Une histoire qui s’inscrit dans les temps géologiques
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Pour trouver les origines du charbon, il faut faire un saut en arrière de 200 à 300 millions d'années. Nous sommes à la fin de l'ère primaire. C’est à la période carbonifère, que les conditions ont été les plus favorables à la formation du charbon. La Terre est alors semblable à une vaste serre, recouverte de marécages et d'une végétation luxuriante qu'un climat chaud et humide enveloppe.
Tout commence dans les marécages, en bordure d'un bassin sédimentaire. Des mouvements tectoniques provoquent la montée du niveau de la mer. La végétation, noyée, meurt. Les arbres et les débris végétaux s'accumulent, fermentent et sont recouverts de masses de boue et de sable sous l'effet de la sédimentation. Cet enfouissement les met à l'abri de l'air et leur évite de pourrir rapidement. Le bassin sédimentaire s'enfonçant peu à peu sous le poids des sédiments, les couches de végétaux morts sont soumises à une augmentation de la température qui provoque leur transformation progressive. La végétation se reconstitue au-dessus jusqu'au prochain engloutissement.
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Ce processus, maintes fois répété, de superpositions de dépôts dans une atmosphère chargée de gaz carbonique a donné naissance à des substances solides et combustibles à haute teneur en carbone,
La cellulose, composant principal des végétaux, passe ainsi par différentes phases. Après la tourbe, premier stade de sédimentation, viennent le lignite, puis la houille, puis l'anthracite. Ce dernier possède la teneur en carbone la plus élevée.
Les gisements ainsi formés se présentent en amas ou le plus souvent en veines intercalées entre d'autres formations sédimentaires.
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Dans un bassin houiller, les couches de charbon ne représentent que 3 à 4 pour 100 de l'épaisseur totale des sédiments et alternent avec des roches stériles détritiques ,schistes, grès et conglomérats. L'agencement des sédiments par rapport à une veine de houille obéit à des lois précises. Il y a un rythme dans le dépôt même du charbon, puisqu'on observe un grand nombre de fois la succession : mur, veine, toit.
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Le mur est la formation sédimentaire qui supporte la couche de charbon ; il est perforé et taraudé en tous sens par des racines et rhizomes fossiles qui en oblitèrent la stratification : c'est un ancien sol de végétation ; il s'est donc formé sur une terre émergée ou tout au moins sous une profondeur d'eau très faible.
La couche de houille (veine) qui s'est déposée ensuite correspond à une certaine épaisseur d'eau, puisque les sédiments végétaux qui la constituent ont subi un transport et un classement mécanique.
Au-dessus de la couche, se sont déposés les sédiments du toit. Ce toit est bien différent du mur ; il est ordinairement composé de schistes finement feuilletés, peu métamorphosés, dans lesquels on trouve des coquilles ou des feuilles de fougères étalées. Il correspond donc à une profondeur d'eau plus forte, due à une transgression.
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Enfin, au-dessus du toit, se déposent des grès, des sédiments de plus en plus grossiers. C'est donc que le bassin s'est alors progressivement comblé, jusqu'au moment où la végétation a pu s'y installer de nouveau, et où va recommencer le processus « mur, veine, toit ». Ce rythme traduit les variations de niveau des eaux dans le bassin houiller en formation.
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Les différents types de charbon
On comprend donc qu’il n'y a pas un, mais des charbons. Ceux-ci se présentent sous plusieurs formes, classées en fonction du pourcentage de carbone et du pourcentage de matières volatiles :
On donne le nom de "charbons" aux roches qui renferment suffisamment de carbone pour être utilisables comme combustible. En fonction de la teneur en carbone, on distingue la tourbe, le lignite et la houille. Ces charbons sont suffisamment apparentés par leur mode de formation et leur composition pour être groupés dans une classe géologique unique. Il faut cependant noter que, dans l'acception courante, le charbon désigne uniquement la houille. Autrefois appelée charbon de terre en opposition au charbon de bois.
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La tourbe, de couleur noirâtre ou brune, se rencontre dans les formations sédimentaires récentes et se constitue encore aujourd'hui dans les tourbières. Il reste cependant un combustible médiocre uniquement brûlé en centrales thermiques. Elle est pauvre en carbone et dégage peu de chaleur. la tourbe est de la matière végétale peu évoluée, ce n'est pas un charbon au sens strict. Sa teneur en carbone est de 55 % et elle est composée exclusivement de matières volatiles. Ce combustible qui fut beaucoup utilisé partout en Europe sous forme de briques séchées pour le chauffage, mais qui ne l'est plus que localement (en Irlande, par exemple).
