Charbon minéral aux États-Unis : les premiers pas de l’industrie

En 2018, concurrencée par le gaz naturel et menacée par une réglementation environnementale plus sévère, l’industrie du charbon minéral décline aux Etats-Unis. Quelle en sera l’issue ? Un regard historique peut aider à trier entre les hypothèses formulées à ce sujet.


À la veille de la guerre de Sécession, en 1860, alors que l’Europe occidentale extrait déjà plus de 120 millions de tonnes (Mt) de houille de son sous-sol, les États-Unis n’atteignent pas les 20 Mt[1]. Les gisements d’anthracite, de charbon bitumineux et sous-bitumineux y abondent à l’Est comme à l’Ouest, mais ils sont peu exploités jusqu’au milieu du 19ème siècle. Les faiblesses de la densité démographique et de l’industrialisation sont moins en cause que les richesses forestières, animales, éoliennes et hydrauliques du Nouveau Monde qui rendent superfétatoire le développement de la production charbonnière[2]. L’exploitation des mines de charbon, en outre, requiert des délais pour passer du stade artisanal au stade industriel.

 

1. Un Nouveau Monde riche en sources d’énergie renouvelables

Fig. 1 : Une richesse forestière exceptionnelle - Source : Henryhartley at English Wikipedia. [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], via Wikimedia Commons

Lorsqu’ils fondent la Virginie en 1607, les colons anglais viennent de quitter un pays où le prix du bois de feu a doublé en un demi-siècle sous l’effet de la déforestation (Lire : La consommation mondiale d’énergie avant l’ère industrielle). Quel contraste avec la couverture forestière qu’ils découvrent sur l’autre rive de l’Atlantique « du Saint Laurent à la Floride, des Carolines à l’Oklahoma. Des conifères, comme le pin blanc, le sapin et le mélèze ; des arbres à feuille caduque, comme le bouleau, le chêne, l’érable. Plus au sud, le cyprès, le noyer, le peuplier, le frêne… De quoi ravir les Anglais qui manquent de bois dans leurs îles »[3]. Surtout dans les régions où la couverture forestière reste épaisse, « dans le Maine, la plus grande partie du New Hampshire et du New York, de l’arrière pays de la Géorgie, du rivage atlantique de Wilmington au cap Hatteras », « the forests had to disappear to make room for farms »[4]. Cette gratuité du bois va laisser une marque indélébile sur la société étasunienne à travers des choix technologiques peu tournés vers l’efficacité énergétique, dans tous leurs usages, au premier rang desquels le chauffage des locaux (Figure 1).

1.1. Chauffage des habitations

Fig. 2 : Premiers poêles en fonte - Sources : Hahifuheho [CC0], via Wikimedia Commons

Encore en 1850, la consommation estimée de bois dépasse les 100 Mt de cordes, soit plus de 90% de la consommation totale d’énergie[5]. Les 9/10ème de ce volume sont destinés au chauffage des maisons, des églises ou des écoles, ainsi qu’à la fourniture de chaleur aux manufactures qui en ont besoin (séchage du tabac, fumage de la viande) et dont la plupart sont installées dans les campagnes. Environ 75% de ce bois est brûlé dans des foyers ouverts (open hearths) qui servent aussi à la cuisson des aliments et au chauffage de l’eau. Pour fournir la chaleur à laquelle les habitants de l’époque sont habitués, ces foyers consomment en moyenne 17,5 cordes de bois par an, soit l’équivalent de 2,5 tonnes de charbon par personne. Entre 1810 et 1840, ils sont cependant remplacés peu à peu par des poêles (heating stove), d’abord dans les lieux publics puis dans l’habitat familial lorsque sont installés des tubes de cheminée. À l’origine de ce changement, la diffusion de la nouvelle technique et l’intérêt qu’elle suscite au moment où la croissance des distances entre habitat et ressources forestières commence à renchérir la chaleur tirée du bois (Figure 2).

Avec l’immigration, les poêles étaient connus en Amérique car les Hollandais, installés à New Amsterdam, en construisaient en briques depuis le 17ème siècle, tandis que les Allemands et les Scandinaves avaient apporté avec eux des poêles en fonte au cours du 18ème siècle[6]. Ces nouveaux moyens de chauffage présentaient plusieurs avantages : le passage contrôlé de l’air sur le combustible assurait une efficacité plus grande ; la place centrale du poêle dans la pièce autorisait un plus grand confort des occupants ; le confinement de la cendre dans le poêle facilitait la propreté de l’habitat.

Pourquoi, avec de tels avantages, la nouvelle technique était-elle si peu attractive que le « Pennsylvania » de Benjamin Franklin avait été un échec commercial ? La réponse des historiens selon laquelle l’open hearth était trop anglais pour être abandonné ne satisfait pas Ruth Schwartz Covan qui met en avant le coût élevé des poêles fabriqués en fonte, loin des lieux d’utilisation, la croyance en leur insalubrité parce non alimentés en air frais, la nécessité initiale de les doubler pour la cuisson des aliments. Toutes ces raisons paraissent crédibles, mais une autre a probablement aussi joué : contrairement à celle de la cheminée ouverte, l’alimentation du poêle exigeait de couper le bois en petites buches, soit un travail supplémentaire dans un pays où la main d’œuvre était particulièrement rare.

La nouvelle technique ne commencera à se diffuser qu’à partir de la fin des années 1820 lorsqu’un marchand new-yorkais, au lieu de fabriquer des poêles par assemblage de plaques (iron plates), les fondra et en réduira le coût. 40 ans plus tard, un tiers de la fonte produite servira à la fabrication des poêles par 220 manufacturiers. Entretemps, l’appareil avait évolué par différenciation entre moyens de cuisson et de chauffage, d’abord par adjonction au poêle d’un four et d’une plaque de chauffage des ustensiles de cuisine puis par séparation entre la partie dédiée à la cuisson qui s’était élargie au détriment de celle dévolue au chauffage des locaux.

