lien - SEA Consulting

École National Supérieure de Géologie
Rue du Doyen Marcel Roubault
54500 VANDOEUVRE
SEA-Consulting
Via Cernaia, 27
10121 TORINO (Italie)
L’amiante dans les roches du Val
de Suse :
Identification et contexte de
formation.
Encadrants:
Antonio Damiano
Paollo Perello
Laurette PIANI
Octobre 2007
1
NOTICE ANALYTIQUE
Ecole Nationale Supérieure de Géologie
Rue du Doyen Marcel Roubault
B. P. 40 – 54501 VANDŒUVRE LES NANCY Cedex
PIANI Laurette
Promotion 2008
Titre : L’amiante dans les roches du Val de Suse :
identification et contexte de formation
Résumé : Identification au microscope optique et en spectroscopie Micro-Raman de
l'amiante dans des échantillons de roches du Val de Suse et corrélation avec le
contexte tectonique.
Mots clés : amiante, asbeste, excavation, fibres, serpentine, amphibole, Micro-Raman
Caractéristiques : 1 volume, pages
Type de travail et durée : Travaux de recherche bibliographique et d'observation sur
lames minces, 8 semaines
Date de publication : octobre 2007
Nom des responsables : Bureau d'étude, SEA-Consulting, Turin (Italie)
Antonio DAMIANO
Paollo PERELLO
2
RESUME
L’amiante dans les roches du Val de Suse :
identification et contexte de formation
Le terme amiante est utilisé pour désigner certains minéraux silicatés
fibreux, tels que la chrysotile (amiante de serpentine) et diverses
amphiboles, très répandus à la surface du globe et notamment dans les
roches des Alpes. L’amiante fait l’objet de législations strictes qui interdisent
totalement son utilisation dans certains pays.
Pour cette raison, il est nécessaire de bien localiser les zones amiantifères
avant la réalisation d’ouvrage, afin d’éviter le risque d’un surcoût
considérable en cours de réalisation.
Cette étude, réalisée pour le compte d’une société spécialisée en géologie
participant à la réalisation d’études concernant par exemple l’excavation de
tunnels, consiste en une description minutieuse d’échantillons prélevés dans
le Val de Suse (Zone Piémontaise) afin de savoir si les roches contiennent
de l’amiante et de vérifier si il existe un lien entre présence d’amiante et
déformations tectoniques.
Les observations microscopiques et analyses Micro-Raman permettent de
mettre en avant la présence certaine ou éventuelle d’amiante sous forme
d’amphiboles mais pas de serpentines. Il semble également que les zones à
fortes déformations fragiles/ductiles favorisent fortement le développement
de fortes concentrations d’amiante dans le cas des métabasites.
Ainsi, les perspectives futures sont la localisation précise des roches
amiantifères permettant la diminution du coût engendré par le traitement
particulier obligatoire pour les roches dangereuses extraites lors de
constructions géotechniques souterraines comme les lignes ferroviaires
Lyon- Turin ou Milan-Gènes.
3
Table des matières
1 Intérêt et contexte de l’étude.....................................................................9
1.1 Réalisation d’ouvrages dans les Alpes.............................................9
1.2 L’amiante............................................................................................10
1.3 Contexte géologique.........................................................................12
2 Étude des échantillons............................................................................13
2.1 Localisation des échantillons étudiés.............................................13
2.2 Description des méthodes employées............................................17
3 Étude microscopique et analyse Micro-Raman.....................................19
4 Comparaison et synthèse des résultats obtenus..................................41
4.1 Comparaison avec d’autres études concernant l’amiante.............41
5.2 Synthèse............................................................................................44
4
TABLE DES FIGURES
Figure 1: Schéma tectonique simplifié des environs du Val de Suse dessiné d’après Groppo 2005.
Figure 2: Agrandissement de la carte géologique de la zone de Suse, localisation des échantillons C1 et C2 (étoile).
Figure 3: Agrandissement de la carte géologique de la zone de Suse, localisation des échantillons C3, C4, C5 (étoile
blanche), C11 (étoile rouge) et C12 (étoile noire).
Figure 4: Agrandissement de la carte géologique de la zone de Suse, localisation des échantillons C6 et C7 (étoile).
Figure 5: Agrandissement de la carte géologique de la zone de Suse, localisation des échantillons C8 et C9 (étoiles
blanche et rouge respectivement).
Figure 6: Agrandissement de la carte géologique de la zone de Oulx, localisation de l’échantillon C10 (étoile).
Figure 7: Observation microscopique en LN de l’échantillon C1 : serpentine présentant des figures de crénulation,
titane-clinohumite, pyroxène et opaques.
Figure 8: Observation microscopique en LN de l’échantillon C2 : relique de minéraux d’origine mantellique (olivines,
proxènes) en partie remplacés par diopside, chlorite et serpentine, partiellement mylonitisés.
Figure 9: Observation microscopique en LN de l’échantillon C3 : veine d’olivine, titane-clinohumite, pyroxène et
opaques contenue dans de la chlorite.
Figure 10: Observation microscopique en LP de l’échantillon C4 : veine de diopside et chloritisation.
Figure 11: Observation microscopique en LP de l’échantillon C5 : veines d’olivine et titane-clinohumite dans de la
serpentine.
Figure 12: Observation microscopique en LP de l’échantillon C6 : plagioclases calciques et amphiboles remplacés par
de la zoїsite et de la chlorite.
Figure 13: Observation microscopique en LN de l’échantillon C7 : porphyrocristaux de grenat et de glaucophane
entourés d’amphiboles vertes, de plage à rutile/ilménite et de quelques quartz, titanites et apatites.
Figure 14: Observation microscopique en LP de l’échantillon C8 rétromorphose de pyroxène sodique donnant actinote
et albite et plagioclases calciques remplacés par de la zoїsite et de la chlorite.
Figure 15: Observation microscopique en LP de l’échantillon C9 : superposition de lits à serpentine et à trémolite
entrecoupés de veines à carbonates.
Figure 16: Observation microscopique en LN/LP de l’échantillon C10 : veines d’épidotes contenant des grenats,
carbonates quartz et amphiboles vertes, dans une prasinite.
Figure 17: Observation microscopique en LN de l’échantillon C11 : Glaucophanes, chlorites, épidotes, amphiboles
vertes et opaques dans une matrice à plagioclases recoupée de veine à quartz et carbonates.
Figure 18: Observation microscopique en LN de l’échantillon C12 : Quelques glaucophanes dans une matrice à
plagioclases et amphiboles vertes. Présence de linomite. Veines d’épidotes (pistachite).
Figure 19: Schéma tectonique simplifié d’une partie des Alpes Occidentale montrant la distribution des différentes
générations de veines métamorphiques (d’après Groppo et al. 2005).
Figure 20: Localisation des zones de la carte précédente permettant la comparaison des deux études, d’après Groppo et
al. 2005.
5
TABLE DES PHOTOGRAPHIES
Photographie 1: Photographie d’une partie de la carrière de San Ambrogio d’où proviennent les échantillons C3, C4,
C5 : zone plus massive à gauche et zone broyée à droite. Le monument qu’on aperçoit au centre de la photographie est
l’église et forteresse de Saint-Michel « Sacra di San Michele ».
Photographie 2: Photographie de la roche dont provient l’échantillon C11, la roche est massive et entrecoupée de veine
blanche (quartz).
Photographie 3: Photographie de zone particulière de la zone de prélèvement de C8, montrant de fins minéraux verts en
baguettes orientées.
Photographies 4 et 5: Photographie des zones où ont été prélevés les échantillons C8 et C9 : roche massive et zone
broyée de cisaillement ductile/fragile montrant de nombreuses zones à développement fibreux important.
Photographies 6 et 7: a- Observation au microscope optique en LP de la serpentinisation de l’olivine : de l’antigorite en
fine baguettes croit dans les fractures de l’olivine.
b- Observation au microscope optique en LN de chlorite ayant cristallisée sur un plagioclase dont on peut encore
observer des reliques : le coeur sombre au centre de la plage de chlorite.
Photographie 8: Observation microscopique en LP d’antigorite cristallisant en baguette autour de l’olivine.
Photographie 9: Observation microscopique en LP des teintes de polarisation anormales bleu et marron de la chlorite.
Photographies 10 et 11: Observation en LN des deux formes de minéraux bruns : à gauche en grandes plages fibreuses,
à droite en petites zones sans contour, associées aux olivines.
Photographies 12 et 13: Observation en LN de l’échantillon C6 : à gauche, rutile entouré de titanite, à droite, reliques
d’amphiboles brunes au coeur d’amphiboles vertes.
Photographies 14 et 15: Observation en LP de l’échantillon C8 : a-actinotes en baguettes orientées, entourées d’albite.
b-actinote fibreuse, orientés dans de l’albite.
Photographie 16: Observation en LP de l’échantillon C9 : trémolite fibreuse et serpentine (lentilles sombres au centre et
au coin sud-ouest).
Photographie 17: Observation en LN de l’échantillon C10 : veines d’épidotes et quartz, l’épidote (en beige) qui avait
cristallisé perpendiculairement à la direction de la veine a été broyée et tournée.
Photographie 18: Observation en LP de l’échantillon C12 : plages à grande majorité de pistachite (manteau d’arlequin).
TABLE DES TABLEAUX
Tableau 1: Principales caractéristiques des spectres Raman des trois variétés de serpentine d’après Groppo et al. (2006).
Tableau 2: Proportion des minéraux de l'échantillon C1.
Tableau 3: Proportion des minéraux de l'échantillon C2.
Tableau 4: Proportion des minéraux de l'échantillon C3.
Tableau 5: Proportion des minéraux de l'échantillon C5.
Tableau 6: Proportion des minéraux de l'échantillon C6.
Tableau 7: Proportion des minéraux de l'échantillon C7.
