{"id":1575,"date":"2005-04-17T10:36:54","date_gmt":"2005-04-17T08:36:54","guid":{"rendered":"http:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/?p=1575"},"modified":"2021-12-17T15:30:33","modified_gmt":"2021-12-17T14:30:33","slug":"activites-minieres","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/2005\/04\/activites-minieres\/","title":{"rendered":"Activit\u00e9s mini\u00e8res et environnement"},"content":{"rendered":"<p>Imaginez une situation tout \u00e0 fait banale: au volant de votre voiture, vous appelez un ami avec votre t\u00e9l\u00e9phone portable pour organiser la f\u00eate du soir (situation naturellement interdite !). Cette situation nous montre que pour toutes nos activit\u00e9s nous avons besoin d&rsquo;\u00e9nergie et de m\u00e9taux. L&rsquo;industrie mini\u00e8re est donc \u00e0 la base de notre d\u00e9veloppement industriel.<!--more--><\/p>\n<p>Pour produire un t\u00e9l\u00e9phone portable, par exemple, presque tous les \u00e9l\u00e9ments du tableau p\u00e9riodique sont utilis\u00e9s. Personne ne se demande, au moment d&rsquo;un appel t\u00e9l\u00e9phonique, quel est l&rsquo;impact environnemental de la production du dit t\u00e9l\u00e9phone. Lorsque l&rsquo;on d\u00e9cide de se marier, on contamine \u00e9galement l&rsquo;environnement ! L&rsquo;extraction des 3 ou 5 grammes d&rsquo;or n\u00e9cessaires pour les anneaux peut impliquer la production de 32 kilos d&rsquo;acide sulfurique qui contamineront l&rsquo;eau et mobiliseront des m\u00e9taux lourds.<\/p>\n<p>Le film ci-dessous pr\u00e9sente le processus d&rsquo;xtraction tel q&rsquo;il est pratiqu\u00e9 dans les mines : concassage, broyage, flottation et d\u00e9p\u00f4t des d\u00e9chets de flottation. En r\u00e9sultat final : la formation des drainages miniers acide.<br \/>\n<div style=\"width: 320px;\" class=\"wp-video\"><video class=\"wp-video-shortcode\" id=\"video-1575-1\" width=\"320\" height=\"242\" poster=\"https:\/\/av.unil.ch\/hva\/2137\/mines-1.png\" controls=\"controls\"><source type=\"video\/mp4\" src=\"https:\/\/av.unil.ch\/hva\/2137\/mines-1.mp4?_=1\" \/><source type=\"video\/webm\" src=\"https:\/\/av.unil.ch\/hva\/2137\/mines-1.webm?_=1\" \/><a href=\"https:\/\/av.unil.ch\/hva\/2137\/mines-1.mp4\">https:\/\/av.unil.ch\/hva\/2137\/mines-1.mp4<\/a><\/video><\/div>\n<div class=\"su-spacer\" style=\"height:30px\"><\/div>\n<h6>Les eaux de mine<\/h6>\n<p>Les gisements de cuivre typiques contiennent environ 1% de cuivre (par exemple du porphyre cuprif\u00e8re), ceux d&rsquo;or environ 5 a 10 grammes d&rsquo;or par tonne. Cela signifie que dans une mine de cuivre, apr\u00e8s extraction, concassage, broyage et flottation, 99% des roches trait\u00e9es, et m\u00eame 99,999% pour une mine d&rsquo;or, deviennent des d\u00e9chets miniers (Fig. 1 et 2).<\/p>\n<figure id=\"attachment_1578\" aria-describedby=\"caption-attachment-1578\" style=\"width: 180px\" class=\"wp-caption alignleft\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-1578 size-full\" src=\"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2005\/04\/mines1.jpg\" alt=\"mines1\" width=\"180\" height=\"117\"><figcaption id=\"caption-attachment-1578\" class=\"wp-caption-text\">Figure 1 : Vue a\u00e9rienne d&rsquo;une mine de cuivre \u00e0 ciel ouvert. Les d\u00e9chets miniers sont visibles autour de l&rsquo;excavation.<\/figcaption><\/figure>\n<figure id=\"attachment_1579\" aria-describedby=\"caption-attachment-1579\" style=\"width: 400px\" class=\"wp-caption alignright\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-1579 size-thumbnail\" src=\"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2005\/04\/mines2-150x133.jpg\" alt=\"mines2\" width=\"150\" height=\"133\"><figcaption id=\"caption-attachment-1579\" class=\"wp-caption-text\">Figure 2 : Un des plus grands camions au monde, en fonction par exemple \u00e0 Chuquicamata. Un homme donne l&rsquo;\u00e9chelle \u00e0 c\u00f4t\u00e9 du pneu droite (5 m. de diam\u00e8tre !). Ce camion peut transporter jusqu&rsquo;\u00e0 350 tonnes de mat\u00e9riau.