holding RWE, en extrait environ 100 millions de tonnes par an dans trois mines à ciel ouvert dans la Rhénanie-du-Nord-Westphalie (entre Cologne, Aix-la-Chapelle et Mönchengladbach). Ces mines sont celles de Hambach I, Inden I et II et Garzweiler I, qu'il est, par une loi décidée le , votée le par le Bundestag et entrée en vigueur le , prévu d'exploiter jusqu'en 2038, malgré le faible rendement énergétique du lignite et donc une contribution surproportionnelle à l'émission de gaz à effet de serre. Les excavatrices descendent jusqu'à 450 m de profondeur dans des excavations de plusieurs kilomètres de large. Les engins avancent en creusant d'un côté et en comblant de l'autre, ce qui explique que la mine se déplace dans le paysage.

En Australie, l'État du Victoria disposerait de 38 milliards de tonnes de lignite extractibles (estimation de 2002), alors que la production annuelle est de 65 millions de tonnes provenant à 98 % de la vallée Latrobe (à l'est de Melbourne)[9].

Production de lignite (millions de tonnes)[6]
Pays 1970 1980 1990 2000 2011 % 2016 %
1 Drapeau de l'Allemagne Allemagne 369,3 388,0 356,5 167,7 176,5 16,5 % 171,5 17,3 %
2 Drapeau de la République populaire de Chine Chine 13,0 22,0 38,0 40,0 136,3 12,7 % 140,0 14,1 %
3 Drapeau de la Russie Russie 127,0 141,0 137,3 86,4 77,6 7,3 % 73,7 7,4 %
4 Drapeau des États-Unis États-Unis 5,4 42,3 82,6 83,5 67,7 6,3 % 66,2 6,7 %
5 Drapeau de la Pologne Pologne 32,8 36,9 67,6 61,3 62,9 5,9 % 60,2 6,1 %
6 Drapeau de l'Indonésie Indonésie NC NC NC NC 51,3 4,8 % 60,0 6,1 %
7 Drapeau de l'Australie Australie 24,2 32,9 46,0 65,0 65,7 6,1 % 59,7 6,0 %
8 Drapeau de la Turquie Turquie 4,4 15,0 43,8 63,0 70,0 6,5 % 56,9 5,7 %
9 Drapeau de l'Inde Inde NC NC NC NC 43,1 4,0 % 45,3 4,6 %
10 Drapeau de la Tchéquie Tchéquie 67,0 87,0 71,0 50,1 46,8 4,4 % 38,6 3,9 %
11 Drapeau de la Serbie Serbie 26,0 43,0 60,0 35,5 40,3 3,8 % 38,0 3,8 %
12 Drapeau de la Grèce Grèce 8,1 23,2 51,7 63,3 58,8 5,5 % 32,3 3,3 %
13 Drapeau de la Bulgarie Bulgarie NC NC NC NC 34,5 3,2 % 31,2 3,2 %
14 Drapeau de la Roumanie Roumanie 14,1 27,1 33,5 17,9 32,9 3,1 % 23,0 2,3 %
15 Drapeau de la Thaïlande Thaïlande NC NC NC NC 21,3 2,0 % 17,0 1,7 %
Total monde 804,0 1 028,0 1 214,0 877,4 1 069,8 100 % 990,2 100 %

Utilisateurs

Dans l'Union européenne, les principaux consommateurs de lignite sont, en 2021, l'Allemagne avec 126 Mt (45,66 %), la Pologne avec 52,6 Mt (19,02 %), la République tchèque avec 28,9 Mt (10,45 %) et la Bulgarie avec 28,3 Mt (10,23 %)[10],[11].

Art (préhistoire)

Grotte de Marsoulas, pendeloque en jais du Magdalénien, muséum de Toulouse.

On retrouve, dès le Magdalénien, des pendeloques en jais dans des grottes.

Commerce

La France est importatrice nette de lignite, d'après les douanes françaises (15 400 tonnes par mois). En 2014, le prix moyen à la tonne à l'import était de 60 [12].

Résidus revalorisés

Lors de l'extraction du lignite, on tombe parfois sur des veines de xylit, bois non encore totalement fossilisé. Ce matériau, même séché, ayant un pouvoir calorifique inférieur (PCI) faible le classe comme un combustible très peu rentable, il n'est donc pas utilisé comme générateur d'énergie par combustion. Grâce à ses caractéristiques (plus élastique et robuste que le bois, il résiste beaucoup mieux à la dégradation biologique avec un rapport C/N de 215/1), le xylit est utilisé à des fins de décoration (sous forme de copeaux) ou de filtration d'eau pour ses qualités remarquables dans ce domaine.

Notes et références

  1. (de) Braunkohle - Umweltauswirkungen, sur le site du ministère fédéral de l'Économie.
  2. a et b (en) S. Çile, N. Altınsoy et N. Çelebi, « Radon concentrations in three underground lignite mines in Turkey », Radiation Protection Dosimetry (en), vol. 138, no 1,‎ , p. 78-82 (résumé).
  3. D. Laurier, B. Vacquier, K. Leuraud, S. Caer, A. Acker et M. Tirmarche, « Risques associés au radon : l'apport des études de mineurs », OPAC - INVS, BEH Thématiques,‎ , p. 18-19 (lire en ligne [PDF], consulté le ).
  4. a et b (en) « Lignite coal - health effects and recommendations from the health sector » [PDF], .
  5. (en) Mara Hvistendahl (en), « Coal Ash Is More Radioactive Than Nuclear Waste : By burning away all the pesky carbon and other impurities, coal power plants produce heaps of radiation », Scientific American,‎ (lire en ligne).
  6. a et b (en) Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (de) - Agence Fédérale pour les Sciences de la Terre et les Matières Premières, « BGR Energy Study 2017 - Data and Developments Concerning German and Global Energy Supplies » [PDF], sur bgr.bund.de, (consulté le ), p. 62-63 et 144-145.
  7. (de) Ministère Fédéral de l'Économie et de l'Énergie (BMWE), « Gesamtausgabe der Energiedaten (Statistiques énergétiques du Ministère Fédéral de l'Économie et de l'Énergie) » [xls], BMWE, , onglet 22.
  8. (de) Destatis (Office Allemand de la Statistique), « Bruttostromerzeugung in Deutschland (Statistiques énergétiques de l'Office Allemand de la Statistique) », .
  9. (en) Sources : Australian R&D Review Oct. 2006.
  10. (cs) „Přes víkend zmizelo 30 tun“. Poláci berou české uhlí útokem (Les Polonais prennent d'assaut le charbon tchèque), seznamzpravy.cz (cs), .
  11. Approvisionnement, transformation et consommation des combustibles fossiles solides, Eurostat, .
  12. « Indicateur des échanges import/export », sur Direction générale des douanes. Indiquer NC8=27022000 (consulté le ).

Voir aussi

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