Tableau 8: Proportion des minéraux de l'échantillon C8.
Tableau 9: Proportion des minéraux de l'échantillon C9.
Tableau 10: Proportion des minéraux de l'échantillon C10.
Tableau 11: Proportion des minéraux de l'échantillon C11.
Tableau 12: Proportion des minéraux de l'échantillon C12.
Tableau 13: Tableau récapitulatif des résultats obtenus.
6
INTRODUCTION
Face aux contextes politique et économique de ces dernières années, il est de plus en plus nécessaire
d'assurer de façon solide les échanges entre les pays de l'Union Européenne et avec les pays
environnants.
Un des moyens nécessaire à la concrétisation et consolidation des échanges est la mise en place de
réseaux de transport permettant le déplacement des personnes et des marchandises. C'est pourquoi
de nombreux ouvrages publiques ferroviaires ou routiers sont soit en cours d'élaboration, soit en
cours d'étude à l'heure actuelle, pour le développement des transports interfrontaliers ou au sein
même des pays.
Pour ces projets, nécessitant souvent la création de tunnels (en particuliers au niveau de la chaîne
des Alpes), les études approfondies permettant de connaître au mieux la nature géologique des
terrains traversés seront des éléments indispensables à la préparation des travaux.
Les roches contenant des substances nuisibles ou toxiques doivent, par exemple, être traitées avec
une attention particulière au moment de l'excavation, du transport et du stockage. Il faudra bien
connaître et localiser la source de toxicité afin de minimiser le coût du traitement particulier à
infliger à ces roches tout en garantissant une totale sécurité pour les personnes et pour
l'environnement.
Dans cette optique, le secteur Recherche et Développement de l'entreprise SEA-Consulting,
spécialisée dans l'élaboration d'études géologiques au service du génie civil et en collaboration avec
l'Université de Science de la Terre de Turin travaille sur la localisation des sites contenant de
l'amiante (substance fibreuse très toxique pour l'être humain) se trouvant dans les roches des Alpes.
Après une rapide présentation de l'entreprise et des objectifs du stage ainsi que des précisions sur ce
qu'est l'amiante et sur le contexte géologique de l'étude, des échantillons de roches du Val de Suse
(Italie) seront étudiés au microscope optique et Micro-Raman. Cette étude aura pour but de
caractériser précisément la toxicité des roches et de mettre en avant la présence éventuelle d'un lien
entre les fortes concentrations d'amiante et les caractéristiques tectoniques particulières de la roche.
7
Le stage effectué durant une période de huit semaines, pour le service Recherche et développement,
sous la direction du directeur technoscientifique Paolo Perello, s’est déroulé sous la responsabilité
du géologue et associé de l’entreprise Antonio Damiano.
L’objectif du stage est de vérifier le lien entre présence de caractéristiques tectoniques particulières
dans la roche et développement de fortes concentrations de minéraux amiantifères au travers de
l’étude au microscope optique (et Micro-Raman) d’échantillons prélevés dans les environs du Val
de Suse. Pour ce faire, les objectifs fixés par la société sont, tout d’abord la connaissance du sujet :
tant du point de vue de la problématique scientifique que des obligations légales. Dans un second
temps, une étude microscopique détaillée des échantillons est nécessaire, complétée en partie par
une séance d’analyses Micro-Raman. Finalement, les résultats obtenus doivent être synthétisés, une
conclusion doit être donnée quand à la dangerosité des roches et aux relations avec les
caractéristiques structurales observées sur le terrain.
1 Intérêt et contexte de l’étude
1.1
RÉALISATION D’OUVRAGES DANS LES ALPES
Les Alpes s’étendent en Europe du sud-est de la France à la Slovénie en passant par l’Autriche, le
sud de l’Allemagne, la Suisse et le nord de l’Italie. Elles culminent à 4 808 mètres, au sommet du
Mont Blanc, sur la frontière franco-italienne. On recense 82 sommets majeurs de plus de 4 000 m
d'altitude (Suisse 48, Italie 38, France 24).
Depuis quelques années, les ouvrages publics permettant le transport des marchandises et des
personnes entre les grandes villes européennes se multiplient. En Italie du nord, il a été accepté, par
exemple, le projet de ligne ferroviaire à grande vitesse en tunnel reliant Milan et Gène et il est aussi
question de la création d’une ligne reliant Turin à Lyon (cf. annexe 1) mais ce projet est encore très
controversé.En Suisse, les travaux du tunnel de Lötschberg reliant Frutigen à Rarone
(www.blsalptransit.ch) et du tunnel du Gothard reliant Bodio à Amsteg (www.altransit.ch) sont en
cours.
Dans les régions alpines, ces ouvrages nécessitent en général la création de tunnel et donc
l’excavation de quantité impressionnante de matériaux rocheux. Les déblais sont ensuite utilisés
comme matière première pour le revêtement des tunnels, pour la réalisation de remblais, comme
ballast pour les voies ferrées ou encore pour la réhabilitation d’anciennes carrières.
Lorsque les déblais sont contaminés par une substance chimique, lorsqu’ils sont radioactifs, ou
contiennent de l’amiante, ils doivent être traités avec précautions et stockés dans des décharges
particulières. Ces mesures entraînent une augmentation considérable du coût de l’ouvrage puisqu’en
plus de perdre une certaine quantité de matière première, l'exploitant doit aussi prendre à sa charge
les frais de transport, de stockage et de sécurisation du site infecté.
Ainsi, il est très important lors d’études antérieures au chantier de prévoir et localiser au mieux les
zones infectées afin, d’une part, de garantir la sécurité des travailleurs et le respect de
l’environnement en traitant correctement les roches « contaminées » et, d’autre part, de minimiser le
coût de ces traitements en ne les appliquant pas aux roches « saines ». Les études que fourni la SEA
à ses clients seront compétitives si elles lui permettent de réduire au maximum les coûts et les
risques.
S’il est possible d’établir une relation entre caractéristiques structurales et présence d’amiante, il
sera donc plus facile de localiser les roches amiantifères. C’est dans ce thème de recherche que
s’inscrit l’étude suivante.
8
1.2
L’AMIANTE
Les termes synonymes « amiante » et « asbeste » n’ont pas de réelle signification minéralogique. Il
désignent des minéraux silicatés fibreux de roches métamorphiques résistant au feu et appartenant à
deux catégories distinctes : les serpentines et les amphiboles.
Serpentines
Les serpentines font partie du groupe des phyllosilicates dont la structure minéralogique est
dominée par la couche SiO4 qui peut s’étendre infiniment. Tous les phyllosilicates sont hydratés, on
trouve l’eau sous forme OH- dans leur structure. Cette structure est composée de deux types de
feuillet, l’un octaédrique O et l’autre tétraédrique T assemblés ensemble pour former des couches.
L’assemblage des couches liées les unes au-dessus des autres forme l’unité structurale du minéral.
Entre les couches peuvent s’insérer des cations interfoliaires et/ou de l’eau.
Le groupe des serpentines possède une structure TO. Les trois variétés de serpentine diffèrent par
leur façon d’accommoder la différence de taille entre le feuillet tétraédrique et le feuillet
octaédrique plus long dans la structure TO (voir aussi le chapitre Micro-Raman).
La seule espèce considérée comme amiante est la chrysotile. En effet, pour accommoder la
disparité, les couches de la chrysotile s’incurvent et s’enroulent formant ainsi des fibres allongées
possédant une cavité.
La chrysotile est présente en plus ou moins grande quantité dans les serpentinites des Alpes
Occidentales (Perello & Venturini, 2004).
Amphiboles
Les amphiboles font partie du groupe des inosilicates qui regroupe pyroxène à chaîne simple et
amphibole à chaîne double. La structure de base est composée de doubles chaînes de tétraèdres en
association avec des cations interfoliaires qui forment une structure analogue à une bande de
couches TOT d’un phyllosilicate. Ces couches TOT sont reliées entre elles par des cations pour
former la structure de l’amphibole.
Les amphiboles appartenant au groupe des amiantes sont les suivantes :
-la crocidolite appartenant à la série glaucophane/riébeckite est présente principalement dans les
roches métamorphiques à faciès Schiste Vert à Schiste Bleu
-l’amosite appartenant à la série cummingtonite/grunérite est généralement associée aux
métabasites métamorphisées dans les conditions du faciès Amphibolitique
-l’anthophyllite amphibole brune se développant dans des roches ultrabasiques soumises aux
conditions métamorphiques de degré moyen et élevé (faciès Amphibolitique ou Grunélitique)
-la trémolite et l’actinote, amphiboles de la même famille donnant de nombreuses variétés
intermédiaires. Elles se trouvent dans les roches basiques à ultabasiques métamorphisées dans les
conditions du faciès à Schiste Vert mais aussi dans les roches carbonatées métamophisées dans les
mêmes conditions.
L’amiante, aujourd’hui interdite dans de nombreux pays comme la France et l’Italie (voir liste
exhaustive ci-dessous et annexe 2 sur la législation italienne), est encore exploitée au Canada, en
Afrique du Sud, Brésil…et utilisée dans de nombreux pays du monde tant par les entreprises locales
que par les multinationales qui ne l’utilisent pourtant pas dans les pays européens. Les atouts de
l’amiante sont nombreux : résistant au feu, aux acides, à la traction, c’est un très bon isolant,
facilement exploitable commercialement.
9
Pourtant sa nature fibreuse fait de l’amiante un produit dangereux pour l’être humain. Les fibres très
fines s’introduisent dans les poumons et se fixent durablement sur les parois alvéolaires et les
bronchioles. La biopersistance de ces fibres peut entraîner des durées de 20 à 50 ans entre
l’exposition et l’apparition des symptômes. Les principales maladies provoquées par l’absorption
d’amiante sont :
-le cancer des poumons
-le cancer de la plèvre et du péritoine (membrane recouvrant les poumons et les cavités
abdominales)
-l’asbestose (fibrose des poumons liée à l’amiante et pouvant être mortelle).