Surtout, le bois était devenu plus cher sous l’effet de l’urbanisation qui interdisait un accès direct à la ressource. Entre 1840 et 1860, la population qui ne vivait plus à la campagne était passée de 1,8 à 6,2 millions d’habitants, soit de 10,8 à 19,8% de la population totale (tableau 1). Pour elle, le bois avait désormais un prix qui rendait plus attrayante l’efficacité des moyens de chauffage et qui préparait la substitution des combustibles minéraux aux combustibles végétaux.

 

Tableau 1 : Populations totale et urbaine 1840-1910

Population totale (M) Population urbaine (M) Taux d’urbanisation (%)
1790 4.0
1840 17.1 1.8 10.8
1850 23.2 3.5 15.3
1860 31.4 6.2 19.8
1870 38.6 9.9 25.7
1880 50.2 14.1 28.2
1890 62.4 22.1 35.4
1900 76.0 30.2 39.7
1910 92.0 42.0 45.7
Sources : Woytinsky W.S., op. cit. p. 124.   M = million

1.2. Chaleur et force motrice dans l’industrie et les transports

Fig. 3 : Les premiers navires à vapeur sur le Mississipi - Source : William M. Donaldson [Public domain], via Wikimedia Commons

Devenir une source d’énergie mécanique à travers la chaleur que sa combustion fournit à la machine à vapeur a été encore plus difficile pour le charbon du Nouveau Monde. D’un côté, les cours d’eau abondent au bord desquels peuvent être installés des moulins à eau et des turbines hydrauliques capables de fournir la plus grande partie de l’énergie mécanique des « usines toujours situées près des chutes d’eau » jusqu’au milieu du 19ème siècle[7]. D’un autre, les prairies sont suffisamment étendues pour élever tous les bœufs et chevaux nécessaires à la traction animale des labours et des transports locaux de personnes ou de marchandises. En outre, lorsque la moderne machine à vapeur commence à concurrencer toutes ces sources d’énergie mécanique au cours de la première moitié du siècle, elle ne détrône pas les sources renouvelables puisque son principal combustible demeure le bois. « The first engines on steam-boats and the first locomotives were fired with wood »[8]. Plusieurs décennies vont s’écouler avant que la machine à vapeur s’impose puis que soit choisi le charbon minéral pour lui procurer la chaleur nécessaire (Figure 3).

Tout démarre avec la navigation fluviale puisque c’est le 17 août 1807 que Robert Fulton remonte l’Hudson, de New York à Albany, en 32 heures, avec un bateau à aube mu par une machine à vapeur alimentée au bois. Bien d’autres suivront deux décennies plus tard lorsque débutera l’ère des canaux avec la jonction d’Albany à Buffalo puis l’essor du transport fluvial notamment sur l’Ohio et le Mississippi qui reliaient les Grands Lacs à la Nouvelle-Orléans.

Fig. 4 : Construction des chemins de fer - Source : National Archives at College Park [Public domain], via Wikimedia Commons

L’arrivée du chemin de fer prolonge cette trajectoire technologique. Le Baltimore & Ohio (B&O), inauguré en janvier 1830, est tiré par des chevaux car sa construction a précédé la réalisation en 1830 de la première locomotive à vapeur de Robert Stephenson en Angleterre. Il en va de même du Boston & Worcester lancé en 1831 dans le cadre d’une réglementation calquée sur celle des routes à péage : la voie ferrée est ouverte à toute entreprise capable de mettre des wagons et des chevaux sur les rails. Les liaisons sont courtes (moins de 60 miles) et gérées par des compagnies privées, le plus souvent en coopération avec les autorités locales, dans un cadre réglementaire relevant de chaque État, sans aucune intervention fédérale[9]. Très vite ces compagnies adoptent la traction à vapeur par des locomotives d’abord importées d’Angleterre puis construites aux États-Unis sur plans anglais, moyennant des adaptations aux spécificités du Nouveau Monde : rails plus légers, courbes plus prononcées, pentes plus fortes et alimentation au bois. La « Tom Thumb » à chaudière (boiler) verticale testée en 1830 par la B&O ou les « crab » à petites roues capables d’emprunter des courbes de 400 pieds de rayon illustrent bien cette capacité d’adaptation que facilite la construction des locomotives dans les ateliers de réparation des compagnies ferroviaires qui valorisent ainsi leurs expériences (Figure 4).

Initialement méfiantes à l’égard de la machine à vapeur, les entreprises industrielles ne l’adoptent que lorsqu’elles sont contraintes de se déplacer loin des sites ventés et des bords de fleuve ou de rivière, ce qu’elles mettront du temps à réaliser. Même les fabriques textiles qui sont techniquement les plus avancées à la fin des années 1830 utilisent la force hydraulique pour mouvoir par des courroies en cuir des machines construites en bois[10]. A cette date, seules quelques grandes manufactures localisées à Pittsburgh ressemblent à leurs homologues britanniques avec des machines en fer mues par des machines à vapeur brûlant du charbon minéral parce qu’il est abondant et bon marché dans cette région. En dépit de la révolution industrielle qu’Alfred Chandler Jr situe au cours de la décennie suivante, Sam H. Schurr et ses collègues (tableau 2) estiment qu’en 1850 les 3,6 milliards de horsepower heure utilisés dans le pays proviennent encore pour 39% de la force éolienne, pour 25% de celle des cours d’eau et pour 17% de celle des machines à vapeur alimentées au bois, soit plus de 80% tirés de sources d’énergie renouvelables[11].   Si l’on ajoute à ces utilisations, celle du bois transformé en charbon de bois (charcoal) nécessaire à une sidérurgie dont 50% de la production fait toujours appel à ce combustible, on comprend mieux les raisons de l’émergence tardive du charbon minéral qui, jusqu’aux années 1870, peine à se frayer une place entre les sources d’énergie renouvelables, dont le bois de feu (tableau 3).

