Le parc à charbon comme risque sous-estimé : ce qu'il advient du charbon après l'extraction

L'extraction du charbon et son stockage sont deux problématiques distinctes. La première a fait l'objet de milliers d'études, de consignes et de thèses. La seconde reste en marge de l'attention, bien que ce soit précisément sur le parc de stockage que le charbon se trouve à l'air libre, exposé au vent, au soleil et aux intempéries, et ce dans des volumes comparables au trafic annuel d'un port moyen. En période de ralentissement des ventes, le stock d'un grand terminal peut atteindre trois millions de tonnes.

Tout ce charbon est chimiquement actif. Il s'oxyde, s'échauffe et, dans certaines conditions, s'enflamme sans source d'inflammation externe et sans qu'aucune erreur n'ait été commise. Cet article examine les solutions proposées par les pratiques internationales pour les parcs de stockage, les exigences des normes russes, la procédure éprouvée d'extinction d'un foyer et l'option expérimentale qui mérite d'être testée sur un terminal en exploitation.

L'industrie a les yeux rivés sur le sous-sol

L'analyse des bases de données scientifiques révèle un constat récurrent. Depuis 2020, plus de mille cinq cents travaux sur la combustion spontanée du charbon ont été publiés dans le monde. Plus de la moitié d'entre eux concernent les mines, les veines et les arrière-tailles. Seules trente-deux études, soit deux pour cent, sont consacrées aux parcs de stockage et aux tas de stockage.

Fig. 1. Publications sur la combustion spontanée du charbon entre 2020 et 2026 : pour une étude sur les parcs de stockage, on compte vingt-sept travaux sur les mines

Cette priorité s'explique aisément : des vies humaines sont en jeu sous terre, et un incendie souterrain constitue une menace vitale permanente. Cependant, ce déséquilibre a son revers. Les synthèses actuelles sur les moyens d'extinction décrivent l'inertage à l'azote, les mousses triphasiques et les gels, c'est-à-dire des technologies destinées aux espaces confinés. Le responsable d'un parc de stockage à ciel ouvert s'étendant sur des dizaines d'hectares n'y trouve pratiquement aucune solution applicable.

C'est précisément le parc de stockage qui reste sous-estimé. Après l'extraction, le transport et la mise en tas, le charbon commence à être perçu comme une simple marchandise. Or, il demeure un site à risque dont la responsabilité incombe à l'exploitant.

Pourquoi les conditions sur parc sont pires qu'en sous-sol

L'auto-échauffement résulte de l'oxydation du charbon par l'oxygène de l'air. Plus l'oxygène est accessible, plus le processus est actif.

Dans les arrière-tailles d'une mine, l'air est rare. Il est d'usage de distinguer trois zones. Près du front de taille, l'air est abondant, mais il évacue la chaleur. En profondeur, la teneur en oxygène chute sous la barre des huit pour cent, et le processus s'éteint. Seule la bande intermédiaire, avec une teneur en oxygène comprise entre huit et dix-huit pour cent, est dangereuse : l'oxydation est déjà engagée et la chaleur n'est pas évacuée.

Fig. 2. En sous-sol, seule une bande est dangereuse. Sur un tas à ciel ouvert, il n'y a pas de zone d'extinction : toute la couche externe est exposée à une teneur complète en oxygène et à la pression du vent

Sur un tas de stockage à ciel ouvert, il n'existe aucune zone d'extinction. La couche supérieure, d'une épaisseur d'un à deux mètres, demeure meuble et constamment exposée à vingt et un pour cent d'oxygène, tandis que le vent fait circuler l'air à travers les talus. S'y ajoutent l'échauffement solaire de la surface sombre et les précipitations. Le rôle des pluies est peu évident : en s'humidifiant, le charbon sec dégage de la chaleur, de sorte qu'un tas soumis à une forte averse après une période sèche reçoit une impulsion thermique supplémentaire.

La pratique le confirme. En juillet 2026, à Olenegorsk, un tas a pris feu la nuit sur le parc d'une entreprise d'approvisionnement énergétique ; l'alternance de pluies diluviennes et de fortes chaleurs a été mise en cause. En août 2026, dans le kraï de l'Altaï, deux incendies se sont produits en l'espace de vingt-quatre heures sur des parcs à charbon, tous deux dus à une combustion spontanée.

Un calcul accessible à toute entreprise

Chaque type de charbon possède une période d'incubation, c'est-à-dire la durée nécessaire pour qu'il s'échauffe jusqu'à un seuil dangereux au sein d'une masse. La classification réglementaire est la suivante : moins de cinquante jours pour les charbons très sujets à l'auto-inflammation, de cinquante à quatre-vingts jours pour les charbons sujets, et plus de quatre-vingts jours pour les charbons non sujets.

Pour effectuer l'évaluation, deux indicateurs disponibles sur n'importe quel parc suffisent : le volume du stock et le volume d'expédition annuel. Le rapport du premier sur le second, multiplié par 365, donne la durée moyenne de séjour du charbon sur le parc en jours.