<\/figcaption><\/figure>\n<div class=\"su-spacer\" style=\"height:0px\"><\/div>\nOr, ces d\u00e9chets repr\u00e9sentent un volume immense: les d\u00e9chets de flottation de la plus grande mine de cuivre au monde, Chuquicamata au Chili, occupent une surface de 48 km<sup>2<\/sup> !<\/p>\n<p>De plus, ils contiennent des min\u00e9raux sulfuriques, telle que la pyrite. Celle-ci, en s&rsquo;oxydant, d\u00e9gage une grande quantit\u00e9 d&rsquo;acide sulfurique (Fig. 3). Les familiers de la chimie savent qu&rsquo;une mole de pyrite se transforme par r\u00e9action en 4 moles d&rsquo;acide sulfurique.<\/p>\n<figure id=\"attachment_1585\" aria-describedby=\"caption-attachment-1585\" style=\"width: 400px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-1585 size-medium\" src=\"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2005\/04\/mines3-300x109.jpg\" alt=\"mines3\" width=\"300\" height=\"109\" srcset=\"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2005\/04\/mines3-300x109.jpg 300w, https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2005\/04\/mines3.jpg 355w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-1585\" class=\"wp-caption-text\">Figure 3 : Coupes de deux diff\u00e9rents types de zones d\u2019oxydation dans des d\u00e9chets de flottations vieux de 10 et 16 ans. Les couleurs rouges montrent o\u00f9 les min\u00e9raux secondaires du fer ont pr\u00e9cipit\u00e9 apr\u00e8s oxydation des sulfures (par ex. la pyrite). L&rsquo;acidit\u00e9 est cr\u00e9\u00e9e par l&rsquo;oxydation des sulfures et la pr\u00e9cipitation des min\u00e9raux secondaires; les m\u00e9taux lourds sont lib\u00e9r\u00e9s et mobilis\u00e9s. C&rsquo;est la phase initiale de la formation des DMA.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Bien d&rsquo;autres min\u00e9raux posent le m\u00eame genre de probl\u00e8mes, r\u00e9sultant de la formation des \u00ab\u00a0drainages miniers acides\u00a0\u00bb ou DMA (en anglais \u00ab\u00a0acid mine drainage\u00a0\u00bb ou AMD; Fig. 4 et 5). L&rsquo;acide sulfurique est g\u00e9n\u00e9r\u00e9 lorsque des travaux miniers perturbent l&rsquo;\u00e9quilibre chimique de roches riches en sulfures m\u00e9talliques, en les pla\u00e7ant en condition oxydante. Cette formation d&rsquo;acide peut \u00eatre favoris\u00e9e et amplifi\u00e9e par des r\u00e9actions catalytiques chimiques et microbiologiques.<\/p>\n<p>Par ailleurs, les effluents d&rsquo;origine mini\u00e8re peuvent aussi contenir des concentrations parfois \u00e9lev\u00e9es (et donc potentiellement toxiques) en m\u00e9taux ou en \u00e9l\u00e9ments comme l&rsquo;arsenic. La charge polluante acide et\/ou m\u00e9tallique de ces effluents constitue l&rsquo;un des probl\u00e8mes environnementaux les plus cruciaux de l&rsquo;industrie extractive mondiale. Dans les cas les plus graves, la vie dans les cours d&rsquo;eau r\u00e9cepteurs des DMA dispara\u00eet durablement sur de longues distances. Apr\u00e8s deux accidents majeurs, Aznalc\u00f3llar en 1998 (Espagne) et Baia Mare en 2000 (Roumanie), cette probl\u00e9matique a touch\u00e9 l&rsquo;opinion mondiale.<\/p>\n<figure id=\"attachment_1590\" aria-describedby=\"caption-attachment-1590\" style=\"width: 400px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2005\/04\/mines4-300x110.jpg\" alt=\"Figure 4 : Le r\u00e9sultat final: diff\u00e9rents types de DMA. A gauche la pr\u00e9cipitation de schwertmannite, un min\u00e9ral typique dans cet environnement. A droite, une image au microscope \u00e9lectronique de ce min\u00e9ral qui se pr\u00e9sente sous la forme des tr\u00e8s petites boules (1 \u00b5m).