 

Tableau 2 : Sources d’énergie mécanique 1850-1870

1850 1860 1870
Hph % Hph % Hph %
Vent 1.4 38.9 2.1 35.6 1.1 12.9
Eau 0.9 25.0 1.3 22.0 1.7 20.0
Bois 0.6 16.7 0.7 11.9 0.8 9.4
Charbon 0.7 19.4 1.8 30.5 4.9 57.7
Total 3.6 100 5.9 100 8.5 100
Source : Schurr Sam H. and Netschert Bruce C. Energy, op. cit, p. 54. Les auteurs empruntent ces estimations à Dewhurst J.F. and Associated (1955). America’s Needs and resources. A New Survey. New York : The Twentieth Century Fund.

 Tableau 3 : Consommation de bois de feu en 1879

1000 cordes Y compris charbon de bois
Usages domestiques 140 537 140 537
Chemin de fer 1 972
Navires à vapeur 788
Industrie minérale 625
Industrie manufacturière 1 856
Total 145 778 147 300
Source : Schurr Sam H. and Netschert Bruce C. Energy, op. cit, p. 53. Les auteurs empruntent ces estimations à Sargent C.S. (1879). The Forests and the United States, Census of manufactures, vol. 9. Governement Printing Office, p. 489.

 

2. Le berceau des Appalaches : des anthracites à l’Est aux bitumineux à l’Ouest

Fig. 5 : Les débuts de l'exploitation des mines de charbon - Source : R.W. Stone, US Geological Survey, via Wikimedia Commons

Jusque dans les années 1830, la production de charbon minéral « was small, in absolute terms, sporadic, and locally restricted »[12]. Ce combustible n’était pourtant pas un inconnu, ni des colons dont la plupart venaient d’un pays, l’Angleterre, où il était brûlé de longue date, ni même des autochtones puisque les Indiens Hopis, dans la région devenue l’État d’Arizona, en utilisaient pour se chauffer et pour cuire leurs poteries aux alentours de l’an 1000 de notre ère. Plus tard, environ 100 000 tonnes avaient été extraites par les Espagnols dans cette même région. Au cours de la période coloniale, quelques tentatives d’exploitation sur les bords du fleuve Illinois en 1679 n’avaient pas dépassé le stade artisanal local[13]. Le minerai extrait vers 1740 dans le bassin de Richmond (Est Virginie) avait d’abord été utilisé localement avant d’être expédié, plus tard et sans grand succès, vers Philadelphie, New York et Boston. De petites quantités continuaient aussi à être commercialisées le long du fleuve Monongahela, près de Pittsburgh. Ce manque d’intérêt pour les ressources locales coexistait avec la poursuite d’importations de charbon anglais qui restait bon marché car servant de ballast aux navires quittant l’Angleterre à vide pour y revenir chargés de produits coloniaux (Figure 5).

Cette situation n’est pas du goût des nationalistes qui, dès la proclamation de l’indépendance en 1776, veulent faire de l’exploitation du bassin de Richmond l’emblème de la coupure de tout lien avec l’ancienne puissance coloniale[14]. Les mines qui y sont ouvertes produisent quelques centaines de milliers de tonnes au début du 19ème siècle mais elles sont doublement handicapées. Leur besoin de main d’œuvre, c.à.d. d’esclaves, entre en concurrence avec celui des plantations, surtout à l’époque des récoltes ; les moyens de transport sont trop coûteux, y compris par barges sur la rivière James ou le canal Kanawha. Quant aux gisements de bitumineux exploités autour de Pittsburgh, le coût élevé de franchissement de la chaîne des Alleghanys ne leur permet pas d’atteindre les régions les plus peuplées de la côte Est. L’avenir du charbon à cette date aurait été bien bouché sans l’accès aux gisements d’anthracite du nord-est de Pennsylvanie (comtés de Schnylkill, Luzerne, Lackawanna, Susquehanna).

Ce dernier est connu depuis que plusieurs gisements avaient été découverts entre 1762 dans la vallée du Wyoming, 1775 près de Pittston, 1776-80 dans la région de Wilkes-Barre, 1790 à proximité de Schnylkill. Certains d’entre eux, très faciles d’accès parce qu’affleurant le long du fleuve Susquehanna, étaient exploités de façon artisanale, notamment pour alimenter un bas fourneau et pour chauffer quelques habitations, mais les tentatives de commercialisation se heurtaient aux réticences des habitants de Philadelphie pour ce type de combustible difficile à enflammer[15]. Les quelques milliers de tonnes de stone coal extraites annuellement paraissaient sans avenir jusqu’à ce que trois évolutions leur deviennent favorables après la deuxième guerre d’indépendance de 1812 : les importations de charbon anglais tombent de 400 000 tonnes en 1820 à moins de 100 000 tonnes en 1837 ; avec l’aide de sociétés savantes, une campagne de promotion de l’anthracite est lancée ; des aménagements de canaux et de nouveaux moyens de transport sont mis en place avec la Lehigh Coal and Navigation Company (1820), la Schuylkill Navigation Company (1825) et la Delaware and Hudson (1829). La première de ces trois compagnies s’est en effet lancée, sous le nom de Lehigh Coal Mining Company, dans une exploitation industrielle qui débouche en 1840 sur une production d’anthracites de Pennsylvanie proche du million de tonnes. Outre le chauffage des ménages urbains, ce combustible alimente les locomotives de la Lackawanna Railroad qui fait de leur utilisation propre et efficace son principal argument publicitaire.