Pour un terminal disposant d'un stock de trois millions de tonnes et d'un débit de seize millions de tonnes par an, la durée moyenne de séjour s'élève à soixante-huit jours. C'est supérieur à la période d'incubation des charbons très sujets à l'auto-inflammation.

Fig. 3. Part du stock dont l'âge dépasse la période d'incubation. Trait plein : expédition sans prise en compte de l'âge ; pointillés : file d'attente stricte selon l'âge

La suite dépend de la discipline d'expédition. En cas de file d'attente stricte, où le charbon le plus ancien est évacué en premier, environ un quart du stock se retrouve au-delà de la période d'incubation. En revanche, lors d'une expédition sans prise en compte de l'âge — où le choix du tas dépend du type de charbon, du lot de cargaison ou de la facilité d'accès pour les engins —, cette proportion approche la moitié. La différence entre les deux options représente plus d'un demi-million de tonnes de charbon exposées à un risque, sans nécessiter la moindre dépense de capital : il suffit de suivre l'âge des tas et d'appliquer une règle d'expédition prioritaire pour les lots anciens.

Il existe également un seuil. Tant que la durée moyenne de séjour reste inférieure à la période d'incubation, une file d'attente stricte élimine totalement le risque lié au facteur temps. Dans l'exemple cité, ce seuil se situe à environ 2,2 millions de tonnes. Un niveau de stock supérieur ne peut plus être sécurisé par la seule organisation des expéditions et nécessite des mesures complémentaires.

Procédure d'extinction d'un foyer

Sur cette question, les sources sont unanimes. Les normes fédérales russes, l'instruction type pour les parcs des centrales thermiques, le rapport de l'Agence internationale de l'énergie, le guide sud-africain et la pratique des centrales thermiques indiennes décrivent exactement la même séquence d'actions.

Fig. 4. Procédure d'extinction d'un foyer d'auto-échauffement au sein d'un tas à ciel ouvert

Le foyer ne doit pas être éteint in situ, mais extrait au bulldozer, à la pelle mécanique ou au grappin, sur une profondeur d'au moins soixante-dix centimètres. Le charbon extrait est étalé sur une aire incombustible séparée en une couche ne dépassant pas cinquante centimètres. Dans cette faible épaisseur, la dissipation de la chaleur l'emporte sur sa génération, permettant au charbon de refroidir. Ce n'est qu'après cela qu'il est arrosé.

L'arrosage est fondamental. L'adage répandu « le charbon ne s'éteint pas à l'eau » manque de précision. La formulation exacte est la suivante : on n'inonde pas le foyer par un jet direct et l'on n'injecte pas d'eau au cœur du tas. Il y a quatre raisons à cela. L'eau ne pénètre pas le massif mais s'écoule le long de canaux en contournant le foyer. Sur le charbon incandescent, elle produit de la vapeur puis, à haute température, du gaz à l'eau contenant de l'hydrogène. Un jet bâton disperse les fines incandescentes et ouvre le tas à l'air ambiant. Enfin, le charbon sec génère de la chaleur supplémentaire lors de son humidification.

À l'inverse, un rideau d'eau au-dessus de la couche étalée s'avère efficace. On utilise de l'eau pulvérisée et non un jet bâton.

Ensuite, l'excavation pratiquée dans le tas est comblée avec du charbon humidifié et compactée à fleur de surface ; la zone compactée ne se réenflamme généralement pas. Une surveillance quotidienne du tas est alors instaurée.

Deux règles sont le plus fréquemment enfreintes. La première : on ne met pas un foyer à nu par vent fort, car dès cinq mètres par seconde, la combustion lente se transforme en feu ouvert. La seconde : l'accès pour les engins doit être maintenu de chaque côté du tas, car les foyers se forment sur les talus et les bordures où le compactage est moins performant.

Ce qui ne fonctionne pas sur un parc à ciel ouvert

Les gaz inertes sont efficaces dans un silo, un dôme de stockage ou une cale de navire. Sur un tas à ciel ouvert, le gaz ne se maintient pas.

La mousse ne pénètre pas au cœur du charbon et le tapis qu'elle forme emprisonne la chaleur et les vapeurs combustibles. Elle convient pour le recouvrement local d'un foyer déjà extrait, mais non pour l'extinction de l'ensemble de la masse.

Les gels et les inhibiteurs coûteux affichent en laboratoire des gains d'efficacité de plusieurs dizaines de pour cent. Dans une mine, ils sont injectés dans un volume restreint, alors que sur un parc, on parle de centaines de milliers de tonnes exposées à la pluie. L'imprégnation totale d'un stock de trois millions de tonnes nécessiterait des centaines de milliers de tonnes de solution.

Quatre axes sont envisageables à grande échelle : un empilage adéquat avec compactage, une expédition basée sur l'âge, l'extraction rapide du foyer et le traitement du flux de charbon au moment de sa mise en stock, lorsqu'une faible dose de liquide recouvre la totalité du volume et non la seule surface du tas.

Proposition expérimentale : la solution de mélasse

Un groupe de chercheurs chinois a publié entre 2022 et 2025 trois travaux relatifs à l'utilisation de la mélasse, sous-produit de l'industrie sucrière, pour inhiber la combustion spontanée du charbon.