Liste exhaustive des pays ayant interdit l’usage de l’amiante : Arabie Saoudite, Argentine, Australie, Autriche, Belgique, Chili, Chypre, Croazie,
Danemark, Egypte, Estonie, Finlande, France, Gabon, Allemagne, Grèce, Honduras, Irlande, Islande, Italie, Koweït, Lituanie, Lettonie,
Luxembourg, Malte, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Portugal, Royaume Uni, République Tchèque, Seychelles, Slovaquie, Slovénie, Espagne,
Suède, Suisse, Hongrie et Uruguay. Interdit en Europe depuis janvier 2005.
Dans quel contexte géologique trouve t-on préférentiellement l’amiante?
Les minéraux constituant l’amiante, de par leur habitus fibreux très particuliers, ne peuvent se
développer que dans des contextes bien particuliers. Dans un premier temps, on peut dire que
l’amiante ne se trouve que dans des zones de rupture sous forme de veine.
Une étude plus détaillée (Perello &Venturini, 2004) a permis d’identifier quatre types de contexte
géologique permettant le développement de l’amiante.
1-Présence d’amiante liée à des niveaux lithologiques de composition particulière
Ce type d’amiante se trouve principalement dans des roches sédimentaires métamorphisées
contenant des niveaux de composition mais aussi de géométrie particulières. En effet, l’amiante ne
peut se développer que si ces niveaux sont soit planaires, soit plissés ou faillés car il se produit des
glissements le long de ces niveaux permettant le développement de matériel fibreux. On trouve en
général dans ce type de contexte de l’amiante de type chrysotile ou amosite.
2- Présence d’amiante associée à des microfratures syn-métamorphiques ou englobées dans la
matrice
Durant les déformations ductiles et le métamorphisme des roches basiques et ultrabasiques, des
fractures centimétriques à millimétriques se développent, dans lesquelles des fluides circulants
peuvent entraîner la formation d’asbeste (amphibole). Ces amphiboles sont englobées dans la
matrice rocheuse ou même souvent dans d’autres minéraux et sont donc difficilement libérables et
en général de concentration assez faible.
3- Présence d’amiante associée à des zones de déformation par cisaillement
C’est le contexte géologique le plus fréquent pour le développement d’amiante, donnant également
les concentrations les plus importantes.
Lorsque les forces s’exerçant sur la roche sont suffisamment élevées, des déformations cassantes
peuvent se mettre en place au niveau de zones de cisaillement. Les volumes rocheux séparés par ces
zones où se concentre la déformation subissent des mouvements différentiels. Ces zones fragiles
plus ou moins planaires et de dimensions métriques à décamétriques comprennent également de
nombreuses fractures mineures décimétriques à centimétriques permettant la circulation de fluides.
Si les conditions métamorphiques de température et de pression le permettent, il peut se développer
dans la roche basique ou ultrabasique de grandes quantités d’amiante.
10
4- Présence d’amiante liée à des fractures individuelles diffuses
Certaines fractures se développent loin des zones de cisaillement, notamment dans des lieux où
l’amas rocheux admet des variations de densité ou d’espacement. Ces fractures peuvent être par
exemple la réponse à des mouvements d’extension qui affectent la roche et dans ce cas les minéraux
fibreux se développent perpendiculairement aux fractures ou bien la réponse à des mouvements
compressifs et dans ce cas les fibres cristallisent de façon subparallèle aux parois de la fracture.
Comme ces fractures sont isolées et peu nombreuses, on n’enregistre pas de forte concentration
d’amiante dans ce type de contexte.
La diversité des sites géologiques possibles et de variétés de minéraux amiantifères est à l’origine
des nombreuses localisations d’amiante dans les roches alpines mais aussi dans de nombreuses
chaînes de montagne ce qui fait de ce produit, un produit facilement exploitable commercialement.
1.3
CONTEXTE GÉOLOGIQUE
La zone étudiée se situe dans les Alpes Occidentales au niveau du Massif de Lanzo et du Val de
Suse appartenant à la zone Liguro-piémontaise.
Alpes du Sud (SA)
Domaine Austro alpin : zone de Sésia (SZ)
Domaine pennique :
Grand Paradis (GP), Dora Maira (DM)
Zone du Grand Saint-Bernard (SB)
Zone piémontaise de calschistes et pierres vertes :
Massif Ultramafique de Lanzo
Zone Piémontaise Interne,
Zone Piémontaise Externe
Figure 1: Schéma tectonique simplifié des environs du Val de Suse dessiné d’après Groppo 2005.
11
Au niveau de la Zone Piémontaise, se trouvait au Mésozoïque l'Océan Liguro-piémontais et se
divise en trois sous-unités: Massif Ultramafique de Lanzo, la Zone Piémontaise Interne et la Zone
Piémontaise Externe. A présent, la Zone Piémontaise est constituée de schistes lustrés dans lesquels
sont intercalés des ophiolites, vestiges de l'ancien océan. Ces ophiolites ont subi un métamorphisme
basse température/haute pression dans la Zone Briançonnaise ou très haute pression au niveau des
Massifs Cristallins Internes et sont aujourd'hui serpentinisées.
Le Massif Ultramafique de Lanzo, étendu selon la direction nord-sud est constitué d'un large coeur
de péridotite, serpentais à ses bords et dans les zones de cisaillement et est parfois recoupé de dykes
ou de lentilles de gabbro et de roches basaltiques. La faille de la Torre divise ce massif en deux
secteurs structuralement différents. Sur le versant nord de ce massif, se trouve l'ancienne plus
grosse exploitation d'amiante chrysotile d'Italie: la mine de Balangero. Sa production s'est élevée
jusqu'à 150 000t/an dans les années 60. Elle a été fermée en 1990 à la suite de restrictions
importantes sur l'exploitation et l'usage de l'amiante.
Dans les Zones Piémontaises Interne et Externe, la base de la colonne stratigraphique est constituée
de serpentinites, métagabbros et métabasaltes recouverts par des schistes lustrés et des marbres
siliceux. Dans la Zone Piémontaise Interne, base et sédiments sont caractérisés par des paragenèses
formées du faciès métamorphique à Eclogites (HT/HP) tandis que dans la Zone Piémontaise
Externe ce sont les paragenèses à faciès Lawsonite-épidote/ Schiste Bleu, de plus faible température
qui dominent.
2 Étude des échantillons
2.1
LOCALISATION DES ÉCHANTILLONS ÉTUDIÉS
Les échantillons ont été prélevés dans le Val de Suse le long des nationales S24 et S25 entre Oulx et
Avigliana (cf. carte routière annexe 3). Ils ont été sélectionnés afin de représenter les différents
contextes lithologiques et tectoniques présents dans la région et pouvant contenir de l’amiante.
La carte géologique au 1/100000ème en annexe 4 précise les localités de prélèvement.
Les échantillons C1 et C2 ont été prélevés
dans Val de la Torre au niveau de la
bourgade de Verna dans l'unité du Massif
Ultramafique de Lanzo. La carte géologique
indique qu’ils proviennent de péridotites
possédant de fréquents filons de roches à
olivines/pyroxènes alternant avec des niveau
de résinite, giobertite et magnétite. C1
provient d’une roche massive tandis que C2
provient d’une zone de cisaillement ductile.
Figure 2: Agrandissement de la carte géologique
de la zone de Suse, localisation des échantillons C1 et C2 (étoile)
12
Les échantillons C3, C4, C5 proviennent de
l’ancienne carrière de se trouvant à la sortie est
du village de San Ambrogio (da Torino) et
appartenant à la Zone Piémontaise Interne. On
trouve dans ce lieu des roches vertes de type
serpentine ou serpentino-schiste plus ou moins
affectées par les déformations tectoniques. En
particulier, l’échantillon C3 a été prélevé dans
une zone de cisaillement ductile, tandis que C5
provient d’une roche massive.
Photographie 1:Photographie d’une partie de la carrière de San Ambrogio d’où proviennent les échantillons C3,
C4, C5 : zone plus massive à gauche et zone broyée à droite. Le monument qu’on aperçoit au centre de la
photographie est l’église et forteresse de Saint-Michel « Sacra di San Michele ».
C11 provient de prasinites massives se trouvant
nord de San Ambrogio au niveau du hameau de
Torre del Colle et C12 de prasinites affleurant à
l’est de la ville d’Avigliana dans lma Zone
Piémontaise Interne.
au
Figure 3: Agrandissement de la carte géologique de la zone de Suse, localisation des échantillons C3, C4, C5
(étoile blanche), C11 (étoile rouge) et C12 (étoile noire).
Photographie 2: Photographie de la roche dont
provient l’échantillon C11, la roche est massive et
entrecoupée de veine blanche (quartz).
13
Les échantillons C6 et C7 ont été prélevés dans
des amphibolites simples et à grenats sur la
route allant des hameaux de Mocchie à
Frassinere au nord de la ville Condove dans la
Zone Piémontaise Interne. Les roches sont
massives et très peu diaclasées.
Figure 4: Agrandissement de la carte géologique de la
zone de Suse, localisation des échantillons C6 et C7
(étoile).
Les échantillons C8 et C9 proviennent
également de prasinites mais ont été prélevés
plus à l’ouest, au nord de Mompantero dans la
Zone Piémontaise Interne.
C8 provient de roches massives montrant une
schistosité importante par endroit et des
minéraux verts en très fines baguettes (cf.
photographie 3 ).
C9 a été prélevé dans une zone montrant
d’intenses déformations de nature tant
ductile que cassante. On trouve à cet endroit
différents types de roche en discordance plus
ou moins nette et des zones à très forte
concentration de minéraux fibreux.