Le lignite, soit brun et encore voisin des tourbes, soit noir et avoisinant les houilles, est de formation récente (ères secondaire et tertiaire). Plus homogène et plus riche en carbone que les tourbes, il reste cependant un combustible médiocre. le lignite contient 65 à 75 % de carbone et 50 % de matières volatiles. Ce combustible, médiocre parce que très humide, est utilisé pour des chaudières industrielles ;
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La houille est le charbon le plus ancien (époque carbonifère de l'ère primaire). Compact et noir il a subi une transformation si poussée qu'aucune trace de végétaux n'est visible à l'œil nu. Bien plus riche en carbone que le lignite, sa teneur en eau et en matières volatiles est réduite. C'est le meilleur combustible.
Les charbons gras à flambants, avec 80 à 88 % de carbone et 30 à 40 % de matières volatiles, sont brûlés dans des chaudières industrielles.
Les charbons maigres à gras, avec 88 à 92 % de carbone et 10 à 30 % de matières volatiles, sont utilisés pour fabriquer du coke, du charbon concentré dont on se sert en métallurgie.
L’anthracite est composé à 95 % de carbone pur et à 5 % de matières volatiles. C'est un excellent combustible qu'on utilise encore pour le chauffage de la maison.
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Les schistes bitumineux
Dans Le bassin houiller du Reyran ont étés exploités des schistes bitumineux. Ce sont des roches contenant des substances organiques appelées kérogènes. Lorsqu’elles sont présentes en quantité, ces substances peuvent être exploitées pour produire du pétrole et du gaz combustible. Leur nom prête parfois à confusion avec d’autres types d’hydrocarbures non conventionnels, notamment les sables bitumineux et les gaz de schiste. Les schistes bitumineux contiennent du kérogène qu’il faut traiter avant d’obtenir du pétrole alors que les sables bitumineux et les gaz de schistes sont directement exploitables sous forme de bitume et de gaz emprisonné qu’ils contiennent respectivement.
Le kérogène présent dans les schistes bitumineux peut être converti en pétrole à travers le processus chimique de la pyrolyse qui utilise le principe de la décomposition d'une matière organique par la chaleur. En effet, le kérogène contenu dans le schiste bitumineux est une sorte de pétrole inachevé, qui n’a pas subi des conditions de température et de pression suffisantes pour être transformé en pétrole.
Les schistes bitumineux peuvent aussi être brûlés directement comme un combustible de basse qualité pour la fourniture d'électricité et de chauffage, et peuvent être utilisés comme matériau de base dans les industries chimiques en vue d’extractions ultérieures. L’exploitation du schiste bitumineux est peu rentable car les traitements à appliquer aux roches sont longs et coûteux. Par ailleurs, l’extraction et le traitement du combustible sont dommageables pour l’environnement.
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Le bassin houiller du Reyran
Pendant le carbonifère, un épisode de climat tropical a mis en place dans le bassin houiller du Reyran, une importante sédimentation végétale. Elle est à l’origine des terrains houillers présents à proximité. Situé dans la partie orientale du massif du Tanneron, il découpe le massif de l’Estérel en deux zones Est - Ouest distinctes. De forme allongée, il mesure 15 km de long pour 3 km de large dans ses plus grandes dimensions, il est orienté Nord nord-est - Sud sud-ouest. Plus ou moins masqué au nord par le lac de Saint-Cassien, il disparaît sous la couverture triasique. Au sud, il est recouvert en discordance par les terrains du permien (le massif de l’Estérel) ; sur le reste de son pourtour, il est en contact par faille avec le socle du Tanneron.
Dans ce petit bassin sédimentaire, le charbon est d'origine essentiellement autochtone. Il s'est formé in situ ou à proximité immédiate et s'est déposé dans un milieu sédimentaire calme, lacustre ou marécageux, lors des périodes d'accalmie tectonique.
Un certain nombre de mines de combustibles fossiles (charbon, lignite, anthracite) ont été ouvertes dès la fin du XVIIIe siècle, exploité de 1780 à 1944 par puits, galeries et descenderies. Les plus importantes étaient les mines de Boson (rive gauche du Reyran), les mines d’Auriasque (un peu plus à l’Est) et les mines des Vaux (plus au Nord) sur les berges du Lac de Saint-Cassien.