Les résultats sont les suivants. Une solution de mélasse à trente pour cent adhère au charbon environ quarante fois mieux que l'eau et agglomère les fines cent quarante fois plus solidement. Les sucres forment sur les particules un film qui retient l'humidité et limite l'accès de l'oxygène à la surface. Lors de l'ajout de chlorures de calcium et de magnésium, la consommation d'oxygène par le charbon diminue de soixante à quatre-vingts pour cent. Lors d'essais sur le terrain dans l'arrière-taille d'une mine, la concentration en monoxyde de carbone a diminué de 35 à 48 pour cent.

Le sucre n'altère pas les propriétés intrinsèques du charbon ; il se contente de limiter son contact avec l'oxygène.

La méthode n'a pas été testée sur des tas de stockage à ciel ouvert : aucune publication à ce sujet n'a été recensée. Cela rend d'autant plus pertinente une expérimentation de terrain au sein d'un parc portuaire.

Fig. 5. Schéma de l'essai : la solution est injectée dans le système d'arrosage existant, une couronne de buses traite le flux de charbon au moment de sa mise en stock, chaque couche étant déposée déjà protégée

Le protocole de l'essai est le suivant. Le réservoir du système d'arrosage existant est rempli de la solution en lieu et place de l'eau. Le charbon tombant de la flèche du gerbeur est traité de toutes parts par un brouillard d'eau au moment où le flux s'évase, de sorte que chaque couche déposée est déjà traitée. Le sommet et les talus du tas sont compactés selon la procédure habituelle. Une double protection est ainsi créée : le film limite l'accès de l'oxygène à chaque particule, tandis que le compactage limite l'infiltration d'air au cœur de la masse. Un tas témoin issu du même lot est constitué à proximité, son flux étant arrosé avec un volume d'eau pure équivalent pour garantir la valeur de la comparaison. Durant deux mois, la température est mesurée à trois profondeurs, la concentration en monoxyde de carbone est contrôlée en surface, une thermographie infrarouge est réalisée et des échantillons sont prélevés pour évaluer la qualité du charbon.

Les limites de la méthode sont connues et doivent être prises en compte. La mélasse s'oxyde elle-même en dégageant de la chaleur, c'est pourquoi la concentration de la solution ne doit pas dépasser trente pour cent. Le sucre constituant un milieu nutritif pour les micro-organismes dont l'activité génère aussi de la chaleur, le comportement du charbon traité au sein d'un grand tas pendant la saison chaude reste inconnu. La solution adhère aux équipements et s'épaissit par températures négatives. De plus, l'impact de cet additif sur les caractéristiques contractuelles de qualité du charbon doit faire l'objet d'une confirmation en laboratoire.

Le seul fait de doubler la période d'incubation modifie fondamentalement le calcul présenté précédemment : avec une file d'attente stricte, plus aucun volume ne reste exposed au risque. Un résultat négatif de l'essai mériterait tout autant d'être publié, car il s'avérerait tout aussi instructif pour la profession.

Seuil d'alerte opérationnel pour un terminal d'exportation

Les normes russes fixent le seuil d'action immédiate à soixante degrés ou à une élévation de température de cinq degrés par jour. Pour un terminal maritime d'expédition du charbon, le seuil effectif est plus bas. Le Code maritime international des cargaisons solides au vrac interdit d'embarquer du charbon dont la température dépasse cinquante-cinq degrés. Un tas qui ne nécessite pas encore d'action immédiate selon les normes de stockage sera refusé par le navire, ce qui entraîne des attentes, des surestaries et des réclamations de l'acheteur. Il est donc judicieux de paramétrer le système de contrôle sur cinquante-cinq degrés.

Il faut également prendre en compte le fait que le monoxyde de carbone apparaît avant la hausse de température. Les normes russes pour les parcs de stockage ne prévoient pas de contrôle gazométrique. Or, un détecteur de gaz portable utilisé en surface du tas est peu coûteux et alerte sur le développement d'un foyer plusieurs jours avant une sonde thermique.

Conclusion

Le charbon présent sur un parc n'est pas une marchandise passive en attente d'expédition. C'est un ouvrage présentant son propre scénario d'accident, lequel s'élabore lentement, insidieusement et sans faute de quiconque, ce qui explique qu'il soit facilement perdu de vue.

Pourtant, les mesures principales restent simples et peu coûteuses : connaître le temps de séjour du charbon sur le parc, expédier les lots anciens en priorité, compacter les talus, extraire le foyer plutôt que de l'inonder, et privilégier l'arrosage au jet direct. Ces actions n'exigent pas d'investissements, mais de l'organisation.

Pendant des décennies, l'industrie a étudié le comportement du charbon au fond de la mine. Le comportement du charbon en surface, au sein de tas de plusieurs millions de tonnes, l'est nettement moins, et cette lacune devra être comblée par les exploitants eux-mêmes, notamment au moyen d'essais sur le terrain au sein de parcs opérationnels.