Figure 5: Agrandissement de la carte géologique de la zone de Suse, localisation des échantillons C8 et C9 (étoiles
blanche et rouge respectivement).
Photographie 3: Photographie de zone particulière de la zone de prélèvement de C8, montrant de fins minéraux
verts en baguettes orientées.
14
Photographies 4 et 5: Photographie des zones où ont été prélevés les échantillons C8 et C9 : roche massive et zone
broyée de cisaillement ductile/fragile montrant de nombreuses zones à développement fibreux important.
L’échantillon C10 a été prélevé à l’ouest de la carte
utilisée (zone de Susa), on le localisera sur la carte
adjacente (carte n°54, Oulx).
Il provient plus exactement de roches massives se
trouvant à l’entrée du hameau d’Exilles appartenant aux
roches de la Zone Piémontaise Externe.
Figure 6: Agrandissement de la carte géologique de la zone de Oulx, localisation de l’échantillon C10 (étoile).
Il est à noter que, pour certaines zones (C9), il est difficile d’échantillonner dans les roches les plus
fibreuses car celles-ci sont trop friables. L’échantillonnage de ces zones s’est donc fait dans la
limite des possibilités.
15
2.2
DESCRIPTION DES MÉTHODES EMPLOYÉES
Afin d’analyser le contenu des échantillons macroscopiques, deux techniques sur lames minces vont
être utilisées.
Microscope optique
Dans un premier temps, les échantillons ont été observés à l’aide d’un microscope optique en
lumière naturelle et polarisée.
Cette étude permet d’identifier les différentes phases présentes sur la lame de voir les relations
pouvant exister entre les minéraux.
Dans le cas particuliers des minéraux considérés comme amiante, l’étude microscopique ne permet
pas leur identification certaine :
- il est possible d’identifier la présence de serpentine mais pas de déterminer si c’est de l’antigorite,
de la lizardite ou de la chrysotile (seule variété amiantifère)
-il est facile d’observer des amphiboles types amphiboles vertes, amphiboles bleues ou amphiboles
brunes mais sans analyse chimique, il n’est pas possible de les replacer précisément dans les séries
continues auxquelles elles appartiennent.
Néanmoins l’observation microscopique permet de localiser les zones contenant des minéraux
fibreux et étant potentiellement à risque.
(cf. en annexe 5, le descriptif des principaux minéraux observés au microscope optique)
Spectroscopie Micro-Raman
Principe de la spectrométrie Raman
La spectrométrie de diffusion Raman est une technique d’investigation non destructive de la
matière, que celle-ci soit à l’état de gaz, de liquide ou de matériau solide, cristallisé ou amorphe.
Elle peut donc être utilisée directement sur les lames minces étudiées au microscope.
Cette technique consiste à analyser le rayonnement diffusé par la matière lorsque celle-ci est
soumise à un faisceau lumineux monochromatique excitateur. Le faisceau lumineux provient d’un
laser à gaz krypton- argon pouvant émettre des radiations excitatrices de longueurs d’onde
comprises entre 450 et 700nm (puissances pouvant atteindre 500mW) qui est rendu parallèle et
focalisé sur l’échantillon par un assemblage de lentilles et de miroirs.
Les rayonnements diffusés par l’échantillon vont ensuite être séparés par un système
monochromateur à réseaux (pouvant être holographiques) et recueillis par une caméra CCD qui
envoie le signal vers le système d’acquisition informatique.
Le «spectre Raman» ainsi obtenu (reflet des fréquences de vibration des atomes) est spécifique de la
nature chimique de l’échantillon excité, de son état structural, de son orientation par rapport au
faisceau excitateur…D’une façon assez simpliste, on peut dire que les raies obtenues correspondent
aux longueurs d’onde spécifiques à la désexcitation des différentes liaisons inter-atomes du minéral
visé, excitées par les photons du rayon laser incident. Par comparaison avec des spectres références
ont peut déterminer le type de minéral visé plus ou moins précisément selon sa nature.
La spectrométrie Raman peut être réalisée sous microscope et de ce fait sur des volumes limités à
quelques micromètres cube.
16
L’appareil utilisé pour cette étude est un intégrateur micro/macro Raman de marque Horiba Jobin
Yvon HR 800 localisé au Département de Minéralogie et de Pétrologie de l’Université de Turin
(Italie). Le système compte un microspectromètre Horiba Jbin Yvon HR800, un microscope
Olympus BX41 et un détecteur CCD à refroidissement par l’air. Un laser à semi conducteur polarisé
Nd 80mW opérant à 532 nm est utilisé comme source d’excitation. La calibration de cet instrument
est vérifiée par la mesure des raies Stockes et anti-Stockes et par la vérification de la bonne position
du pic du Si devant se trouver à ± 520.7 cm-1. Les spectres sont acquis en utilisant l’objectif X50
ce qui donne une précision du laser d’environ 10microns (un objectif de plus gros grossissement
diminue trop la lumière arrivant sur la lame et l’on ne peut plus situer précisément le point visé par
le laser). Afin d’optimiser le signal, le spectre est acquis en utilisant 5 scans de 10 secondes pour
chaque région visée.
Intérêts particuliers de cette méthode pour l’étude de l’amiante
Le groupe des serpentines possède trois principaux minéraux ayant tous trois la même formule
chimique brute (OH)3 Mg3 (Si2O5(OH)) et une structure TO octaédrique. Le feuillet tétraédrique T
étant plus court que le feuillet octaédrique O, leur assemblage requiert un agencement particulier.
Les différences entre chrysotile, antigorite et lizardite sont dues aux différents moyens mis en
œuvre pour palier à cette disparité. En effet, la lizardite a une structure planaire due à la distorsion
du feuillet T, phénomène qui accompagné de substitutions de cations permet de créer l’espace
nécessaire à la mise en place du feuillet O. Pour l’antigorite, le feuillet octaédrique est continu
tandis que le feuillet tétraédrique est périodiquement inversé, ce qui permet aux couches de rester
relativement plates. La chrysotile accommode la disparité en incurvant ses couches (feuillet T à
l’intérieur), ce qui a pour effet de produire des structures fibreuses possédant une cavité centrale par
enroulement des couches sur elles-mêmes.
Le peu de différences entre ces trois variétés de serpentine se détecte néanmoins facilement avec la
spectroscopie Micro-Raman. Les spectres obtenus présentent des variations remarquables car, de
par leur structure, ces trois espèces réagissent au faisceau incident avec des énergies de
désexcitation différentes.
Caractéristique des liaisons
ν as Si-Ob-Si
ν s Si-Ob-Si
Symmetric ν5(e) SiO4
Vibration of O-H-O groups
Lizardite
690
380-388
233
Antigorite
1044
683
375
230
Chrysotile
692
390
231
Tableau 1: Principales caractéristiques des spectres Raman des trois variétés de serpentine d’après Groppo et al.
(2006). Les fréquences de vibration sont données en cm-1. s : symétrique, as : anti-symétrique
Ainsi, grâce à sa raie caractéristique à 1044cm-1, on peut différentier très facilement l’antigorite des
deux autres types de serpentine (cette longueur d’onde correspond à l’énergie d’étirement
antisymétrique du groupe Si-O-Si). Le spectre Raman d'un des échantillons illustre bien ce
phénomène en annexe 5.
La lizardite et la chrysotile se distinguent l’une de l’autre par l’énergie de flexion du groupe
tétraédrique SiO4 qui apparaît à 390cm-1 pour la chrysotile et entre 380 et 388cm-1 pour la lizardite.
Le spectromètre Micro-Raman s’avère être un outil très intéressant pour l’observation et
l’identification des variétés de serpentine car il ne nécessite pas de préparations particulières de
l’échantillon, il fonctionne directement avec les lames minces utilisées en microscopie optique.
L’utilisation du Micro-Raman permettra donc de connaître quelles serpentines sont présentes
dans les échantillons et sera une aide à l’identification de certains minéraux.
17
3 Étude microscopique et analyse Micro-Raman
Les échantillons sont étudiés dans l’ordre de prélèvement : un résumé, à la fin de chaque analyse,
permet de clarifier les points utiles au regard de la problématique.
C1 : Péridotite à spinelle serpentinisée
Microscope optique
A l’œil nu, il est possible de distinguer sur la lame des litages bordés de minéraux ocres/bruns et de
quelques opaques.
Figure 7: Observation microscopique en LN de l’échantillon C1 : serpentine présentant des figures de
crénulation, titane-clinohumite, pyroxène et opaques.
Ces litages sont composés en grande partie de serpentine (50% de la lame) et peut-être de la
trémolite fibreuse. Les veines ne sont pas simplement rectilignes, elles se recoupent parfois et sont
également replissées par endroits (on observe des crénulations). Du diopside à l’habitus acidulaire
voire même fibreux est associé à ces veines. La serpentine se présente tantôt en cristaux n’ayant pas
d’orientation particulière, typique de milieux métamorphique, tantôt en grains très fins, tous
orientés. Il est donc possible d’avoir deux types de serpentine : antigorite et chrysotile. Ces deux
points pourront être vérifiés au Micro-Raman.
Il y a présence de reliques de péridotite initiale : des pyroxènes en grande partie transformés en
minéraux fibreux, des spinelles (magnétites opaques) souvent entourés de chlorite.
D’autres opaques, ou quasi opaques sont soit des titano-clinohumites, typiques du faciès
métamorphique à éclogite, soit des minéraux oxydés qui indiqueraient que la roche est proche
d’une zone de failles.
De part sa texture et sa composition minéralogique, il apparaît nettement que cette roche a subi de
fortes déformations de directions différentes et peut correspondre à une mylonite, bien qu’il soit
difficile de faire une interprétation correcte pour une roche aussi peut compétente qu’une
serpentine.