Au cours des mêmes années 1830, la production des charbons bitumineux de l’Ohio et du Maryland commence aussi à approvisionner le sud-est du pays, de Baltimore à Saint-Louis, via des transports sur l’Illinois, le Missouri et le Mississippi. Les débouchés restent cependant étroits si l’on en croit l’exploitant d’un gisement près du fleuve Warrior qui se plaint en 1840 de ne pouvoir écouler sa production : « In Mobile (Alabama), nobody would buy the coal »[16]. Au cours de la décennie suivante, un expert confirme, à propos de la région allant de Cincinnati à la Nouvelle-Orléans, que les navires, les locomotives et les maisons sont presque entièrement alimentées en bois, que peu de villes sont éclairés au gaz, que les manufacturiers ne peuvent pas trouver les quantités de charbon qu’ils pourraient consommer, qu’il manque des dépôts et des moyens de transport de ce combustible alors que l’on peut se procurer du bois à n’importe quel coût.

À l’origine, les entreprises charbonnières sont petites et labor intensive car un mineur expérimenté ou un solide laboureur peut facilement extraire plusieurs tonnes de charbon par jour des veines superficielles de Virginie ou de l’est de Pennsylvanie. La tâche est particulièrement aisée lorsque certaines affleurent la pente d’une colline, comme sur les rives du Monongahela où les mineurs extraient le charbon à la pioche puis, à l’aide d’une brouette, le chargent sur des barges. Ces petites entreprises appartiennent le plus souvent à des individus qui ont loué le terrain pour 5 à 10 ans à un grand propriétaire terrien ou à une corporation. Ils exploitent la mine pour leur propre compte ou pour celui d’un tiers. Ils n’emploient que quelques mineurs professionnels, aidés de fermiers des environs désireux de compléter leur revenu. Les uns et les autres sont payés non en heures de travail mais en tonnes de minerai extraites. Exploitant et employés œuvrent parfois ensemble, en pleine campagne, loin des villes qui pourraient susciter un embryon d’organisation ouvrière. Plus que précaires les conditions de travail exposent les mineurs à de terribles accidents comme ceux du comté de Luzerne qui en tuent 110 en 1869 et 58 en 1896. Le charbon extrait est transporté par des compagnies de navigation fluviale. Sur un marché très concurrentiel, elles font face à de fréquentes chutes de prix qui en condamnent certaines à la faillite, d’où des sorties aussi aisées que les entrées dans l’industrie (easy entry, easy exit)[17].

En résumé, les conditions de l’offre autant que celles de la demande ne favorisent pas une forte croissance de la production charbonnière qui, en 1840, dépasse à peine les 2 Mt (tableau 4), soit un vingtième de celle de la Grande-Bretagne au même moment.

 

Tableau 4 : Évolution de la production de charbon des États-Unis 1800-1840 (1 000 t)

1800  98 1814 215 1828   610
1801 103 1815 231 1829   687
1802 111 1816 254 1830   799
1803 115 1817 275 1831   865
1804 128 1818 300 1832 1 155
1805 132 1819 293 1833 1 348
1806 128 1820 303 1834 1 292
1807 145 1821 318 1835 1 650
1808 151 1822 332 1836 1 807
1809 155 1823 345 1837 2 027
1810 161 1824 389 1838 1 922
1811 172 1825 435 1839 2 108
1812 186 1826 503 1840 2 244
1813 200 1827 554  
Source : Etemad Bouda. World Energy, op. cit, p. 15.

 

3. Le grand décollage de 1840

C’est au cours des années 1840 que la trajectoire va s’infléchir. En volume, la consommation saute de 2,2 Mt en 1840 à 7,6 en 1850, soit une croissance décennale de 238%, supérieure à celle des années 1830 (180%) et des années 1850 (140%) qui suivront. Quelle en est l’explication ? « That answer is coal » répond Alfred Jr Chandler[18]. L’offre d’anthracite a joué un rôle déterminant parce qu’elle a été la seule à satisfaire une industrie encore concentrée sur la côte Est, puis elle jouera jeu égal avec celle de bitumineux lorsque ces derniers seront aisément transportables par chemins de fer et que l’industrie lourde se déplacera vers Pittsburgh.

Ces changements ont des origines économiques et politiques générales. C’est en effet « aux alentours de 1840 que l’Amérique, délivrée depuis plus d’un demi-siècle du joug politique de l’Europe, aspire à une indépendance totale, économique, financière, intellectuelle même. Jackson a ouvert la voie… Pourquoi les différentes régions des États-Unis, au lieu de lutter les unes contre les autres, ne combineraient-elles pas leurs ressources de manière à former un ensemble qui se suffise à lui-même ? »[19].   En réponse aux nouveaux débouchés que portent la croissance démographique, l’urbanisation rapide de la côte Est et l’essor manufacturier, une véritable industrie du charbon s’organise.

 

4. Les nouveaux débouchés offerts par l’urbanisation et l’industrialisation

Fig. 6 : Une urbanisation galopante - Source : Library of Congress [Public domain], via Wikimedia Commons

D’abord le début d’un formidable essor démographique faisant passer la population des États-Unis de 9,98 millions d’habitants (Mh) en 1820 à 40,24 en 1870 puis 97,61 en 1913, soit des taux de croissance annuels moyens de 2,83% et 2,08%, sans commune mesure avec les évolutions démographiques des autres régions du monde[20]. En cause, surtout, le flux annuel des immigrants qui passe d’une moyenne de 10 000 avant 1820 à plus de 100 000 après 1840 puis 400 000 au début des années 1850, avant de redescendre entre 150 et 200 000. Ces nouveaux venus qui préfèrent les villes aux campagnes font grimper le taux d’urbanisation et stimulent le développement des industries dans le nord-est, tant par leur force de travail que par leur soif de consommation. La croissance des besoins énergétiques qu’entraînent l’urbanisation et l’industrialisation est de plus en plus difficile à satisfaire par des sources renouvelables d’origine rurale. Le charbon minéral est appelé à les remplacer au fur et à mesure que s’améliorent les moyens de transport, d’abord fluviaux puis ferroviaires reliant les mines aux centres urbains, améliorations qui font baisser les prix. Ceux de l’anthracite rendu à Philadelphie passent ainsi de 10$/tonne en 1824 à 5$ en 1839 et 3,34$ en 1851[21](Figure 6).

