Dossier pédagogique sur le charbon

Musée de Géologie Pierre Vetter
Avenue Paul Ramadier 12300 Decazeville
Tél. : [phone] Courriel : [e-mail]
www.decazeville.fr www.musees-midi-pyrenees.fr
Dossier pédagogique de l’animation « Le charbon, une roche pas comme les autres… »
Musée de géologie Pierre Vetter
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DOSSIER PÉDAGOGIQUE
Le charbon,
une roche pas comme les autres

Musée de Géologie Pierre Vetter
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Dossier pédagogique de l’animation « Le charbon, une roche pas comme les autres… »
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Sommaire
1. Objectifs pédagogiques ……………………………………………………………………………………………………………… p.1
2. Quand Decazeville était sous l’équateur ……………………………………………………………………………… p.2
3. L’épopée du charbon …………………………………………………………………………………………………………………… p.3
4. Lien avec les programmes scolaires ………………………………………………………………………………………… p.7
5. Sortie géologique sur le terrain ……………………………………………………………………………………………… p.15
6. Autres activités du musée ……………………………………………………………………………………………………… p.16
1. Objectifs pédagogiques
Le musée est un lieu de ressources pédagogiques qu’il convient d’intégrer dans le
parcours de formation de l’élève. La visite du musée avec une classe, moment privilégié,
devrait idéalement s’inscrire dans un projet pédagogique qui commence en amont de la
visite par des séquences de préparation et qui débouche en aval sur des activités réalisées
en classe. La préparation de la visite est particulièrement importante, puisqu’elle suscite
des attentes qui seront, pendant la visite elle-même, source et moteur de l’intérêt de
l’élève. La visite du musée est toujours guidée par un animateur qui accompagne également
les élèves au cours des ateliers.
En outre, les programmes de 5
ème
et de 2
nde
comportent plusieurs items qui se
prêtent particulièrement à la réalisation d’un travail hors de l’établissement. La visite d’un
musée scientifique et la sortie géologique qui peut l’accompagner tendent à rendre plus
concrets les thèmes évoqués en cours.
Ce dossier pédagogique a pour but de donner à l’enseignant des pistes de travail pour
pouvoir exploiter au mieux toutes les possibilités offertes par le musée, en cohérence avec
les objectifs d’enseignement.
La partie du musée consacrée à la période du Carbonifère et à la géologie du charbon
présente de remarquables fossiles mis au jour pour la plupart d’entre eux dans le Bassin de
Decazeville : empreintes de feuilles, tiges, troncs, racines, graines, insectes, poissons… Des
panneaux didactiques, des maquettes, des photos, des films, des dispositifs interactifs
ainsi que de remarquables reconstitutions d’animaux vivant à cette époque jalonnent
également l’exposition.
Le coût de la visite s’élève à 1 euro par élève pour l’entrée seule, 2 euros pour la
visite du musée et la sortie sur le terrain. L’entrée est gratuite pour tous les adultes
accompagnateurs, ainsi que pour les élèves des établissements scolaires se situant sur le
territoire de la Communauté de communes du Bassin Decazeville – Aubin.

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Objectifs de l’animation :
- Savoir reconnaître du charbon et comprendre la formation de cette roche si particulière.
- Connaître les différents types d’exploitation et d’utilisation du charbon.
- Découvrir que cette exploitation a eu des conséquences sur l’environnement et les
paysages.
- Aborder la notion d’énergie fossile et d’énergie renouvelable.
- Découvrir les roches et les fossiles mis au jour dans le Bassin de Decazeville.
- Reconstituer le paysage à l’époque du Carbonifère (faune, flore, climat, géologie).
Mots-clés :
Charbon, houille, carbone, énergie, dépôt, couche, mine, galerie, découverte, fossile, climat,
Carbonifère.
2. Quand Decazeville était sous l’équateur
2.1 Une forêt luxuriante
L’histoire du charbon commence il y a environ 300 millions d’années, à la fin d’une
période que les géologues nomment le Carbonifère. La Terre est alors bien différente
d’aujourd’hui. Presque toutes les masses continentales de l’époque sont rassemblées en un
immense continent, la Pangée, entouré d’un vaste océan, la Panthalassa. Sur ce continent
unique qui s’étend du pôle nord au pôle sud, notre région se trouve au voisinage de
l’équateur. Il y fait chaud et humide, un climat qui permet le développement de forêts
marécageuses et luxuriantes, habitées par des amphibiens primitifs et des insectes aux
dimensions surprenantes.
La forêt équatoriale du Carbonifère n’a rien à voir avec une forêt équatoriale
actuelle. En effet, la plupart des végétaux de cette époque ont disparu ou sont devenus
minoritaires et de taille assez modeste. Les fougères étaient déjà présentes, et certaines
d’entre elles avaient la taille d’un arbre. A l’inverse, les « angiospermes », c'est-à-dire les
plantes à fleurs, n’existaient pas encore il y a 300 millions d’années.
Bien que les fossiles d’animaux de cette époque soient beaucoup plus rares que les
fossiles de plantes, les découvertes effectuées sur l’ensemble des bassins houillers
français permettent de reconstituer une partie de la faune du Carbonifère. A cette
époque, certains groupes n’existaient pas encore, comme les mammifères, les oiseaux, les
dinosaures. Les forêts étaient surtout peuplées par des insectes, des araignées, des

