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Sûreté dans les mines de charbon

Sûreté dans les mines de charbon

Exploitation dans une mine profonde de charbon (©photo)

Définition et catégories

La sûreté dans les mines désigne l’ensemble des activités ayant trait au maintien et à la surveillance de l’exploitation minière, et des outils ou instruments permettant de réduire les risques pour les individus et la structure d’exploitation.

Les mineurs travaillent à des centaines de mètres sous terre dans un environnement sombre et risqué sous une chaleur intense. Ils utilisent des explosifs et des équipements puissants et lourds. L’exploitation minière est une activité intrinsèquement dangereuse exposant les mineurs à des risques graves :

  • l’inhalation de poussière de charbon expose les mineurs à des maladies pulmonaires graves;
  • le dégagement de gaz toxiques occlus dans la houille menace les mineurs d’asphyxie lorsque l’oxygène se fait rare à cause du manque de ventilation;
  • les poussières et le gaz mélangés à l’oxygène de l’air peuvent devenir explosifs et entraîner d’importantes pertes humaines;
  • les mineurs sont exposés aux inondations, aux éboulements et aux atteintes mécaniques des puissants matériels d’extraction et d’évacuation qu’ils utilisent (haveuses, wagonnets, foreuses…).

Concrètement, la sûreté dans les mines est assurée par un ensemble de normes qui limitent les risques matériels et humains.

Fonctionnement technique ou scientifique

La sûreté dans les mines exige l’évaluation et le traitement de chacun des risques majeurs identifiés :

Les infections pulmonaires

Les poussières de charbon sont assez fines pour aller se déposer dans les poumons, causant ainsi des troubles respiratoires irréparables tels que la silicose. Un système de ventilation doit évacuer en permanence la poussière en suspension dans la mine.

Les asphyxies par inhalation de poches de gaz

Différents gaz occlus dans la houille (azote, gaz carbonique, acide carbonique, grisou) sont libérés à mesure que l’on creuse des galeries. La ventilation doit être suffisante pour éviter que des poches de gaz ne se forment et que les mineurs soient menacés d’asphyxie.

Les coups de grisou

Essentiellement constitué de méthane, le grisou est un gaz inodore et invisible qui émane de la roche souterraine. Il se mélange facilement à l’air et peut exploser s’il entre en contact avec une flamme ou une étincelle. Des lampes de sûreté et des grisoumètres ont été mis au point pour lutter contre ce danger qui était la hantise des mineurs.

Les explosions et incendies dus aux poussières

Les poussières de charbon sont très fines. Mélangées à l’air, elles peuvent former des aérosols explosifs. Pour prévenir les explosions, les poussières de charbon doivent être régulièrement arrosées et ventilées.

Les inondations

Sous terre, les poches d’eau et les infiltrations peuvent constituer un risque d’inondation. Il faut donc construire des canalisations, des unités de pompage et des réservoirs pour maîtriser ce risque.

Les éboulements

Parfois creusée dans des couches souterraines « meubles », la mine présente des risques d’éboulements souvent mortels. Il est nécessaire de soutenir les endroits fragiles au moyen de poutres en bois. Des poutres sont disposées à intervalles réguliers tout au long de la galerie afin de consolider efficacement la mine. Il s’agit du « boisage », également appelé « étayage » des galeries de mines.

Enjeux par rapport à l'énergie

La sûreté des mines de charbon est un paramètre déterminant de la rentabilité mais aussi du maintien des risques humains à un niveau moralement acceptable. Pour relever ces défis, on a recours à :

L’instrumentation de détection et de contrôle

Pour éviter les accidents, les mines modernes sont désormais sous la surveillance d’un réseau de capteurs, dont certains sont portés par les mineurs et qui renseignent en temps réel un système de contrôle. Les paramètres conditionnant la sécurité de la mine (température, teneur en gaz, humidité, poussières…) sont ainsi constamment surveillés.

A cette surveillance permanente s’ajoutent des procédures de maintenance des infrastructures et du réseau de canalisation.

La formation

Une meilleure formation des mineurs leur permet de comprendre le fonctionnement de la mine et ses dangers. La diminution du nombre d’accidents permet aux industriels de réaliser des gains de productivité.

La protection de l’environnement

Les accidents tels que les incendies ou les explosions sont très polluants car ils rejettent une importante quantité de CO2 dans l’atmosphère. Améliorer la sûreté de la mine implique également de prendre les mesures nécessaires pour protéger l’environnement et les populations avoisinantes des pollutions potentielles en cas d’accident.

Acteurs majeurs

Chaque année dans le monde, des milliers de mineurs décèdent à cause d’accidents dans les mines(1). Les cadres législatifs ne sont pas les mêmes dans tous les pays producteurs de charbon et les exploitations minières ne se plient pas aux mêmes normes de sûreté.

Améliorer la sûreté dans les mines constitue un objectif central de ces pays et des industriels qui tentent de moderniser leurs exploitations afin d’améliorer les conditions de sécurité. De grands groupes comme Anglo-American, Xstrata et Rio Tinto contribuent à d’importantes innovations techniques -telles que des sondes observant le sol afin de prévenir les éboulements- qui permettent d’éviter de nombreux accidents toujours graves et souvent mortels.