\" class=\"size-medium wp-image-1590\" width=\"300\" height=\"110\" srcset=\"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2005\/04\/mines4-300x110.jpg 300w, https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2005\/04\/mines4.jpg 355w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-1590\" class=\"wp-caption-text\">Figure 4 : Le r\u00e9sultat final: diff\u00e9rents types de DMA. A gauche la pr\u00e9cipitation de schwertmannite, un min\u00e9ral typique dans cet environnement. A droite, une image au microscope \u00e9lectronique de ce min\u00e9ral qui se pr\u00e9sente sous la forme des tr\u00e8s petites boules (1 \u00b5m).<\/figcaption><\/figure>\n<p>Nous sommes confront\u00e9s \u00e0 un syst\u00e8me complexe, contr\u00f4l\u00e9 par la min\u00e9ralogie du gisement, les conditions g\u00e9ochimiques et la microbiologie, ce qui rend la recherche obligatoirement interdisciplinaire. L&rsquo;investigation est ax\u00e9e sur les param\u00e8tres agissant sur la lib\u00e9ration des \u00e9l\u00e9ments et la production d&rsquo;acides, et les processus affectant la mobilit\u00e9 des \u00e9l\u00e9ments et pouvant potentiellement contaminer l&rsquo;eau, la ressource la plus pr\u00e9cieuse de notre plan\u00e8te. Seule une connaissance approfondie de la formation de DMA permettra de garantir un d\u00e9veloppement durable de l&rsquo;activit\u00e9 mini\u00e8re.<\/p>\n<p>La recherche sur les DMA, d\u00e9but\u00e9e dans les ann\u00e9es 1970, s&rsquo;est organis\u00e9e \u00e0 la fin des ann\u00e9es 1980 avec l&rsquo;av\u00e8nement de grands programmes de recherche internationaux, comme le MEND au Canada ou le MiMi en Su\u00e8de. Les principales organisations internationales, publiques ou priv\u00e9es, en charge des probl\u00e8mes de DMA, se sont constitu\u00e9es il y a moins de 10 ans. En pleine \u00e9volution, la recherche sur les DMA est encore jeune.<\/p>\n<p>Ainsi le probl\u00e8me est-il connu dans ses grandes lignes, mais les processus et les interactions entre la min\u00e9ralogie, la g\u00e9ochimie et la microbiologie en sont encore \u00e0 leurs premiers balbutiements. Pour stimuler la recherche dans ce domaine et progresser plus rapidement dans la connaissance de ces processus, le \u00ab\u00a0Mine Water Interdisciplinary Network Europe\u00a0\u00bb (M-WINE) a \u00e9t\u00e9 cr\u00e9\u00e9 en juin 2002, avec un workshop \u00e0 l&rsquo;Universit\u00e9 Lausanne. Le deuxi\u00e8me workshop s&rsquo;est tenu \u00e0 Lisbonne au Portugal \u00e0 la fin juin 2003. Le prochain workshop aura lieu le 19 ao\u00fbt 2004 \u00e0 Florence en Italie, juste avant le 32\u00e8me Congr\u00e8s g\u00e9ologique international.<\/p>\n<h6>M\u00e9thodes utilis\u00e9es<\/h6>\n<p>Une \u00e9tude des d\u00e9chets miniers commence par un \u00e9chantillonnage de mat\u00e9riaux solides et d&rsquo;eaux gr\u00e2ce \u00e0 des forages. Le premier film montre l&rsquo;\u00e9chantillonnage d&rsquo;une zone non-satur\u00e9e de d\u00e9chets de flottation, puis l&rsquo;installation de \u00ab\u00a0piezometres\u00a0\u00bb dans un zone satur\u00e9e, l&rsquo;\u00e9chantillonnage de l&rsquo;eau et enfin la r\u00e9cup\u00e9ration en laboratoire des \u00e9chantillons d&rsquo;eau provenant de la zone non-satur\u00e9e. Le second film montre un forage profond (30 m.) \u00e0 travers un d\u00e9p\u00f4t de d\u00e9chets de flotattion (\u00ab\u00a0tailings\u00a0\u00bb) pour la r\u00e9cup\u00e9ration d&rsquo;\u00e9chantillons. On observe ensuite des DMA, ainsi qu&rsquo;une galerie souterraine pr\u00e9sentant une formation de stalactites de m\u00e9lanterite.<\/p>\n<p><strong>Echantillonnage<\/strong><br \/>\n<div style=\"width: 320px;\" class=\"wp-video\"><video class=\"wp-video-shortcode\" id=\"video-1575-2\" width=\"320\" height=\"242\" poster=\"https:\/\/av.unil.ch\/hva\/2137\/mines-2.png\" controls=\"controls\"><source type=\"video\/mp4\" src=\"https:\/\/av.unil.ch\/hva\/2137\/mines-2.mp4?