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scorpions, des mille-pattes, ainsi que par des amphibiens et des reptiles. Dans les lacs et
les rivières vivaient de nombreux poissons ainsi que des crustacés et des mollusques.
2.2 Un bassin qui s’enfonce…
Le bassin de Decazeville, en dépression topographique par rapport aux reliefs
avoisinants, s’est enfoncé régulièrement (on parle de « subsidence »). Lorsque cet
affaissement était lent, la forêt pouvait se développer et de nombreux débris végétaux
s’accumulaient sous une faible épaisseur d’eau. Quand l’affaissement était plus rapide, les
débris végétaux et la forêt étaient recouverts par des sédiments en provenance des
reliefs. Sur ces dépôts, une nouvelle forêt pouvait s’installer et marquer le début d’un
nouveau cycle. Pendant quelques millions d’années, plusieurs forêts se sont formées et ont
disparu ainsi successivement. Ces forêts donneront naissance aux différentes couches de
charbon de la région : les débris végétaux, riches en carbone et protégés de l’oxydation
par l’eau et les sédiments, se sont lentement transformés en une substance solide et
combustible, le charbon minéral appelé houille.
Le bassin de Decazeville, comme tous les bassins houillers du Massif Central, était
un bassin lacustre (bassin « limnique »). Dans le Nord de la France, les bassins
d’accumulation à l’origine des dépôts houillers ont été côtiers et lagunaires (bassins
« paraliques »).
3. L’épopée du charbon
C’est la géologie qui est à l’origine de nos connaissances sur l’histoire de la formation
du charbon et sur l’évolution du paysage de notre région. En effet, la végétation à l’origine
de la formation du charbon a pu être reconstituée grâce aux nombreux fossiles découverts
lors de l’exploitation minière. Cette science de la Terre a également très largement
participé à l’épopée du charbon : les compagnies minières ont toujours employé des
géologues pour orienter les travaux de creusement. C’était notamment le travail de Pierre
Vetter, le fondateur du musée.
3.1 Les différentes catégories de charbon
On donne le nom de "charbons" aux roches sédimentaires formées de débris
végétaux qui renferment suffisamment de carbone pour être utilisables comme
combustible. En fonction de la teneur en carbone, on distingue la tourbe, le lignite, la

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houille et l’anthracite. 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.
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.
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 la tourbe, il reste cependant un combustible médiocre.
La houille est le charbon le plus ancien (époque Carbonifère de l'ère primaire).
Compacte et noire, elle 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.
L’anthracite quant à elle peut renfermer jusqu’à 95 % de carbone. Ne contenant que
très peu de matières volatiles, elle est noire et brillante et ne tâche pas les doigts. C'est
le meilleur combustible mais ses gisements sont beaucoup plus rares.
A noter que certains charbons ne contiennent pas ou très peu de débris de bois et
de feuilles, mais dérivent de l’accumulation et de la décomposition de spores végétales ou
d’algues vertes lacustres.
Selon leur nature, les charbons se comportent différemment lorsqu'ils sont
chauffés à l'abri de l'air (pyrolyse). Ils perdent d'abord leur humidité puis dégagent des
matières volatiles : hydrogène, hydrocarbures, etc. Au cours de cette pyrolyse, certains
charbons (les charbons dits cokéfiables) se ramollissent et gonflent pour aboutir à un
résidu solide, constitué essentiellement de carbone, le coke. Les charbons sont donc
classés en fonction de leur teneur en matières volatiles et de leur pouvoir calorifique.
3.2 L’exploitation du charbon
En Europe occidentale, la découverte du charbon est relativement récente. Mais
dans le bassin decazevillois, son usage remonte à l’antiquité car le charbon affleurait par
endroits. En effet, à cette époque, l’existence d’un gisement ne pouvait être décelée qu’aux
rares endroits où la veine de charbon apparaissait à la surface du sol. La découverte des