La substitution ne s’opère cependant pas à des rythmes identiques dans tous les usages. Elle commence là où la machine à vapeur est la plus présente, c.à.d. dans la navigation fluviale et les chemins de fer qui peinent à trouver tout au long de leurs trajets les stocks de bois dont ils ont besoin.

Elle se poursuit dans la sidérurgie dont la production s’envole avec, entre autres, la demande de rails, dans des régions qui ne sont plus toutes à proximité de grandes réserves forestières. La pénétration du charbon minéral y est cependant lente parce que les sidérurgistes étasuniens, pour chauffer leurs fourneaux, avaient l’habitude d’utiliser des « cold blast » et non des « hot blast » comme en Angleterre à la même époque. Ce procédé rendait l’allumage de l’anthracite difficile ce qui avait dissuadé d’employer ce combustible jusqu’à ce que la profession se convertisse à la technique du « hot blast » importée du Pays de Galles par David Thomas et mise en pratique par la Lehigh Crane Iron Company en 1839. Dans la Pennsylvanie de 1842, 12 fourneaux utilisant de l’anthracite produisaient 15 000 tonnes de fonte face à 210 employant du charbon de bois qui fondaient 100 000 tonnes.

12 ans plus tard, moins de la moitié de la fonte produite aux États-Unis est obtenue par combustion d’un charbon végétal qui disparaît presque complètement avant la fin du siècle (tableau 5). Entre temps, le passage aux rails en acier, grâce à l’introduction du procédé Bessemer vers la fin de la décennie 1860, a donné une nouvelle impulsion à la sidérurgie au coke minéral qui fournit un acier de meilleure qualité et moins couteux que celui de la sidérurgie au bois. Sur la base de l’excellent charbon cokéfiable de Connellsville dans le sud-ouest de la Pennsylvanie, 4 200 fours à coke produisent 3 Mt de coke en 1890. Deux décennies plus tard, la sidérurgie en consommera 20[22].

Les autres industries, à leur tour, abandonnent le bois pour la houille dès qu’elle devient meilleur marché. Le changement technique qui a commencé à partir des années 1830 se diffuse au cours de la décennie suivante sous la forme de machines à vapeur, de fours et de chaudières alimentés au charbon minéral, non plus uniquement dans le textile, mais aussi dans la métallurgie, la papeterie, les cimenteries, les fabriques de verre, les industries alimentaires. En symbiose, la taille et l’organisation des entreprises évoluent. « The opening of the anthracite fields helped to initiate the unprecedented growth of the manufacturing sector in the 1840’s »[23]. L’industrie étasunienne, comme le révèlera en 1851 l’exposition du Cristal Palace en Grande-Bretagne, entre dans l’ère de la production de masse, du travail en miette et du management moderne.

Dernière étape de la substitution, le recul du bois devant l’anthracite dans le chauffage des locaux urbains où les premiers poêles mixtes (bois, charbon) cèdent progressivement la place à des poêles à charbon seul. Le nouveau combustible est adopté dans toutes les villes de la côte Est mais aussi à Louisville, Cincinnati et la Nouvelle-Orléans. En fin de siècle, il n’a plus de concurrents hormis les chauffe-eau à gaz et les poêles à kérosène qui apparaissent après la guerre de Sécession tandis que quelques riches demeures urbaines se font installer un chauffage central[24]. Combustible des foyers domestiques, l’anthracite devient aussi celui des industries manufacturières qui l’utilisent à des fins de chauffage ou de force motrice.

 

Tableau 5 : Part des différents combustibles dans la production de fonte 1854-1890

% Anthracite Bitumineux/coke Charbon de bois
1854 46.1 7.4 46.5
1860 56.5 13.3 30.3
1865 51.5 20.4 28.2
1870 49.9 30.6 19.6
1875 40.1 41.8 18.1
1880 41.1 45.4 12.5
1885 32.1 59.1 8.8
1890 13.8 69.4 6.8
Source : Schurr Sam H. and Netschert Bruce C. Energy, op. cit, p.66. Les auteurs empruntent ces estimations à The Mineral Industry, Its Statistics, Technology and Trade. New York : Rothwell, vol I, 1892.

Entre 1860 et 1870, la demande de charbon minéral grimpe de 18,2 à 36,7 Mt sous l’effet, entre autres, des besoins d’acier pour fabriquer fusils, canons et navires que stimule le déclenchement de la guerre de Sécession, puis au lendemain de cette dernière, de la reconversion des usines.

Les prix réels du charbon suivent sous la forme d’une augmentation de 45% entre 1860 et 1864, laquelle n’interrompt pas la croissance de la consommation qui, en 1885, approche les 100 Mt, et dépasse pour la première fois celle des combustibles végétaux. En tête, les locomotives qui absorbent à elles seules 42% de tout le minerai extrait, puis les cokeries sidérurgiques avec 13%, le reste allant aux autres industries et aux foyers domestiques. En volume total et, plus encore par habitant, cette consommation est très inférieure à celle du Royaume-Uni, mais l’écart entre les deux pays se resserre rapidement. Au cours des 30 années suivantes, la consommation charbonnière des États-Unis va être multipliées par cinq et représenter 40% de la production mondiale. Derrière cette performance, une demande accrue de toutes les industries présentes en début de période que rejoint la thermoélectricité née au cours des deux dernières décennies du siècle.