18
Analyses Micro-Raman
Les analyses au Micro-Raman n’ont pas permis de confirmer la présence de trémolite sur la lame.
En effet, les plages fibreuses analysées semblent être, plutôt que de la trémolite,du diopside fibreux
remplaçant un OPX enstatite (cf. exemple de spectre annexe 6).
Dans deux types de serpentine analysés que sont la matrice et les « lentilles » plus fibreuses un
spectre identique est obtenu : celui de l’antigorite.
La présence de titane-clinohumite est confirmée par l’analyse Micro-Raman.
Remarque :
Pour la titane-clinohumite, il n’existe pas de spectre dans la base de données permettant de faire la comparaison, mais le
spectre obtenu est très similaire à celui de la clinohumite et présente les mêmes particularités sur tous les minéraux de
ce type. Ces variations sont sûrement dues à la présence supplémentaire de titane.
Pour cet échantillon, comme pour les autres, l’analyse des minéraux opaques ne donnent aucun
résultats : le minéral est détérioré par le laser, ce qui modifie le spectre obtenu qui, de plus, est très
bruité (cf. spectre annexe 7).
Résumé :
Antigorite
Chlorite
Diopside
50%
10%
25%
Titanoclinohumite
10%
opaques
5%
Tableau 2: Proportion des minéraux de l'échantillon C1.
Dans cet échantillon, il n’y a pas, selon la loi, de minéraux contenant de l’amiante. Néanmoins, il
contient du diopside fibreux en quantité importante et également un peu d’antigorite fibreuse.
C2 : Péridotite serpentinisée à reliques d’olivine
Etude au microscope optique
A l’oeil nu, une schistosité nette n’est pas discernable sur la lame mince.
19
Figure 8: Observation microscopique en LN de l’échantillon C2 : relique de minéraux d’origine mantellique
(olivines, proxènes) en partie remplacés par diopside, chlorite et serpentine, partiellement mylonitisés.
Cet échantillon possède de grandes plages (45% de la lame) à serpentine dominante et chlorite.
La serpentine s’est développée au détriment des olivines, dont il reste encore de nombreuses
reliques (proportion 15%) ; des baguettes d’antigorites concentrées particulièrement le long des
fractures des olivines sont une preuve observable de la serpentinisation de cette dernière.
Les plages de chlorite, incolore en lumière naturelle (LN), possèdent souvent un cœur plus sombre,
relique du plagioclase calcique altéré et à grains très fin, auquel elles se sont substituées.
Les olivines présentent sur la lame sont d’origine mantellique (et non métamorphique), car elle
présente une extinction en bandes successives en lumière polarisée (LP), figure typique de
déformation haute pression des roches mantelliques. De plus, les olivines métamorphiques
contiennent souvent des inclusions de magnétite, qu’elles englobent lors de leur formation ; il n’en
a pas été observé dans cette lame.
De nombreux clinopyroxènes (CPX), minéraux de diopside, sont observables (proportion 10%
environ), certains étant en cours de serpentinisation.
D’autres CPX en agrégats très fins (proportion 15% environ), légèrement bruns en LN, ont
remplacé les orthopyroxènes (OPX) initiaux plus facilement altérables. Il est possible d’observer
par endroit de plus gros cristaux de CPX en inclusion dans l’agrégat : ils correspondent aux
exsolutions de CPX contenues initialement dans les OPX.
De nombreux indices révélateurs de phénomène de déformation sont observables sur cette lame. On
peut voir des plages à grains fins (amphiboles ou pyroxènes), correspondant au broyage des
minéraux et à leur recristallisation lors de déformations à de fortes températures.
La lame contient également des zones, où les minéraux ont subit de fortes déformations et du
cisaillement (température élevée) et forment à présent des lits mylonitisées.
Finalement, quelques opaques et de la clinohumite (jaune en LN) sont présents en faibles quantité.
20
100µm
200µm
Photographies 6 et 7: a- Observation au microscope optique en LP de la serpentinisation de l’olivine : de
l’antigorite en fine baguettes croit dans les fractures de l’olivine.
b- Observation au microscope optique en LN de chlorite ayant cristallisée sur un plagioclase dont on peut encore
observer des reliques : le coeur sombre au centre de la plage de chlorite.
Analyses Micro-Raman
Les analyses Micro-Raman confirment d’une part que la matrice ainsi que les cristaux bordant les
olivines sont toutes deux composées d’antigorite et d’autre part la présence de diopside au sein
d’un habitus d’OPX.
Résumé :
Antigorite Chlorite Olivine Diopside Mylonite
30%
15%
15%
25%
10%
Titanoopaques
clinohumite
< 5%
< 5%
Tableau 3: Proportion des minéraux de l'échantillon C2.
Cet échantillon ne semble pas contenir d’asbeste mais seulement des cristaux d’antigorite
aciculaires.
C3: Péridotite chloritisée et serpentinisée
Etude au microscope optique
La lame présente une nette schistosité, soulignée par des lits bruns orangés ainsi que des lits noirs
opaques.
21
Chorite
Pyroxène porphyroblaste
Opaque
Olivine
1000µm
Titane-clinohumite
Figure 9: Observation microscopique en LN de l’échantillon C3 : veine d’olivine, titane-clinohumite, pyroxène et
opaques contenue dans de la chlorite.
Cet échantillon est composé (à 40%) d’une alternance de bandes à majorité de chlorite et à
serpentine. L’échantillon montre des veines à olivines moins facilement observables que dans
l’échantillon précédant : sur certaines restantes, on observe une pseudomorphose en serpentine
(lizardite et/ou antigorite à vérifier au Micro Raman). Leur présence est corrélée à celle, plus
visible, de titane-clinohumite. Cette association est typique du faciès éclogite et nous renseigne sur
le type de métamorphisme subi par la roche. Quelques opaques sont également présents.
Dans les veines, on observe aussi deux types de pyroxènes :
-les plus anciens, porphyroblastes, s’altèrent souvent en chlorite. Ils sont antéschisteux.
-les autres, diopsides parfois acidulaires, contiennent des inclusions de minéraux orientés selon la
schistosité générale, ils ont donc cristallisé après la foliation.
De la pérovskite brune, à biréfringence très faible (presque opaque) y a également cristallisé.
Des veines de carbonates très fines, révélatrices d’une activité hydrothermale ont cristallisé dans les
espaces créés par les phénomènes de déformation subis par la roche.
Analyses Micro-Raman
Les analyses effectuées ne détectent que
de l’antigorite dans la serpentine
analysée.
Les analyses obtenues pour les opaques
sont peut-être les meilleures pour cette
lame puisqu’elles permettent d’identifier
le spectre de la magnétite corrélé à celui
de l’hématite, qui vient de l’altération par
le faisceau du minéral opaque.
Il n’a pas été possible d’identifier la
pérovskite au moyen des analyses, les
signaux obtenus étant trop bruités par le
phénomène de fluorescence pour être
concluants.
100µm
Photographie 8: Observation microscopique en LP d’antigorite
cristallisant en baguette autour de l’olivine.
22
Résumé :
Chlorite Antigorite Olivine Diopside
30%
10%
10%
20%
TitanoMagnétite Pérovskite
Clinohumite
?
10%
10%
10%
Tableau 4: Proportion des minéraux de l'échantillon C3.
Cet échantillon ne contient pas d’asbeste.
C4 : Veines de pyroxène
Etude au microscope optique
Cette lame est occupée en grande partie par une veine à diopsides aciculaires orientés parallèlement
à la veine.
Chlorite
Zone de mélange de chlorite et
pyroxènes broyés
Veine de diopside
1000µm
Figure 10: Observation microscopique en LP de l’échantillon C4 : veine de diopside et chloritisation.
De fines veines de carbonates de même orientation lui sont associées.
Autour de cette veine, une large zone à chlorite,
possédant par endroit des teintes anormales de
polarisation, correspond à la zone de bordure de
veine, zone de transition entre la veine et
l’encaissant. Quelques opaques sont en équilibre
avec la chlorite.
Le contact entre ces deux unités est soit franc, soit
concrétisé par une zone où se mélangent pyroxènes
et chlorite.
La composition de cette lame ne donne pas de
renseignements sur la nature de la roche encaissante
de la veine.
1000µm
Photographie 9: Observation microscopique en LP des
teintes de polarisation anormales bleu et marron de la
chlorite.
23
Résumé :
Pour l’échantillon C4, prélevé au niveau d’une veine, les proportions relatives des différentes
phases présentes dans la lame mince ne sont pas représentatives de celle de la roche et ne présente
donc que peu d’intérêt.
Cet échantillon ne contient pas d’asbeste.
C5 : Serpentinite à veines à olivines
Etude au microscope optique
La lame présente deux veines à relief élevé qui sont reliées entre elles dans une matrice incolore de
relief faible.
LP
LN
Serpentine
Olivine à habitus
fibreux
Olivine à habitus
fibreux
Olivine en grains très
fins et altérée
Olivine en grains
très fins et
altérée
Magnétite en équilibre
avec la serpentine
Titaneclinohumite en
plages fibreuses
Titane-clinohumite en
plages fibreuses
Magnétite
Serpentine
1mm
Figure 11: Observation microscopique en LP de l’échantillon C5 : veines d’olivine et titane-clinohumite dans de
la serpentine.
La matrice est composée de serpentine et représente environ 50% de la lame. Les veines sont
composées en majorité d’olivine plus ou moins altérées qui ont crue sur un habitus fibreux en
association à de la titane-clinohumite (olivines métamorphiques). Certaines titane-clinohumites
forment des grandes plages fibreuses de quelques centaines de microns. Il est néanmoins à noter que
l’habitus fibreux n’est pas courant pour la titane-clinohumite et on peut se demander si ce minéral
n’est pas en fait de la balangéroite, inosilicate trouvé uniquement sur le versant nord du massif de
Lanzo (mine de Balangero).
