Generalites sur le charbon

Madagascar a un gisement de charbon de 40 millions de tonnes qui affleure sur 10km à Sakoa, la valorisation de ce gisement peut aider le pays à éviter les crises énergétiques actuels. Mais les problèmes qui se posent jusqu’à maintenant c’est: «comment l’utiliser? ». Maintenant, on peut dire que ce problème est résolu car divers domaines d’utilisation du charbon sont à envisager. Si on considère qu’à Madagascar, l’usage du bois comme combustible est très rependue. Un organisme de chercheurs est actuellement à terme de l’étude du« Projet de faisabilité de la transformation complète du charbon de terre de la Sakoa pour usages domestiques ». Ce projet a pris comme première cible la province de ToIiara en raison de sa très faible pluviométrie, d’où l’intensification de la déforestation, le gisement se trouve dans la région, donc le frais de transport sera moindre. Ce projet essaie de contribuer à la préservation du peu de forêts qui y restent.

Jusqu’à maintenant, aucune exploitation rationnelle n’a été faite sur le gisement de charbon de la Sakoa à part celle menée par la société SOMEM qui a duré 6 ans. Lors de notre visite sur terrain, on a constaté que leur méthode d’exploitation dégage beaucoup de perte en charbon. Et c’est cela qui nous a conduit à choisir le thème de ce mémoire:« Optimisation des paramètres d’exploitation du gisement de charbon dite « Petite Mine» (Bassin de la Sakoa, Sud de Madagascar) ».

CHARBON DANS LE MONDE 

A la fin du 19ème siècle et au début du 20ème siècle, les ménages occidentaux ont beaucoup utilisé le charbon pour le chauffage domestique, ainsi que l’industrie comme combustible pour faire marcher les machines à vapeur. Le charbon est extrait généralement de son gîte par méthode souterraine (par puits et galeries). Le charbon est une roche sédimentaire résultant de l’accumulation de matières végétales ayant subit une décomposition anaérobique sous une tranche d’eau. Cette roche est donc un combustible et elle peut générer de l’énergie par combustion. Actuellement, l’énergie commerciale (c’est à dire hors bois de feu, qui est souvent ramassé directement par le consommateur et ne passe donc pas par des circuits commerciaux) consommée dans le monde est constituée à plus de 85% de pétrole, de gaz naturel et de charbon. Le charbon est la source d’énergie fossile la plus abondante et la mieux répartie dans le monde. Cependant, les gisements ayant actuellement une importance commerciale se trouvent en Europe, en Asie, en Australie et en Amérique du Nord. La Grande-Bretagne était au premier rang mondial de la production de charbon jusqu’au XXe siècle avec des gisements dans le sud de l’Écosse, en Angleterre et au pays de Galles. En Europe occidentale, les plus importants bassins houillers sont en France (en Lorraine et dans le Nord), en Belgique et dans les vallées allemandes de la Sarre et de la Ruhr. Parmi les gisements d’Europe centrale, citons ceux de Pologne, de la République tchèque et de Hongrie. Le bassin houiller le plus étendu et le plus riche de l’ex-Union soviétique est celui du Donbass, entre les fleuves du Dniepr et du Don .De grands gisements de charbon sont aussi exploités depuis peu dans le Kouzbass, en Sibérie occidentale. Les bassins houillers de la Chine du Nord-Ouest sont parmi les plus grands du monde mais ils n’ont connu qu’un faible développement jusqu’au XXe siècle.

Les estimations des réserves mondiales de charbon sont très variables. D’après la conférence mondiale de l’énergie, les réserves mondiales exploitables de houille et de lignite atteignent respectivement 419,7 et 424,1 milliards de tonnes; la production mondiale de houille s’élevait, en 2000, à 3 181,2 millions de tonnes; celle de lignite atteignait 1 270,2 millions de tonnes. Cette même année, la France a produit près de 7,5 millions de tonnes de houille et 1,5 millions de tonnes de lignite, contre respectivement 653,4 et 698 millions de tonnes produits par l’Europe,qui est le premier continent producteur de houille et de lignite. Les réserves de charbon représentent près de 80% des ressources fossiles exploitables, soit sept fois plus que le pétrole et le gaz.

GENERALITES SUR LE CHARBON 

L’accumulation des végétaux

Les plantes aquatiques et aériennes ne se conservent que très peu de temps après leurs morts. Elles se décomposent rapidement, sous l’action des bactéries aérobies. Les produits de la destruction et les résidus sont évacués avec les matériaux dérivés de l’altération superficielle et de l’érosion. Pour que la matière organique puisse être conservée longtemps afin de subir les transformations nécessaires conduisant au charbon, il faut d’abord qu’elle soit en grande abondance (conditions de prolifération). et que sa destruction et son recouvrement soient spontanés. Enfin il est nécessaire que les stocks soient préservés, dans des conditions d’anoxique, des attaques mécaniques et chimique de l’eau.