 

5. L’industrie s’organise à partir de Pittsburgh

Fig. 7. Carte des principaux gisements charbonniers

En réponse à la croissance des débouchés, l’extraction se développe rapidement (tableau 6). Sur les sept grandes régions productrices (Figure 7) que sont :

  • les Appalaches septentrionales (Pennsylvanie, nord Virginie occidentale, Maryland),
  • les Appalaches centrales (Kentucky, Virginie, sud Virginie occidentale, Tennessee),
  • les Appalaches méridionales (Alabama, sud Tennessee),
  • la région centrale (Illinois, Indiana, Kentucky ouest),
  • les Montagnes Rocheuses (Colorado, Utah),
  • le Powder River Basin (nord Wyoming et sud Montana),
  • et l’Alaska, après son achat à la Russie en 1867.

Entre ces diverses régions, ce sont évidemment les trois premières qui ont été explorées et exploitées dès le 19ème siècle pour des raisons à la fois géographiques (occupation du territoire)[25] et géologiques (qualités des charbons)[26].

 

Tableau 6. Évolution de la production de charbon 1840-1913 (Mt)

1840 2 244 1864   22 173 1888 133 048
1841 2 375 1865   22 159 1889 119 050
1842 2 644 1866   26 126 1890 143 127
1843 2 968 1867   27 128 1891 152 921
1844 3 558 1868   30 801 1892 162 685
1845 4 285 1869   34 694 1893 165 428
1846 4 863 1870   36 677 1894 154 895
1847 5 767 1871   38 394 1895 175 194
1848 6 424 1872   47 214 1896 174 167
1849 6 976 1873   51 916 1897 181 646
1850 7 580 1874   49 895 1898 199 560
1851 9 438 1875   50 601 1899 230 190
1852 10 270 1876   49 547 1900 244 653
1853 11 569 1877   54 461 1901 266 077
1854 12 725 1878   52 715 1902 277 599
1855 14 651 1879   64 168 1903 324 188
1856 15 379 1880   72 037 1904 319 163
1857 15 779 1881   76 081 1905 356 272
1858 16 015 1882   85 310 1906 375 717
1859 17 435 1883   93 728 1907 435 778
1860 18 181 1884   98 797 1908 377 247
1861 17 237 1885   99 889 1909 418 044
1862 17 755 1886 103 129 1910 455 040
1863 20 636 1887 109 452 1911 450 300
1912 484 860
1913 517 059
Source : Etemad Bouda. World Energy, op. cit, p. 15 et 16.

À l’Est, la région des Appalaches s’étend de la Pennsylvanie, au Nord, jusqu’au Tennessee et à l’Alabama, au Sud. Elle contient six puissantes couches de 0,75 à 6 mètres d’épaisseur d’une houille (anthracite dans le nord-est de la Pennsylvanie et bitumineux ailleurs) formée majoritairement au cours du carbonifère et du permien. Ces minerais sont pour partie à haut pouvoir calorifique (7 500 kcal/kg), très agglutinants et à basse ou moyenne volatilité, toutes qualités qui en font des charbons cokéfiables particulièrement prisés des sidérurgistes. Les veines épaisses y étaient initialement rencontrées à moins de 630 pieds de profondeur, notamment à proximité de Pittsburgh qui va devenir le berceau de l’industrie lourde des États-Unis. Au cours du 19ème siècle, ce sont donc les Appalaches qui ont fourni les 3/5e de la production des États-Unis (tableau 7) à un coût compris, en 1861, entre 2 et 4 shillings par tonne, soit la moitié ou le tiers du prix des charbons bitumineux européens[27] .

 

Tableau 7 : Localisation de la production en 1889

Millions de tonnes courtes % de la production totale
Pennsylvanie 81,7 63,0
Illinois 12,1 9,3
Ohio 10,0 7,7
West Virginia 6,2 4,8
Iowa 4,1 3,2
Alabama 3,6 2,8
Indiana 2,8 2,2
Colorado 2,5 1,9
Kentucky 2,4 1,9
Kansas 2,2 1,7
Tennessee 1,9 1,5
TOTAL 129,5 100,0

De Pittsburgh où ils s’étaient concentrés, les sièges de l’industrie charbonnière gagnent la Virginie occidentale puis la Virginie, la Caroline du Nord et l’Alabama, durant la guerre de Sécession, à l’initiative des États confédérés du Sud. Ceux-ci, par crainte de manquer de matières premières, organisent en 1862, dans le cadre de leur War Department, le Nitre and Mining Bureau chargé d’organiser l’approvisionnement en salpêtre pour les manufactures de poudre ainsi qu’en cuivre, plomb, zinc, acier et charbon. À ce titre, en vue de soutenir la production du bassin de Richmonds, ils ouvrent de nouvelles mines en Caroline du Nord et en Alabama, lesquelles étendront l’ère géographique de l’industrie charbonnière à l’issue du conflit.

Mais ce dernier a aussi contribué à étendre et renforcer le réseau ferroviaire vers l’ouest et le sud, ce qui facilite l’ouverture de mines dans les épaisses couches de 5 mètres d’épaisseur qui parcourent le Maryland, l’Ohio, l’Illinois, l’Oklahoma et l’Arkansas. Il s’agit encore de minerai de l’ère primaire, donc majoritairement de bitumineux, à faible teneur en cendres, mais plus fortement soufrés que ceux des autres régions. Au cours des deux dernières décennies du siècle, de nombreux migrants d’origine européenne et des descendants d’anciens esclaves du Sud se font embaucher dans ces nouvelles houillères. Les compagnies charbonnières leur fournissent de l’outillage, des logements et des magasins où les mineurs sont contraints de dépenser leur salaire.

 

6. L’exploitation charbonnière s’industrialise

Nombre de ces compagnies sont la propriété d’entrepreneurs individuels à l’image de ce Francis Peabody qui entre dans l’industrie charbonnière en 1883 en distribuant dans la région de Chicago le charbon qu’il achète à des mineurs de l’Illinois avant de fonder la Peabody Coal Company en 1890, d’ouvrir sa première mine en 1895 et d’amorcer une croissance qui en fera la plus grande compagnie charbonnière des États-Unis à la fin du 20ème siècle après sa fusion avec la Sinclair Coal Company en 1955 et le transfert de son siège à Saint-Louis.