Il y a également dans cet échantillon, de gros cristaux de magnétite en équilibre avec la serpentine
et des cristaux plus petits, étant sûrement aussi de la magnétite.
24
1000µm
100µm
Photographie 10 et 11: Observation en LN des deux formes de minéraux bruns : à gauche en grandes plages
fibreuses, à droite en petites zones sans contour, associées aux olivines.
Analyses Micro-Raman
La serpentine ne semble être constituée que d’antigorite (confirmé par plusieurs analyses dans des
zones d’aspects différents).
Les analyses réalisées permettent de confirmer la présence de titane-clinohumite pour les larges
étendues fibreuses et montrent que de quelques variations lorsque l’on se déplace sur une même
plage : ces variations doivent correspondre à de légères variation de la concentration en titane.
Les petites zones associées aux olivines n’ont pas pu être analysées, car il n’a pas été possible de les
localiser précisément avec le Micro-Raman.
Résumé :
Antigorite
Olivine
Titano-Clinohumite
Magnétite
50%
35%
10%
5%
Tableau 5: Proportion des minéraux de l'échantillon C5.
Cet échantillon ne contient pas d’asbeste.
C6 : Métagabbro chloritisé
Étude au microscope optique
L’étude à l’œil nu de cet échantillon ne met pas en avant une orientation particulière des minéraux.
25
Chlorite plus ou moins
fibreuse
Albite
Amphiboles plus ou moins
altérées
Zoїsite
500µm
Figure 12: Observation microscopique en LP de l’échantillon C6 : plagioclases calciques et amphiboles
remplacés par de la zoїsite et de la chlorite.
Les plagioclases (20%), les amphiboles faiblement colorées (25%) composant initialement la
roche, sont peu à peu remplacés par de grandes plages de chlorites, plus ou moins fibreuses, qui
occupent plus de 40% de la lame ainsi que par des cristaux de zoïsite (10%) fortement déformées.
Un gros cristal de rutile presque opaque, entouré de titanite est présent sur la lame (0.5mm). De
plus, le rutile est également trouvé en baguettes très fines et de même orientation dans des reliques
d’amphiboles brunes (riches en titane), se trouvant elles-mêmes au cœur d’amphiboles plus
récentes et presque incolore. Le gabbro riche en fer et en magnésium a donc subi un
métamorphisme intense de type éclogite, mais sa composition chimique, riche en fer et magnésium,
n’a pas permis la cristallisation de grenat, ce qui explique que l’on n’en observe pas dans la lame.
Les amphiboles qui ont un relief relativement faible pourraient être du glaucophane contenant peu
de fer et étant donc très peu colorées. Pour s’assurer de la nature des amphiboles une étude de
composition chimique est nécessaire.
200µm
200µm
Photographies 12 et 13: Observation en LN de l’échantillon C6 : à gauche, rutile entouré de titanite, à droite,
reliques d’amphiboles brunes au coeur d’amphiboles vertes.
26
Résumé :
Chlorite
Albite
Amphiboles
Zoïsite
Magnétite
Rutile
Titanite
40%
20%
25%
10%
< 5%
< 5%
< 5%
Tableau 6: Proportion des minéraux de l'échantillon C6.
Les amphiboles pouvant être de la crocidolite ont un habitus aciculaire et certaines peuvent
posséder un rapport longueur sur diamètre légèrement supérieur à 3. Il y a donc un risque que cette
roche soit considérée dangereuse aux yeux de la loi.
C7 : Amphibolite à grenat
Etude au microscope optique
Rutile et ilménite
Grenat
Matrice à amphiboles
vertes
Titanite
Apatite
Glaucophane,
concentration de Ti
variable
500µm
Figure 13: Observation microscopique en LN de l’échantillon C7 : porphyrocristaux de grenat et de glaucophane
entourés d’amphiboles vertes, de plage à rutile/ilménite et de quelques quartz, titanites et apatites.
La lame, de couleur verdâtre, présente des porphyrocristaux incolores de taille pouvant aller jusqu’à
2mm. Ces cristaux, représentants environs 25% de la lame, sont des grenats. Ils sont contenus dans
une sorte de matrice à amphiboles vertes à cristaux fin en baguettes le plus souvent (25% lame).
Il est à noté ici, la quantité importante d’amphiboles bleues sûrement du glaucophane (20%) se
formant, lors d’un métamorphisme HP, faciès schistes bleus ou éclogite, au dépend des pyroxènes
sodiques comme l’omphacite. Les amphiboles vertes sont sûrement des hornblendes vertes.
Les autres minéraux présents sont : quartz et plagioclases (10%), apatite (4%) initialement en
grands cristaux mais recristallisant à grains fins, titanite (2%) et des plages de rutile et ilménite
associées (15%). Ces deux derniers minéraux indiquent que le gabbro initial était riche en fer et en
titane, ce qui a permis la formation de grenat lors du métamorphisme. En effet, dans les conditions
du métamorphisme alpin, un basalte de composition habituelle ne peut pas permet la cristallisation
de grenats.
27
Résumé :
Grenat
Glaucophane
25%
25%
Amphibole
verte
25%
Quartz
Apatite
10%
5%
Titanite Rutile Ilménite
< 5%
< 5%
< 5%
Tableau 7: Proportion des minéraux de l'échantillon C7.
Il est probable que les amphiboles vertes appartiennent à la série actinote-trémolite et dans ce cas
une importante quantité d’amiante serait présente dans la roche. Afin de s’en assurer il serait utile
de faire une analyse chimique de ces amphiboles.
C8 : Amphibolite à grenats
Etude au microscope optique
Epidote
Actinote
Albite
Actinote
Albite
Chlorite
Clinozoїsite
Figure 14: Observation microscopique en LP de l’échantillon C8 rétromorphose de pyroxène sodique donnant
actinote et albite et plagioclases calciques remplacés par de la zoїsite et de la chlorite.
Cet échantillon, qui ne présente pas de schistosité nette, est composé en majeure partie de chlorite
(25%) et d’actinote (25%) en aiguilles fines et orientées. Ces baguettes proviennent sûrement de la
rétromorphose d’un pyroxène sodique qui donne naissance à l’actinote et à de l’albite (cette
remarque permet de donner avec plus de certitude la nature de l’amphibole).
De grandes plages d’albite (20%) très altérées sont en partie remplacées par des minéraux de
clinozoïsite (20%) et possèdent également des inclusions de rutile se transformant en périphérie en
titanite.
Des biotites vertes ont remplacés de petits grenats dont la forme arrondie aux contours bien
marqués a été conservée. Des amphiboles sodiques (bleutés) sont également présentes en faible
proportion. Leur présence, ainsi que celle de rutile, indique que la roche a subi un métamorphisme
de haute pression (faciès éclogite).
28
200µm
200µm
Photographies 14 et 15: Observation en LP de l’échantillon C8 : a-actinotes en baguettes orientées, entourées
d’albite.
b-actinote fibreuse, orientés dans de l’albite.
Analyses Micro-Raman
Les analyses confirment la présence d’actinote en baguettes orientées comme sur la photographie
ci-dessus, ainsi qu’en inclusion dans les plagioclases (quelques raies caractéristiques de l’albite se
superposent au spectre de l’actinote).
Résumé :
Chlorite Actinote Albite Clinozoïsite
25%
25%
20%
20%
Apatit
e
5%
Amphiboles
sodiques
< 5%
Biotite Rutile/titanite
< 5%
< 5%
Tableau 8: Proportion des minéraux de l'échantillon C8.
Cet échantillon contient de l’actinote en fines baguettes, pouvant être considérée comme amiante.
C9 : Amphibolite serpentinisée et réseaux hydrothermaux
Etude au microscope optique
29
Trémolite
Trémolite fibreuse
Serpentine
Chlorite
200µm
Carbonate
Figure 15: Observation microscopique en LP de l’échantillon C9 : superposition de lits à serpentine et à
trémolite entrecoupés de veines à carbonates.
Cette échantillon caractérise une zone à alternance de lits de serpentine, trémolite et également
carbonates en veines indépendantes de la schistosité (15%).
La serpentine, plus ou moins fibreuse, représente environ 40% de la lame, et contient par endroits
quelques plages de chlorite (5%). La trémolite, elle, est par endroits clairement fibreuse et
représente environ 40% de la lame. Lorsqu’elle n’est pas fibreuse, elle est souvent associée à de
petits cristaux de carbonates. Quelques inclusions de titanites et d’opaques sont observables dans
la serpentine. Des zones oxydées indiquent la présence de circulations fluides au sein de la roche.
L’échantillon a sans doute été prélevé dans une zone tectonique.
Photgraphie 16: Observation en LP de
l’échantillon C9 : trémolite fibreuse et
serpentine (lentilles sombres au centre et au
coin sud-ouest).
200µm
Analyses Micro-Raman
Les analyses permettent de s’assurer de la présence de trémolite sous forme fibreuse ou non, de
titanites dans les plages plus sombre et de chlorite sous forme fibreuse.
La serpentine analysée n’est composée que d’antigorite. Le spectre obtenu pour les carbonates se
superpose très bien à celui de la calcite.
30
Résumé :
Trémolite Antigorite Calcite Chlorite Titanite Opaques
40%
40%
15%
5%
20%
5%
Tableau 9: Proportion des minéraux de l'échantillon C9.
Cet échantillon possède une grande quantité de trémolite fibreuse et est donc fortement amiantifère.
C10 : Prasinite à veines d’épidotes
Etude au microscope optique
Plagioclases remplacés par
de la chlorite. Présence
d’amphiboles vertes/brune
et quelques glaucophanes.