Les différentes exploitations ont fourni de la houille, des schistes bitumineux et de l'anthracite
Auriasque, houille - Les Vaulx, houille, anthracite - Fréjus Nord, houille - Boson, bitume, houille - Mare-Trache, bitume, houille - Saint-Victor, bitume, houille - Magdeleine, houille - Adrechons, bitume, houille - Avelan, bitume, houille
A Boson, secteur le plus riche, la production de houille recherchée pour la fabrication du gaz et de houille grasse a été de 80000 t. Une usine de distillation a même été installée sur place à la fin du 19 e siècle. Le rendement en huile des schistes était alors de 200 litres/tonnes, pouvant aller jusqu'à 400 litres/tonnes. La rupture du barrage de Malpasset, en 1959, a détruit les installations de l'usine de Boson qui alimentait les usines à gaz de Nice et de Cannes au début du siècle.
Les exploitations minières ont totalement disparu et ont été mises en sécurité, de nombreuses entrées ont été effondrées pour la sécurisation des lieux. Mais quelques-unes se sont ré-ouvertes ou ont été équipées d’une trappe et servent maintenant d’abris aux chauves-souris.
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Votre mission
Pour se conformer aux nouvelles directives éducatives pour les Earthcaches vous devez répondre aux quatre questions suivantes.
1 – Au cours de quelle période et a quelle époque géologique s'est formé le bassin minier du Reyran?
2 – Faites une breve description du phenomene de formation du charbon.
3 – En face de vous, de l'autre coté du Reyran, vous pouvez voir une veine de charbon. Quelle est sa hauteur ?
Loguez cette cache " Found it " et envoyez-moi vos propositions de réponses soit via mon profil, soit via la messagerie geocaching.com (Message Center), et je vous contacterai en cas de problème.
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Toutes les photos, ne donnant pas d’indices, seront fortement appréciées
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A story that is part of geologic time
To find the origins of coal, we must make a jump back 200 to 300 million years. We are at the end of the primary era. It is in the Carboniferous period, that the conditions were most favorable for the formation of coal. The Earth is so similar to a vast greenhouse, covered with swamps and lush vegetation a hot and humid climate envelope.
Everything starts in the marshes on the edge of a sedimentary basin. Tectonic movements cause the rise of sea level. The vegetation, drowned, died. Trees and plant debris build up, ferment and are covered with masses of mud and sand as a result of sedimentation. This puts the landfill away from air and prevents them from rotting quickly. The sedimentary basin gradually sinking under the weight of the sediments, the layers of dead plants are subjected to a temperature increase which causes their gradual transformation. The vegetation is reconstituted over to next sinking.
This process, repeated many times, deposits overlays in an atmosphere of carbon dioxide has led to solids and high carbon fuels,
Cellulose, the main component of plant and goes through different phases. After peat, first stage sedimentation come lignite and hard coal, and anthracite. The latter has the highest carbon content.
The deposits thus formed are presented in clusters or usually veins interposed between other sedimentary formations.
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In a coal basin, coal layers represent only 3 to 4 per 100 of the total thickness of sediments and alternate with barren rocks detrital, shales, sandstones and conglomerates. The arrangement of sediment compared to a coal seam follows precise laws. There is a rhythm in the same deposit of coal, since observed many times succession: wall, vein roof.
The wall is a sedimentary formation that supports the carbon layer; drilled and tapped it in all directions by the roots and rhizomes that obliterate fossil stratification: it is an old floor vegetation; it is formed on an emerged earth or at least in very low water depth.
The layer of coal (vein) which is then deposited corresponds to a certain thickness of water, since plants are the sediment underwent a carriage and a mechanical ranking.
Above the layer, were deposited roof sediments. This roof is quite different from the wall; it is usually composed of finely laminated shale bit transformed, wherein there are shells or leaves of ferns plated. It therefore corresponds to a greater depth of water, due to a transgression.
Finally, above the roof, are deposited sandstone, sediments increasingly coarse. So it is that the pool was then filled gradually, until the vegetation was able to settle again, and that will start the process "wall vein roof". This pace translates the water level changes in the coal basin in formation.
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The various types of coal
It is therefore understandable that no one but the coals. These come in many forms, classified according to the carbon content and the percentage of volatiles:
Is given the name of "charcoal" to rocks which contain sufficient carbon to be used as fuel. Depending on the carbon content, there are peat, lignite and coal. These coals are sufficiently related in training mode and composition to be grouped in a unique geological class. It should be noted that in the current meaning, coal refers only to coal. Formerly called coals as opposed to charcoal.