D’autres compagnies appartiennent aux sociétés ferroviaires qui, achetant des terrains pour étendre leurs lignes, en exploitent directement les richesses minières ou les louent à des filiales dans ce même but. En 1873, lorsque la Chesapeake and Ohio Railroad a relié Huntington (Virginie occidentale) à Richmond (Virginie), les riches gisements du sud de Virginie occidentale ont été mis en exploitation. Dix ans plus tard, d’autres, plus à l’ouest, l’ont été lorsque la Norfolk and Western Railroad a atteint le comté de Tazewell. Au cours du demi-siècle suivant, les petites entreprises ne disparaitront jamais, mais elles devront coexister avec de grandes compagnies telles la US Coal and Oil Company, capitalisée à hauteur de 6 M$ et propriétaire de droits sur 30 000 acres au début du 20ème siècle[28]. À la fin du siècle, de nombreuses compagnies charbonnières seront achetées par le groupe Morgan devenu propriétaire de l’US Steel.

Ce développement de l’industrie charbonnière par les compagnies ferroviaires se poursuivra au delà du Mississippi jusqu’aux vastes dépôts formés durant les ères secondaire (crétacé) et tertiaire qui se répartissent entre deux grands bassins. Dans celui des Grandes Plaines du Nord couvrant la moitié occidentale du North Dakota, l’est du Montana, le nord-ouest du South Dakota et le nord-est du Wyoming, les couches de lignite à faible teneur en cendres et en soufre atteignent parfois 25 mètres d’épaisseur et sont aisément exploitables à ciel ouvert. Dans celui des montagnes Rocheuses qui court du sud-ouest du Montana au Nouveau-Mexique, plusieurs couches allant jusqu’à 5 mètres contiennent des charbons sous-bitumineux et des lignites, à teneurs en cendres et soufre comparables à ceux des Grandes Plaines du Nord[29]. Elles ne commenceront à être exploitées qu’après la Première Guerre mondiale.

Au milieu du 19ème siècle, l’exploitation est toujours majoritairement manuelle. Pour atteindre des couches plus profondes, les compagnies doivent équiper des puits et installer des matériels d’aération et de pompage dans des exploitations souterraines relevant à 90% de la méthode des chambres et piliers, contrairement à l’Europe qui recourt déjà à la longue taille[30]. À cela des raisons géologiques (les veines sont épaisses) et économiques (l’abondance de la ressource et la rareté de la main d’œuvre favorisent les techniques extensives) : 35% du charbon bitumineux et 39% de l’anthracite, en moyenne, sont laissés sous terre à cette époque[31]. Les techniques d’extraction restent assez frustes : le minerai est abattu au pic et à la pelle (pick and shovel), parfois à l’explosif (blasting), puis évacué manuellement dans des wagons poussés à la main ou tirés par des mules, parfois même des chiens, comme dans l’Illinois où on en trouve encore en 1903. Les premières machines d’abattage (coal-cutting machine) sont introduites dans les mines de l’Indiana en 1873 puis les tapis roulants (conveyor belt) sont mis au point vers 1900, époque d’électrification des mines. La diffusion de ces techniques inaugure une phase de mécanisation des travaux du fond qui se traduit par une forte croissance de la productivité (tableau 8) mais qui ne met pas les mineurs à l’abri de terribles accidents tel le coup de poussière (firedamp) du 6 décembre 1907 qui en tue 362 à Monongah en Virginie occidentale.

 

Tableau 8 : Productivité des mines aux États-Unis 1890-1910

Productivité annuelle Productivité journalière Mécanisation au fond (%)
1890 579 2.50 5.3
1900 697 2.98 24.9
1910 751 3.46 41.7
Source : Woytinsky, op. cit. p. 441. Les productivités sont en 1000 tonnes/homme/an et tonnes/homme/jour

 

7. Le gouvernement fédéral appuie l’industrie

Il ne s’est jamais désintéressé de l’industrie charbonnière mais il faut attendre 1910 pour que le US Bureau of Mines, composante du Department of the Interior (DOI) ouvre la Station Expérimentale de Pittsburgh qui deviendra un site de formation avancée pour les opérateurs de mines et un centre de recherche sur les questions de sécurité et de mécanisation des chantiers. Elle sera ultérieurement intégrée dans le National Energy Technology Laboratory (NETL).


Notes et références

[1] Tout au long de cette notice, les données en short tons (st) ont été converties en tonnes métriques ™ sur la base d’1 st = 0,907 tm.

[2] Woytinsky W and Woitinsky S. in World population and world production. Trends and outlook. New York : The Twentieth Century Fund, 1 268 p (p. 312) font un parallèle entre les sociétés primitives à qui la nature fournit tout ce dont elles ont besoin et les premiers colons du Nouveau Monde, entourés d’un mur de forêts et abattant les arbres qui s’opposaient à l’extension de leurs activités.

[3] Kaspi André (1986). Les Américains. Tome I, Naissance des Etats-Unis, 1607-1945. Paris : Seuil, 339 p, (pp. 38 et 64).

[4] Schurr Sam H. and Netschert Bruce C (1960). Energy in the american economy, 1850-1975. An economic study of its history and prospects. Baltimore : The Johns Hopkins Press, 774 p, (p. 50).

[5] Le « cord » n’est pas une mesure précise mais équivaut à une quantité de bois coupé dont la pile mesure 4x4x8 pieds. Schurr Sam H. and Netschert Bruce C. Energy, op. cit, p 47.