_=2\" \/><source type=\"video\/webm\" src=\"https:\/\/av.unil.ch\/hva\/2137\/mines-2.webm?_=2\" \/><a href=\"https:\/\/av.unil.ch\/hva\/2137\/mines-2.mp4\">https:\/\/av.unil.ch\/hva\/2137\/mines-2.mp4<\/a><\/video><\/div>\n<div class=\"su-spacer\" style=\"height:30px\"><\/div>\n<strong>Forage profond<\/strong><br \/>\n<div style=\"width: 320px;\" class=\"wp-video\"><video class=\"wp-video-shortcode\" id=\"video-1575-3\" width=\"320\" height=\"242\" poster=\"https:\/\/av.unil.ch\/hva\/2137\/mines-3.png\" controls=\"controls\"><source type=\"video\/mp4\" src=\"https:\/\/av.unil.ch\/hva\/2137\/mines-3.mp4?_=3\" \/><source type=\"video\/webm\" src=\"https:\/\/av.unil.ch\/hva\/2137\/mines-3.webm?_=3\" \/><a href=\"https:\/\/av.unil.ch\/hva\/2137\/mines-3.mp4\">https:\/\/av.unil.ch\/hva\/2137\/mines-3.mp4<\/a><\/video><\/div>\n<div class=\"su-spacer\" style=\"height:30px\"><\/div>\nActuellement notre \u00e9quipe travaille dans les plus grandes mines du monde, situ\u00e9es en Am\u00e9rique du Sud (par exemple Chuquicamata et El Teniente au Chili, ou Cerro de Pasco au P\u00e9rou). Pour l&rsquo;analyse des \u00e9chantillons, nous utilisons :<\/p>\n<ul>\n<li>plusieurs techniques min\u00e9ralogiques (microscopie, rayons X, microsonde, ICP-MS laser, microscopie \u00e9lectronique, etc),<\/li>\n<li>la g\u00e9ochimie des solides (extractions s\u00e9quentielles, etc),<\/li>\n<li>la g\u00e9ochimie de l&rsquo;eau (ICP-AES, ICP-MS, chromatographie ionique, etc),<\/li>\n<li>les isotopes stables (d34S, d18O, dD),<\/li>\n<li>la biog\u00e9ochimique (chromatographie ionique, GC-MS, etc).<\/li>\n<\/ul>\n<p>Pour la microbiologie, nous utilisons des techniques classiques de culture en combinaison avec de nouvelles techniques mol\u00e9culaires (DNA sequencing, Fluorescent In Situ Hybridisation &#8211; FISH, etc). L&rsquo;analyse des donn\u00e9es passe par la constitution de mod\u00e8les g\u00e9ochimiques (PhreeqC, Geochemical Workbench, CRUNCH, MP3N, etc).<\/p>\n<figure id=\"attachment_1591\" aria-describedby=\"caption-attachment-1591\" style=\"width: 400px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2005\/04\/mines5-300x109.jpg\" alt=\"Figure 5 : A gauche un DMA avec beaucoup de Fe(III) qui donne la couleur rouge. A la droite un DMA avec Fe(II) et pH tr\u00e8s acide (pH 1.5). Les min\u00e9raux bleus sont des sulfates de cuivre\" class=\"size-medium wp-image-1591\" width=\"300\" height=\"109\" srcset=\"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2005\/04\/mines5-300x109.jpg 300w, https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2005\/04\/mines5.jpg 355w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-1591\" class=\"wp-caption-text\">Figure 5 : A gauche un DMA avec beaucoup de Fe(III) qui donne la couleur rouge. A la droite un DMA avec Fe(II) et pH tr\u00e8s acide (pH 1.5). Les min\u00e9raux bleus sont des sulfates de cuivre.<\/figcaption><\/figure>\n<h6>Perspectives<\/h6>\n<p>Avec de nouvelles techniques instrumentales, on commence \u00e0 d\u00e9couvrir un tout nouveau microcosme, avec des influences et des interconnections tr\u00e8s peu connues dans la mobilisation des \u00e9l\u00e9ments. Un grand espoir r\u00e9side dans la d\u00e9couverte de nouvelles techniques de production de m\u00e9taux, moins contaminantes pour l&rsquo;environnement.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Imaginez une situation tout \u00e0 fait banale: au volant de votre voiture, vous appelez un ami avec votre t\u00e9l\u00e9phone portable pour organiser la f\u00eate du soir (situation naturellement interdite !). Cette situation nous montre que pour toutes nos activit\u00e9s nous avons besoin d&rsquo;\u00e9nergie et de m\u00e9taux. 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