Peat, or blackish brown color, is found in the recent sedimentary formations and is still in bogs. It remains only a mediocre fuel burned in power stations. It is low in carbon and releases little heat. Peat is plant material unevolved, it is not a coal narrowly. Its carbon content is 55% and is composed exclusively of volatiles. This fuel was used extensively throughout Europe in the form of dried bricks for heating, but which is no longer locally (in Ireland, for example).
Lignite, or brown and even neighboring peat or black and surrounding coals, is of recent formation (secondary and tertiary eras). More homogeneous and rich in carbon as peat, it remains a poor fuel. lignite contains 65 to 75% carbon and 50% volatiles. This fuel poor because high humidity, is used for industrial boilers;
Coal is the oldest coal (Carboniferous period of the Paleozoic era). Compact black and he underwent a transformation so that no trace of plants thrust is visible to the naked eye. Much richer in carbon than lignite, the water content and volatile matter is reduced. This is the best fuel.
- fatty coals flaming, with 80 to 88% carbon and 30 to 40% volatile matter, are burned in industrial boilers.
- fatty lean coals with 88 to 92% carbon and 10 to 30% volatile matter, are used to manufacture coke, coal concentrate which is used in metallurgy.
Anthracite compound is 95% pure carbon and 5% volatiles. This is an excellent fuel is still used for heating the house.
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Oil shale
In The Reyran coalfield summers have exploited oil shale. These are rocks containing organic substances called kerogen. When present in quantity, these substances can be used to produce oil and combustible gas. Their name may be confused with other types of unconventional hydrocarbons, including oil sands and shale gas. Oil shale contains kerogen that must be addressed before obtaining oil while the oil sands and shale gas can be used directly in the form of bitumen and gas trapped in them respectively.
Kerogen present in oil shale can be converted to oil through pyrolysis of the chemical process using the principle of decomposition of organic material by heat. Indeed, the kerogen contained in oil shale is a kind of unfinished oil which has not been subjected to temperature and pressure conditions sufficient to be converted into oil.
Oil shale can be burned directly as a low grade fuel to supply electricity and heat, and can be used as base material in the chemical industry for subsequent extractions. The exploitation of oil shale is not profitable because the treatments to be applied to rocks are long and costly. Furthermore, the extraction and processing of fuel are harmful to the environment.
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The coalfield Reyran
During the Carboniferous, a tropical climate episode has set up in the coal basin Reyran, a major vegetable sedimentation. It is the origin of present coal fields nearby. Located in the eastern part of the massif of Tanneron, it cuts the Esterel mountains in two eastern zones - separate West. Of elongated shape, it measures 15 km long by 3 km wide in its larger dimensions, it is oriented north northeast - south southwest. More or less hidden north through Lake St. Cassian, he disappears under the Triassic cover. To the south, it is unconformably overlain by Permian land (the Esterel mountains); over the remainder of its periphery, it is in contact with the base of the fault Tanneron.
In this small sedimentary basin, coal is mostly Aboriginal. It is formed in situ or in close proximity and sediment is deposited in a calm environment, lacustrine or boggy during periods of tectonic calm.
A number of mines fossil fuels (coal, lignite, anthracite) were opened at the end of the eighteenth century, operated from 1780 to 1944 per well, galleries and descents. Most important were the mines of Boson (left bank Reyran) mines Auriasque (slightly further east) and mine Vaux (further north) on the shores of Lake St. Cassian.
A Boson, the richest sector coal production sought for the manufacture of gas and bituminous coal was 80,000 t. A distillation plant has even been installed on site in the late 19th century. The yield of oil shale was then 200 liters / tonnes, up to 400 liters / ton. The dam failure Malpasset in 1959 destroyed the facilities of the plant that supplied Boson gas plants Nice and Cannes at the beginning of the century.
Mining operations have totally disappeared and were safe bets, many entries were collapsed for securing locations. But some have re-opened and have been equipped with a trap and now provide shelter for bats.
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Your mission
To comply with the new educational guidelines for Earthcaches you must answer four questions.
1 - During what period and what geological epoch formed the mining area Reyran?
2 - Make a short description of the coal formation phenomenon.
3 - In front of you, on the other side Reyran, you can see a coal seam. What is its height?
Log in this cache "Found it" and send me your answers proposals or via my profile or via geocaching.com messaging (Message Center), and I will contact you in case of problems.
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All photos, not giving clues, will be highly appreciated
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