La combustion des terrils
Le phénomène de combustion, souvent spontané, peut affecter un terril partiellement ou entièrement. Il est lié à la présence dans les rejets de charbonnage de matériaux combustibles (charbon, hydrocarbures), et d'une grande quantité d'oxygène provenant de l'emprisonnement d'air lors de la formation du terril ainsi que de la percolation rapide de l'eau dans le substrat liée à la structure grossière du dépôt. La réaction initiale est l'oxydation de la pyrite en présence d'oxygène :
4 FeS 2 (Pyrite) + 11 O 2 > 2 Fe 2 O 3 + 8 SO 2 + chaleur
Cette réaction très exothermique (libère de la chaleur) permet le déclenchement d'autres réactions nécessitant une température de quelques centaines de degrés. La combustion finit ainsi par se transmettre à tous les résidus combustibles et on a donc la combustion d'une partie ou de l'entièreté du terril.
Dès que la fraction combustible est brûlée, le phénomène s'arrête. Il est souvent contemporain de la formation des terrils et peut se prolonger pendant plus de 50 ans (Monjoie, 2000). Il peut également être provoqué par la combustion de la végétation recouvrant le terril.
Le phénomène de combustion peut se manifester de diverses façons à la surface du terril :
• les zones où s'échappent la vapeur d'eau et des gaz sulfureux sont généralement dépourvues de végétation. Le SO 3 ainsi libéré peut se transformer en acide sulfurique au contact de la vapeur d'eau. Mais il peut aussi se combiner à des oxydes de fer pour former des concrétions de sulfate de fer (croûte blanchâtre en surface). L'oxydation de H 2 S peut également former un précipité en surface sous forme de concrétion ou d'une poudre jaunâtre ;
• les débris de schistes et grès portés à plusieurs centaines de degrés prennent une coloration rouge brique. Ce rougissement est lié à la formation d'oxyde de fer et de titane (Fe 2 O 3 , TiO 2 ). A remarquer que ces matériaux brûlés accroissent la stabilité du terril, car ils acquièrent une certaine cohérence en formant des agglomérats très durs ;
• lorsque la température est légèrement plus élevée dans un secteur, le réveil printanier de la végétation peut être précoce et des groupements végétaux adaptés à un microclimat plus chaud et humide peuvent se développer ;
• le gradient thermique du sol est d'autant plus élevé que le foyer est peu profond. Il n'est pas rare que les températures atteintes soient comprises entre 25 et 60 °C dans les premiers décimètres du sol et passent progressivement à quelques centaines de degrés dans le foyer (de l'ordre de 250 °C à un mètre de profondeur dans la zone de combustion vive et de l'ordre de 1000 à l'intérieur de la masse du terril) ;
• une morphologie découlant d'un léger tassement du terril peut se développer pour autant que la part de matières combustibles soit suffisamment importante par rapport à la masse totale.
Ces phénomènes de combustion apparaissent généralement sur les sommets des terrils. A cela il y a une double explication :
a) l'alimentation en oxygène y est meilleure ;
b) la chaleur dégagée dans les parties profondes monte vers le sommet (phénomène de convexion).
(Source : Debehault, 1968 ; Frankart, 2000).
Un exemple : le terril Saint-Charles à Ransart
Le terril Saint-Charles se situe à Ransart, au nord de la commune de Charleroi, dans une zone à habitat assez dense.
Ce terril présente la particularité de ne pas avoir connu une autocombustion à partir d'une réaction purement chimique.
En effet, ici la combustion a démarré de l'extérieur, suite à un incendie d'une vielle menuiserie voisine, et s'est propagée vers l'intérieur du terril.
Mais il faut noter que ce phénomène ne s'observe que si le terril présente une fraction combustible assez importante. Le terril Saint-Charles était effectivement un vieux terril très riche en charbon (environ 20 % de sa masse).
Il présente des pentes très raides qui dépassent souvent 30°, et des températures très élevées : il menaçait de s'effondrer.
Ici, les autorités communales ont relativement rapidement évacué les habitants dont les maisons encerclaient le terril, et les ont indemnisés.
Actuellement, un périmètre de zone à risque a été établi autour de ce terril interdit d'accès.
Mais des glissements de terrain ne se produisent pas uniquement sur les terrils en combustion. La pente des flancs demeure, en effet, le principal facteur de déclenchement des glissements de terrain.
" La nuée ardente "
Un autre phénomène s'est produit sur les terrils soumis à la combustion. Lorsqu'un glissement de terrain se produit sur un de ces terrils, il peut mettre à nu le noyau de combustion et l'aviver brusquement. " A cet instant précis, la zone en combustion a tendance à exploser et à projeter des cendres à des dizaines, voir à des centaines de mètres. Cela ressemble toutes proportions gardées, à un phénomène volcanique, la nuée ardente " (M. Monjoie, communication orale : colloque sur les friches de charbonnage du 27-11-2000). Ce phénomène a déjà causé la perte de personnes dans le passé, comme à Valenciennes il y a quinze ans et dans une moindre mesure à Liège, au terril du Sertic.
Les risques liés aux terrils en combustion ne sont donc pas à négliger, il en existe trente en Wallonie. La combustion peut durer cinquante ans sur un terril. Le terril de la Petite Bacnure brûle depuis plus de vingt ans, M. Monjoie estime qu'il peut encore être affecté par la combustion pendant plus de 10 ans.