L’accumulation et la conservation des masses de débris végétaux se font des bassins sédimentaires qui sont instables et ou subsidents. C’est-à-dire que la tectonique est un des paramètres de contrôle important de la formation d’un gisement de charbon. Dans un premier stade, les produits cellulo -ligneux sont attaqués, principalement par des bactéries: il se forme du gaz méthane C_, du gaz carbonique CO2, de l’eau. C’est le domaine de la tourbe, qui est un combustible médiocre des pays marécageux. La maturation progresse ensuite en fonction de la profondeur d’enfouissement du bassin, c’est-à-dire de l’augmentation de la pression et de la température.

Il y a d’abord le départ de l’eau (grâce en partie à la compaction du matériau enfoui) et de toute trace d’oxygène. Corrélativement, la teneur en carbone augmente et l’on obtient des lignites. Le processus d’enfouissement continuant, on entre dans le domaine de houilles. En même temps, le méthane est libéré. Enfin si, à très grande profondeur, le bassin est soumis à un fort gradient géothermique, un léger métamorphisme transforme la houille en anthracite. Le stade ultime – dans les conditions métamorphiques de pression et de températures les plus élevées est le graphite. Le degré de maturation d’un charbon se détermine à partir de la réfléctance, qui varie de 2.5 % pour la lignite, à 11% pour le graphite. D’autres caractéristiques indiquant les propriétés physicochimiques du charbon sont également mesurés .

Les différents types de bassin 

Le type de bassin associé à un rift: Les matières organiques se sont déposées le long des bordures des grands accidents des plaques. Le type de bassin d’effondrement géotectonique des failles décrochantes. Le types de bassin de domaine d’avant pays plissé. Certains gisements se sont formés à la limite d’une chaîne plissée et du domaine marin profond. Ce sont les bassins paraliques des anciens auteurs. Dans ce dernier type, le rôle de la tectonique semble être celui d’entretenir de vastes surfaces à la limite de l’émersion et de l’inondation. Le cadre tectonique joue donc un rôle très important, mais les facteurs Responsables de l’accumulation des matières végétales dans ces réservoirs adéquats relèvent de la dynamique qui affecte les milieux de dépôt.

La dynamique

Tout bassin est amené à se combler. Mais pour que le remplissage évolue par la suite en matière charbonneuse, il faut qu’une ségrégation s’opère entre les sédiments Détritiques siliceux et les débris végétaux. On peut distinguer: Les pièges tectoniques: Le jeu de la fracturation synsédimentaire est traduit par la création de zones subsidences, délimitées par des failles, à végétation marécageuse, protégées de la sédimentation détritique. Certaines de ces zones ont livré des couches de charbon de 10 à 15m D’épaisseur, mais elles sont limitées en surface. En période de forte subsidence, ce sont les sédiments détritiques qui se déposent au centre du bassin.

Le modèle deltaïque: Les études sédimentologiques récentes montrent que les systèmes deltaïques sont capables d’assurer une ségrégation efficace entre les zones de dépôt détritiques et les aires d’accueil des débris végétaux. Les systèmes de progression isolent les zones déprimées où les plantes peuvent croître puis s’accumuler. Le modèle lacustre: Dans un lac calme les matières végétales sont le terme ultime, très fin, de la décantation amenée par les cours d’eau qui lui sont tributaires. Les débris végétaux provenaient d’une ceinture marécageuse en bordure. Ils se sont accumulés en grande quantité sous une faible tranche d’eau pendant une période de subsidence active avant le retour de la sédimentation carbonatée.

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE I : GENERALITES SUR LE CHARBON
1- L’accumulation des végétaux
2- Les différents types de bassin
3- La dynamique
4- Composition du charbon
5- Utilisation du charbon
6- Coke
7- Aperçu des principes de l’exploitation minière
8- Sécurité dans les mines
CHAPITRE II : LE CHARBON DE LA SAKOA
1-Cadre historique
2- Cadre géographique
3- Cadre géologique
4- Caractéristique des couches à charbon
5- Résultats et estimation des réserves
CHAPITRE III : ETUDE DU MARCHE
1-Utilisation dans les briqueteries
2- Utilisation dans les cimenteries
3- Utilisation dans l’usine de production de chaux
4- Utilisation domestique
5- Utilisation dans les centrales électriques
CHAPITRE IV : ANALYSE DE L’ETAT ACTUEL DU SITE
1- Description du site
2- Technique d’exploitation utilisée par SOMEM
CHAPITRE V : ASPECTS TECHNIQUES DU PROJET
1- Choix de la méthode d’exploitation
2- Possibilité d’exploitation
3- Programme d’exploitation
4- Exploitation proprement dite du gisement
5- Aspects environnementales
CHAPITRE VI : EVALUATION ECONOMIQUE DU PROJET
1- Investissement
2- Source de financement
3- Détermination du prix de revient
4- Compte d’exploitation
5- Actualisation
6- Critères simplifiés de rentabilité financière
7- Evaluation socio-économique
CONCLUSION

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