Epidote
Amphiboles vertes
Grenats
Carbonates
Quartz
500µm
Figure 16: Observation microscopique en LN/LP de l’échantillon C10 : veines d’épidotes contenant des grenats,
carbonates quartz et amphiboles vertes, dans une prasinite.
La lame montre, à l’œil nu, une nette schistosité. Elle est en faite composée de plages de
plagioclases, remplacés en grande partie par de la chlorite, et de veines déformées (80%).
On observe aussi en bordure de ces plages des reliques d’amphiboles vertes/brunes indiquant que
la roche a subi un métamorphisme haute température, de type océanique.
Les veines sont composées en majorité d’épidotes qui ont cristallisées perpendiculairement à la
direction de la fente, puis ont été broyées et cassées par un schistosité postérieure à la mise en place
des veines Sn+1. Dans les veines sont également présents de fin cristaux de micas blancs et en
bordure des amphiboles vertes, pas ou peu fibreuses. Des plages de quartz semblent avoir
recristallisé dans les espaces libérés par la schistosité Sn+1. Des veines de carbonates associées à la
présence de grenats grossulaires et d’amphiboles antérieures sont, elles, antéschisteuses. La
présence de ces minéraux caractérise le faciès métamorphique hydrothermal (rodingite).
Dans la chlorite, il y a des zones oxydées en veines présentant des minéraux à structure colloïdale,
cristaux de stilpnomélane, minéraux associés à un bas degré de métamorphisme.
La roche basaltique présente donc des faciès de métamorphisme océanique, de métamorphisme de
bas degré et de métamorphisme hydrothermal ainsi que différents types de schistosité, relatifs à des
contraintes de directions différentes.
31
Photographie 17: Observation en LN de l’échantillon
C10 : veines d’épidotes et quartz, l’épidote (en beige) qui
avait cristallisé perpendiculairement à la direction de la
veine a été broyée et tournée.
1mm
Analyses Micro-Raman
Les analyses permettent de donner la nature des carbonates étudiés (associés aux grenats) : calcite.
En ce qui concerne la présence de stilpnomélane, il n’a pas été possible de trouver une zone assez
large pour en confirmer la présence au Micro-Raman.
De même lorsqu’on analyse les amphiboles vertes, il n’est pas possible d’en déterminer la nature
exacte, on obtient simplement un spectre ressemblant à celui de la trémolite.
Résumé :
Plagioclase, chlorite,
amphiboles vertes et brunes
60%
contenant environ 30% de
plagioclase, 25% d’amphibole,
25% de chlorite, 10% d’épidote et
5% d’opaques
Epidote Calcite Quartz Grenat stilpnomélane Opaques
10%
5%
15%
< 5%
< 5%
< 5%
Tableau 10: Proportion des minéraux de l'échantillon C10.
Il est probable que les amphiboles vertes de la matrice soient constituées en partie d’actinote en
baguette, pouvant représenter un risque.
C11 : Prasinite
Etude au microscope optique
La lame présente une nette schistosité, soulignée par la présence de veines incolores visible à l’œil
nu.
32
Quartz
Glaucophane
Plagioclase
Chlorite (quelques
amphiboles vertes
altérées )
Opaque
Epidote
Carbonate
500µm
Figure 17: Observation microscopique en LN de l’échantillon C11 : Glaucophanes, chlorites, épidotes,
amphiboles vertes et opaques dans une matrice à plagioclases recoupée de veine à quartz et carbonates.
Ces veines sont composées de différents minéraux de tailles variables de quartz (5%) et de
carbonates (10%).On retrouve également des inclusions de minéraux composants le reste de la
lame, notamment des amphiboles bleues particulièrement grosses. Ces amphiboles aciculaires mais
non réellement fibreuses sont soit des glaucophanes, soit de la riébeckite et présentent parfois sur
leurs bords des recristallisations d’amphiboles calco-sodiques, montrant le changement de
conditions P-T (exhumation par exemple).
En dehors de ces veines, des plages d’albites (35%) sont largement remplacées par des amphiboles
bleues (20% des minéraux de la lame) en baguettes orientées, de la chlorite (25%), de l’épidote
(10%), des amphiboles vertes très altérées (5%), broyées et recristallisées en cristaux à grains fins
et des opaques (5%).
La présence des amphiboles bleues indique que la roche s’est trouvé en contexte de
métamorphisme de faciès schistes bleus. Les veines, qui contiennent des amphiboles bleues de plus
grosses tailles sont antérieures à cet épisode de métamorphisme.
Résumé :
Albite Chlorite
30%
20%
amphiboles
bleues
20%
Epidote
10%
Amphiboles
vertes
5%
Carbonates Quartz Opaques
5%
5%
< 5%
Tableau 11: Proportion des minéraux de l'échantillon C11.
La nature exacte des amphiboles de cet échantillon n’est pas déterminable au microscope optique.
Les amphiboles bleues appartiennent à la série glaucophane/riébeckite et il est possible que
certaines soient bien de la crocidolite. Pourtant, l’habitus des minéraux observés sur la lame n’est
pas fibreux mais aciculaire. Il ne semble donc présenter aucun danger pour l’être humain.
33
C12 : Prasinite
Etude au microscope optique
Glaucophane
M agnétite
Amphibole verte
Limonite
Albite
150µm
Figure 18: Observation microscopique en LN de l’échantillon C12 : Quelques glaucophanes dans une matrice à
plagioclases et amphiboles vertes. Présence de linomite. Veines d’épidotes (pistachite).
De grandes plages vertes composées en majorité de pistachites (manteau d’arlequin) mais aussi
d’autres épidotes, de chlorite aux teintes de polarisation anormales dans les bruns et des reliques de
glaucophane.
Dans d’autres plages plus jaunâtres, composées initialement en grande partie d’albite, se sont mis
en place des amphiboles vertes et parfois bleuâtres au coeur, des opaques (ilménite ?).Les
amphiboles vertes sont de types calco-sodique recristallisant sur un cœur d’amphibole sodique type
glaucophane.
Des taches brunes correspondent sûrement à l’oxydation de la pyrite (ou limonite).
Dans cette lame, aucune schistosité ou orientation particulière des minéraux n’est observée. La
présence de reliques d’amphiboles bleues indique que la roche s’est trouvé en contexte de
métamorphisme de faciès schistes bleus.
34
200µm
Photographie 18: Observation en LP de l’échantillon C12 : plages à grande majorité de pistachite (manteau
d’arlequin).
Analyses Micro-Raman
Le Micro-Raman permet de mettre en avant la présence de petits cristaux de clinozoïsite dans les
zones à pistachite.
Le signal obtenu pour les taches brunâtres est trop bruité pour être interprété et ne permet pas de
confirmer la présence de limonite.
Résumé :
Plage à
pistachite
Plage à
albite
Pistachite Albite Amhiboles Clinozoïsite Glaucophane Zoïsite Opaques Limonite
vertes
?
30%
20%
10%
5%
<5%
30%
<5%
<5%
40%
35%
<5%
5%
<5%
15%
<5%
Tableau 12: Proportion des minéraux de l'échantillon C12.
La nature exacte des amphiboles de cet échantillon n’est pas déterminable au microscope optique.
Pourtant, l’habitus des minéraux observés sur la lame n’est pas fibreux. Il ne semble donc présenter
aucun danger pour l’être humain.
Les observations et analyses ainsi effectuées, un travail de comparaison et de synthèse des résultats
peut être mis en œuvre.
35
4 Comparaison et synthèse des résultats obtenus
La première remarque importante concerne la serpentine : dans toutes les serpentinites étudiées, on
ne trouve pas d’amiante serpentine mais seulement de l’antigorite.
D'autre part, les amphibolites et les prasinites contiennent des amphiboles pouvant présenter un
danger, néanmoins ces minéraux sont présents en quantité plus faible que la serpentine dans la
serpentinite, ils sont souvent inclus dans la matrice et donc moins facilement libérables.
4.1
COMPARAISON AVEC D’AUTRES ÉTUDES CONCERNANT L’AMIANTE
L’amiante dans les Alpes Occidentales
Des études récentes ont été réalisées dans la région du Val de Suse dans le but de caractériser les
minéraux fibreux de la serpentinite (Groppo et al. 2005).
Dans ces roches, il a été observé six variétés différentes de minéraux fibreux : la chrysotile et la
lizardite, toute deux des serpentines, ainsi que le diopside fibreux, la balangéroite (inosilicate à
chaîne simple découvert dans les mines d’asbeste de Balangéro, Piémont), la trémolite et la
carlosturanite (inosilicate de la vallée de Varaita, Piémont).
Ces minéraux sont présents en veines dans la serpentinite et il a été décelé cinq types de veines
correspondant à cinq paragénèses différentes.
La première génération de veines à Balangéroite fibreuse, chrysotile, magnétite et alliage Fe-Ni,
trouvée seulement dans la partie septentrionale du massif de Lanzo, s’est formée sous conditions
réductrices durant l’évolution prograde de haute pression.
La seconde à antigorite, olivine, titane-clinohumite, diopside magnétite et chlorite riche en Mg se
retrouve sur toute la Zone Pièmontaise Interne et se serait formée dans des conditions de hautes
pressions (15-16kbar) et températures moyennes (500-550°C).
Des veines à antigorite fibreuse et diopside constituent la troisième génération se trouvant dans la
Zone Piémontaise Interne et dans la Zone Externe et se sont formées dans un contexte de faciès
Schiste Vert.
La quatrième génération, particulièrement abondante sur le versant nord du Massif de Lanzo, est
constituée de chrysotile et de magnétite. De petites veines de lizardite lui sont probablement
contemporaines.
Finalement, la dernière génération à trémolite et calcite présente dans les schistes lustrés de la Zone
Piémontaise Externe doit son développement à la composition du fluide métamorphique notamment
riche en CO2.
