.jpg)
Lacarbochimie (composé de carbo-, tiré du latincarbo pour « charbon », et de chimie) est la branche industrielle de lachimie[1] qui englobe l'étude et toutes les techniques et procédés de transformation du charbon (bitumineux, anthracite, lignite, graphite ou charbon de bois) en molécules utilisables. Originellement, le gaz tiré du charbon (gaz de houille) a servi à l'éclairage et le charbon a produit une matière première : legoudron de houille (coaltar en anglais), source de produits chimiquesaromatiques et debrai pour diverses applications[2], mais auXXe siècle, bien d'autres molécules de base en ont été tirées, utilisées à leur tour pour fabriquer de nombreux autres produits chimiques (plastiques notamment)[3]. Elle s'est principalement développée auXXe siècle.
Les principales techniques développées par la carbochimie ont d'abord été la gaséification du charbon (par carbonisation ou chauffage du charbon) et divers process de liquéfaction (goudron de houille ou hydrocarbures plus légers). Parmi les dernières techniques en cours de mise au point, figure lacarbonisation hydrothermale.
EnEurope, la carbochimie industrielle émerge auXVIe siècle, alors que des quantités croissantes de charbon sont retirées du sous-sol pour brûler et faire fondre leminerai de fer pour produire lefer doux, l'acier ou lafonte et que la métallurgie d'autres métaux se développe aussi (cuivre,plomb,zinc, etc.).
En1684, John Clayton découvre que le gaz issu du charbon fortement chauffé est un bon combustible. Cette découverte,An Experiment Concerning the Spirit of Coals, publiée dans lesPhilosophical Transactions of the Royal Society, lance en Angleterre et aux États-Unis[4],[5] puis en Europe une période de production de gaz d'éclairage, puis d'autres molécules extraites du charbon serviront à produire d'autres matières premières et secondaires.
Comme lesverreries, lesbriqueteries et lestuileries, lamétallurgie devient rapidement trop consommatrice debois et decharbon de bois pour ne pas conduire à ladéforestation de régions entières de l'Europe. Le charbon « géologique » remplace alors rapidement le charbon de bois.
Mais l'utilisation de charbon pur se montre complexe, à cause des hautes température qu'il génère et en raison dessous-produits gazeux, liquides et solides qu'il produit quand on le chauffe ou le brûle. Le charbon est donc préparé encoke (parpyrolyse de la houille dans un four privé d'oxygène, d'abord artisanalement dans des meule à coke selon le principe des meules de fabrication de charbon de bois) pour le rendre plus facile à utiliser. Lescokeries et lesusines à gaz se ont ainsi associées à l'histoire industrielle de la carbochimie, car le chauffage du charbon produit des matières volatiles assez facilement récupérables par condensation : gaz (dihydrogène,méthane et plusieurs composants minoritaires valorisantes par l'industrie comme l’acétylène, l’éthylène, les oxydes de carbone),benzène etgoudron de houille. Le charbon — plus ou moins selon sa qualité — contient naturellement des minéraux (soufre, acidifiant) et métaux toxiques (plomb,mercure,arsenic notamment) et des traces d'uranium etradon radioactifs ; il produit en outre dessuies etcendres et d'autres sous-produitscancérigènes oumutagènes. En France,Charbonnages de France lance de nombreuses sociétés et encourage la création du« pôle carbochimique » créé par laSociété des mines de Lens[6] ; au début desannées 1920, pour la première synthèse de l’ammoniac en France, à partir de l’hydrogène récupéré dans les gaz des fours de cokerie, suivi de la création d’une vaste usine chimique à Mazingarbe pour produire du polyéthylène et du styrène ; l'usine d'Ammonia produit àWingles (Pas-de-Calais) de grandes quantités d'acide nitrique et desnitrates purs[6] très demandée par l’industrie de l'armement et bientôt par celles desengrais synthétiques.
Après quelques décennies, la carbochimie est cependant presque partout supplantée par lapétrochimie, là où le charbon est dans l'industrie chimique, en tant que sources de molécules, rapidement remplacé par le pétrole et le gaz, dont en Europe et en France dans les bassins du nord et de la Moselle notamment[7], ainsi le grand public voit-il le bitume et l'asphalte remplacer les brais et les goudrons de houille dans lesrevêtements routiers, mais la carbochimie persiste dans une partie de l'Asie et de l'Amérique du nord, notamment soutenue par les besoins de coke. Depuis plus d'un siècle on tente aussi de liquéfier le charbon pour en faire un carburant aussi pratique que l'essence (mais avec des sous-produits toxiques et problématiques et en outre un refus de transition énergétique évoluant vers une sortie des énergies fossiles)[8].
De nombreuses usines et laboratoires destinés à valoriser le charbon et ses sous-produits ont été construits auXXe siècle dans lesbassins houillers ou à proximité decanaux et de ports recevant despéniches oucargos de charbon. En Europe, avec l'épuisement de la plupart des bassins miniers, ou par suite d'une moindre rentabilité face à la concurrence de pays d'Asie, la plupart sont devenues desfriches industrielles, toujours concernées par des séquelles de pollution, après avoir lourdement contribué au déstockage du carbone géologique et auxémissions de gaz à effet de serre.
Les installations vieillissantes, abandonnées ou détruites de la carbochimie (usines à gaz etcokeries notamment, souvent installées sur lecarreau de mine au plus près de la source de charbon, ou dans lescimenteries ou, à la fin duXIXe siècle, dans l'industrie de l'aluminium au plus près du consommateur industriel[9]) laissent dans le monde desséquelles industrielles et environnementales lourdes (air, eau et sols pollués, problèmes de santé chez les ouvriers et riverains, etc.).
La fabrication ducoke sidérurgique est rapidement devenue aussi une opération dedistillation du charbon dont les sous-produits sont notamment :
Sur les autres projets Wikimedia :