Au niveau international, le Partenariat Asie-Pacifique sur le développement propre et le climat regroupe la Chine, le Canada, le Japon, la Corée du Sud, l’Australie, l’Inde et les Etats-Unis. Ces pays constituent 65% de la production mondiale de charbon(2). Ce partenariat promeut l’échange de techniques entre les pays partenaires afin d’améliorer les exploitations minières dans de nombreux pays. L’un des principaux buts de ce partenariat est de garantir un niveau de sûreté optimal dans de nombreuses mines et notamment dans celles des pays en développement.

Unités de mesure et chiffres clés

Le charbon est l’énergie fossile la plus abondante sur terre et est exploité dans plus de 50 pays. On estime les réserves de charbon à 1 000 milliards de tonnes. Sur cette base, les réserves prouvées de charbon permettraient une consommation d’environ 170 ans au rythme actuel (5 845 Mt par an). Ces réserves sont réparties dans plusieurs milliers de mines au sein des différents pays producteurs(3).

Certaines mines atteignent des proportions impressionnantes pouvant aller jusqu’à plus de mille mètres de profondeur et des dizaines de kilomètres de longueur de galeries. Les infrastructures et les techniques d’exploitation doivent être adaptées à de telles dimensions pour maîtriser globalement la sûreté de la mine.

Chaque année, plusieurs milliers d’incendies se déclarent dans les mines de charbon, notamment en Inde et en Chine. Globalement, les pays en développement connaissent le plus grand nombre d’accidents. Il y a en moyenne 7 morts par jour en Chine contre 29 morts par an aux Etats-Unis (en 2009)(4).

Zone de présence ou d'application

Le niveau de sûreté des mines dépend en grande partie des conditions de travail, des qualifications des mineurs, de la modernité des techniques utilisées et de la législation en vigueur sur l’exploitation des mines.

Dans les pays développés, de nombreuses règles de sûreté ont été mises en place. Selon le Bureau of Labor Statistics, le travail d’un mineur aux Etats-Unis est moins risqué que celui d’un chauffeur de taxi, d’un pêcheur au grand large ou d’un réparateur de toits(5). Malgré les innovations techniques pour garantir la sûreté dans la mine, le nombre d’accidents n’est cependant pas nul.

Dans les pays en développement, les accidents sont encore très fréquents et touchent un grand nombre de femmes et d’enfants, en particulier à cause de la multiplication de petites mines artisanales et clandestines.

C’est le cas en Chine où le secteur du charbon emploie près de 3,6 millions de mineurs. Les mines de charbon chinoises sont considérées comme les plus dangereuses au monde. Près de 2 433 mineurs y sont morts en 2010, selon les statistiques officielles.

Passé et présent

L’exploitation minière prend son essor à la fin du XVIIIe siècle lorsque le charbon devient la première source d’énergie et le moteur de la révolution industrielle.

Le développement des exploitations minières s’accompagne alors d’une augmentation des accidents. Les coups de grisou intriguent de nombreux scientifiques qui tentent de les prévenir. Le physicien Humphry Davy invente au  début du XIXe siècle la première lampe de sûreté (lampe Davy). Elle est conçue pour éviter les explosions dans les mines grâce à une fine toile métallique qui protège la flamme. Peu à peu, les lampes de sûreté s’améliorent et permettent même de détecter les zones de grisou (grisoumètres). Apparues au XIXe siècle, les lampes à benzine utilisant une huile obtenue à partir de l’essence, mesurent avec encore plus de précision la densité de grisou dans l’air.

Pour éviter « les coups de poussière », on pulvérise dès le XIXe siècle de l’eau sur les particules de charbon en suspension dans l’air, mais le risque d’explosion demeure. En 1906, la catastrophe de Courrières (Nord-Pas de Calais) est la catastrophe minière la plus importante d’Europe. Un coup de grisou suivi d’un coup de poussière tue 1 100 mineurs.

Progressivement, les efforts se concentrent sur l’aérage permanent de la mine en air frais. On élimine ainsi les risques d’explosion (grisou, poussières) et d’asphyxie (monoxyde et dioxyde de carbone). En hiver, l’air chaud de la mine est utilisé pour le chauffage des installations de surface.

Enfin aujourd’hui, les progrès de l’instrumentation de mesure, en particulier des capteurs et des systèmes de surveillance automatisés des mines permettent aux Etats-Unis par exemple, d’atteindre un niveau de sûreté très élevé. Cependant, de graves accidents ont encore lieu dans les pays en développement. En 2005, une explosion dans une mine chinoise tue plus de 130 mineurs.

Futur

Face à l’intensification de la production mondiale de charbon (à hauteur de 2% par an)(6), la réduction des accidents dans les mines apparaît davantage comme une priorité.

Les pays développés ont réduit de façon significative les risques dans les mines. L’enjeu se tourne désormais vers les pays en développement. Des projets d’échange de techniques, de modernisation et des programmes de formation pour prévenir les dangers et adopter les bons réflexes sont mis en place. Parallèlement, des industriels ne cessent d’innover pour améliorer les systèmes de ventilation et développer des machines pouvant remplacer les hommes dans les zones dangereuses. C’est le cas par exemple d’une sonde 3D mesurant à la place de l’homme le niveau de pression et les mouvements des sols dans les zones explosives. La robotisation, l’automatisation et le contrôle permanent des paramètres de la sûreté constituent des points clés pour garantir la sûreté dans les mines.

Reste pour les pays en développement à élaborer un cadre législatif fixant des normes de sûreté.