[6] Schwartz Covan Ruth. The consumption junction : a proposal for research strategies in the sociology of technology (p. 261-280) in Bijker Wiebe E and others (1983). The social construction of technical systems. Cambridge Mass. : The MIT Press, 405 p. L’auteure s’appuie sur son ouvrage More work for mother : the ironies of household technology from the open hearth to the microwave. New York, 1983, 280 p. Dans cette étude, elle cherche à comprendre comment une insertion dans des réseaux oriente le choix d’un groupe de consommateurs entre des technologies concurrentes.

[7] Kaspi André. Les Américains, op. cit, p. 139.

[8] Schurr Sam H. and Netschert Bruce C. Energy, op. cit, p. 52.

[9] Salsbury Stephen (1988). The emergence of an early large-scale technical systems : the american railroad network, in Mayntz Renate and Hughes Thomas P. The development of large technical systems. Frankfurt : Campus Verlag, 299 p.

[10] Chandler Jr Alfred D (1972). Anthracite Coal and the Beginnings of the Industrial Revolution in the United States. Business History Review, n°2, summer, pp. 141-181, (p. 142). L’auteur y décrit le retard de l’industrie des États-Unis au début des années 1830 en s’appuyant sur le McLane Report qui avait recensé l’équipement des fabriques et manufactures d’une large partie de la côte Est.

[11] Un hp est égal à 1,014 cheval vapeur ou 745,70 Watt ou 641,4 kcal/h. Une grande incertitude découle du taux d’efficacité adopté pour convertir en volume de bois l’énergie délivrée par les machines à vapeur. Pour plus de détails, voir la note de Shurr Sam (pp. 485-487) consacrée à cette question.

[12] Schurr Sam H. and Netschert Bruce C. Energy, op. cit, p. 57-58.

[13] Woytinsky W and Woitinsky S, World population, op. cit, p. 868.

[14] Sean Patrick Adams. The US coal industry in the nineteenth. EH.net Encyclopedia, 11 p.

[15] En 1812, George Shoemaker qui avait transporté depuis Pottsville 9 charges d’anthracite à Philadelphie n’avait pu en vendre que deux et s’était fait injurier par les acquéreurs se disant incapables de les faire brûler.

[16] Schurr Sam H and Netschert Bruce C., Energy, op.cit. p. 59.

[17] Adams Sean Patrick. The US Coal, op. cit, p. 4.

[18] Anthracite Coal, op. cit, p. 150.

[19] Canu Jean (1950). Histoire des Etats-Unis. Paris : PUF, p. 33.

[20] Maddison Angus. L’économie mondiale : une perspective millénaire. Etude du Centre de Développement. Paris : OCDE, 400 p (pp. 258-259).

[21] Chandler Jr Alfred. Anthracite Coal, op. cit, pp. 156-157. Il s’agit de tonnes courtes.

[22] On trouve dans Chandler Jr Alfred. Anthracite Coal, op. cit, pp. 147-148, une analyse très fine des conditions de pénétration du charbon, anthracite et bitumineux, dans la sidérurgie des Etats-Unis : contrairement à ce qui s’est passé en Grande Bretagne, ces combustibles sont d’abord utilisés dans l’aval de la filière (métallurgie, laminage, puddlage) avant de l’être dans les hauts fourneaux. Pourquoi ? Face aux deux thèses de Louis C. Hunter et Peter Temin qui s’affrontent sur ce sujet (préférence des forgerons pour le fer au charbon de bois et inadaptation du charbon de Pittsburgh trop soufré), Chandler préfère mettre l’accent sur l’étroitesse de l’offre de charbon sur la côte Est jusqu’à l’arrivée des anthracites de Pennsylvanie.

[23] Chandler Jr Alfred. Anthracite Coal, op. cit, p. 175.

[24] Dans les campagnes, le bois continuera à être utilisé longtemps encore comme moyen de chauffage à côté des déchets animaux et végétaux (buffalo chips ou corn husks).

[25] Sur la carte des ressources minérales des Etats-Unis publiée en 1951, les gisements du Wyoming et du Montana n’apparaissent pas encore. George Pierre (1951). L’économie des Etats-Unis. Paris : PUF. Collection que sais-je ? pp. 24-25.

[26] Les charbons trouvés dans le sous-sol de l’Amérique du Nord sont originaires de tous les âges géologiques : du précambrien (plus de 550 millions d’années) au crétacé (de 114 à 66 Ma) et au paléocène (de 66 à 58 Ma). Les charbons de ces derniers âges sont les plus abondants dans tout l’Ouest, mais les plus riches sont les pennsylvaniens (de 320 à 286 Ma) qui dominent dans la région éponyme, les permiens (de 286 à 268 Ma) dans l’ouest de la Pennsylvanie, la Virginie occidentale et l’Ohio. Ceux des âges triassique (de 245 à 225 Ma) et jurassique (de 208 à 187 Ma) sont dispersés sur tout le continent nord-américain, de l’Alberta (Canada) au Sonora (Mexique) en passant par la Caroline du Nord ou la Montana.

[27] Jevons W. Stanley. The Coal Question, op. cit, p. 343. L’auteur ne précise pas quelle tonne (longue comme au Royaume-Uni ou courte comme aux États-Unis) sert de base à la comparaison.

[28] Adams Sean Patrick. The US Coal, op. cit, p. 8.

[29] Hors de ces grandes régions, il faudrait ajouter les dépôts de lignite de la région du Golfe (Texas, Louisiane, Mississipi et Géorgie) et les réserves de charbon sous-bitumineux et bitumineux, dont une partie cokéfiable, de l’Alaska.

[30] Une description technique très complète des deux méthodes d’extraction dans les mines des États-Unis est donnée par Leprince-Ringuet et Vigier (1932). Une mission dans l’Est des Etats-Unis. Annales des Mines, 13e série, tome 3, pp. 27-37.

[31] Taux qui dépasseront 50% après la seconde guerre mondiale lorsque la mécanisation du fond sera complète.

 


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