L’évolution métamorphique des serpentinites du Val de Suse peut donc être retracé à travers
l’observation de ces roches : chemin P-T horaire (progradant puis rétrogrant) qui est cohérent avec
les chemins déterminés au regard des autres lithologies de la région.
La figure suivante indique où ont été observées les différentes générations de veines.
36
Zone concernée par les
échantillons C1 à C12
Figure 19: Schéma tectonique simplifié d’une partie des Alpes Occidentale montrant la distribution des
différentes générations de veines métamorphiques (d’après Groppo et al. 2005). [Bal=balangéroite,
Ctl=chrysotile, Mt=magnétite, Ap=apatite, Atg=antigorite, Ol=olivine, Ti-ch=titane-clinohumite, Di=diopside,
Mg-chl=chlorite magnésienne, Lz=lizardite, Tr=trémolite, Cc=calcite]
5
55
8
7
55
4
55
6
55
1
55
3
55
2
55
1-Trana
4-Col del Lys
7-Gad/Sauze d’Oulx
2-M. Monconi
5-Molette
8-Sauze di Cesana
3-Rubiana/Caprie 6-San Ambrogio
Figure 20: Localisation des zones de la carte précédente permettant la comparaison des deux études, d’après
Groppo et al. 2005.
L’observation de cette figure indique que sur les lieux de notre étude, au niveau de San Ambrogio,
Caprie et Trana, il a été observé majoritairement des veines de deuxième et troisième génération et
occasionnellement de quatrième et de cinquième.
Ainsi, l’abondante présence d’antigorite et de diopside fibreux observée au microscope optique et
confirmé par Micro-Raman dans les échantillons C1, C2, C3 et C5 s’inclut bien dans le contexte
local.
La présence de trémolite associée à de la calcite dans l’échantillon C9 peut s’expliquer par la
présence de quelques veines de type 5.
37
La balangéroite trouvée uniquement sur le versant nord du massif de Lanzo n’est pas présente dans
nos échantillons.
De plus, les associations minérales observées sont proches de celles de cette étude et laissent penser
que les opaques non déterminés sont sans doute des magnétites pour les échantillons C1, C2, C3 et
C5.
A la lumière de cette comparaison, on peut donc conclure que :
- tous les minéraux fibreux susceptibles d’apparaître dans les serpentinites échantillonnées ont été
pris en compte dans notre étude
- l’unique présence d’antigorite comme constituant de la serpentine s’explique par le fait que les
veines de quatrième génération contenant chrysotile et lizardite, peu abondantes dans les environs,
ne font pas partie de l’échantillonnage réalisé.
Néanmoins, ces veines contenant des minéraux considérés comme amiante ayant été trouvé au
niveau de Trana et du Mont Moncuni indique qu'un échantillonnage plus précis de cette zone
semble nécessaire pour éviter tout danger.
Roche et amiante
Afin de confirmer les observations réalisées sur les roches autres que serpentinites, il est utile de
s’intéresser à d’autres études concernant les minéraux fibreux.
Un travail réalisé par Camla Rochet de l’université de Lausanne et traitant du potentiel d’émission
de fibres par différents types de roche, peut être un support de comparaison intéressant.
En effet, dans ce travail, une amphibolite à grenat provenant des Alpes Suisse (Sedrun) et des gneiss
à rubans amphibolitiques et veines d’actinotes provenant du chantier du tunnel de Lötschberg
(Suisse) ont été analysés en détail.
La première (amphibolite à grenat) est composée d’amphiboles, de quartz, de plagioclases, de
grenats et de quelques chlorites et biotites et est recoupée de veines tardives à épidotes et
carbonates. L’analyse des amphiboles à la microsonde a permis d’en préciser la nature : la majorité
sont de type magnésohornblende mais il y a également quelques tschermakites et actinotes. Les
actinotes se situant en périphérie des amphiboles analysées ont cristallisé postérieurement à la mise
en place d’un phénomène métamorphique ayant modifié la composition chimique du minéral.
Les rubans amphibolitiques du gneiss sont composés majoritairement d’amphibole et de plagioclase
mais aussi de quartz (composant mineur). Il y a également du sphène (titanite) et quelques oxydes
en composants accessoires. Les analyses microsonde indiquent que la majorité des amphiboles des
rubans sont aussi des magnésohornblende et quelques actinotes. Dans les veines, on trouve surtout
des actinotes fibreuses (amiante).
Ces observations confirment qu’il n’est pas possible de déterminer avec certitude la nature des
amphiboles au microscope optique, il permet de se rendre compte de la présence éventuelle d'un
problème. Néanmoins, les roches possèdent des paragenèses proches de celles observées dans les
échantillons C6, C7, C8, C10 (C11 et C12 présentant des faciès de plus fort degré de
métamorphisme).On peut donc supposer qu’une partie au moins des amphiboles de ces roches sont
des actinotes et peuvent, si elles ont un habitus fibreux comme pour C8 et éventuellement C6, être
considérées comme amiante et doivent alors être manipulées avec précautions d’autant plus qu’il a
été montré dans ce même travail (Rochet Camla, 2004) que la propagation de poussières
dangereuses pour l’organisme est considérablement augmentée lors de travaux de concassage
Les échantillons d’une troisième étude concernant des roches se trouvant sur le tracé de la ligne
ferroviaire reliant Milan à Gènes ont aussi été comparés à ceux de notre étude. Les résultats de cette
comparaison n’ayant que peu d’intérêt, la synthèse de cette comparaison se trouve en annexe 8.
38
5.2 SYNTHÈSE
Tableau récapitulatif
Echantillon
Type de
roche
Présence d’amiante
Très peu
Probable
Certaine
probable
Contexte géologique
C1
Serpentinite
■
Roche massive
C2
Serpentinite
■
C3
Serpentinite
■
C4
Veine de
diopsides
aciculaires
dans chlorite
■
C5
Serpentine
■
Zone de cisaillement
ductile
Zone de cisaillement
ductile
Diopside
fibreux
Antigorite
aciculaire
Zone massive
Titaneclinohumite
fibreuse
■
Roche massive foliée
Crocidolite ?
■
Roche massive foliée
Roche massive
foliée, débit en
feuillet par endroit
Zone de cisaillement
Roche massive,
déformation ductile
Roche massive,
déformation ductile
Crocidolite ?
C7
Métagabbro
chloritisé
Amphibolite
C8
Amphibolite
■
C9
Serpentine
■
C10
Prasinite
■
C11
Prasinite
■
C12
Prasinite
■
C6
Remarque
Actinote
Trémolite
Actinote ?
Crocidolite ?
Crocidolite ?
Actinote ?
Tableau 13: tableau récapitulatif des résultats obtenus.
Explications
De toutes les serpentinites étudiées durant ce travail, aucune ne possède de chrysotile (seule
serpentine considérée comme amiante aux yeux de la loi).
Les échantillons C3, C4 et C5 proviennent de roche de même lithologie mais n’ayant pas subit les
mêmes déformations. L’échantillon C4 ne contient pas de serpentine mais a été prélevé au niveau
d’une veine de diopside et ne renseigne pas sur la roche encaissante de cette veine.
39
On note la présence de serpentine dans les échantillon C3 et C5. Pourtant, malgré les
caractéristiques tectoniques différentes pour ces deux échantillons (C3 provient d’une zone de
cisaillement tandis que C5 provient d’une zone à roche massive), on ne trouve que de l’antigorite
comme type de serpentine. Malgré la présence d’une zone de cisaillement pour l’échantillon C3 et
la composition chimique adéquate (puisque présence d’antigorite), il ne s’est pas développé de
serpentine fibreuse de type chrysotile. Ainsi, les zones de cisaillement dans les roches de type
« serpentine » ne sont pas forcement des zones à forte concentration d’amiante. Il serait néanmoins
intéressant de connaître le potentiel de dangerosité de l’antigorite et du diopside fibreux pour ce
genre d’échantillon même si d’un point de vu légal les roches dont ils proviennent sont considérées
comme inoffensives.
D'un point de vu technique, ces résultats montrent qu'il n'est pas systématique de rencontrer de
l'amiante lors d'excavation dans des serpentinites. Des études préalables détaillées sont donc
nécessaires afin de garantir la sécurité au meilleur coût.
Les échantillons C8 et C9 sont les seuls à posséder de façon certaines de l’amiante.
C8 possède de l’amiante sous forme de fins cristaux d’actinote aciculaires à fibreux, l’actinote
provient de la rétromorphose de pyroxène sodique donnant également de l’albite. Il est probable que
le développement de l’amiante dans ce cas soit lié à des microfratures syn-métamorphiques ou
englobées dans la matrice comme le type 2 de l’étude de Perello & Venturini (2004).
C9 a été prélevé dans une zone très accidentée correspondant à une zone de cisaillement ductile. La
proportion de trémolite fibreuse, et donc d’amiante, est très importante (40%) et est sans doute due
au cisaillement agissant dans cette zone. En effet, selon Perello & Venturini (2004) ce type de
minéralisation (type 3) se développerait sur une roche mantellique plus froide et donc plus rigide
qui aurait donc tendance à se fracturer sous la pression tectonique (au lieu d’une simple déformation
ductile). L’amiante cristalliserait donc dans ce contexte au niveau des surfaces de glissement
séparées par la fracturation avec un allongement parallèle à la direction du glissement.
Ainsi, lors d'études préalables, il semble possible d'isoler, dans un même contexte lithographique,
des zones possédant de très fortes concentrations d'amiante de roche saine. Lors d'excavation, une
partie seulement de ces roches seront traitées spécifiquement pour éviter toute intoxication.
Les échantillons C6, C7, C10, C11 et C12 proviennent de roches massives et possèdent tous des
amphiboles dont la nature exacte ne peut pas être établie avec les outils employés pour cette étude.
Il est à noter que les amphiboles observées dans les échantillons C10, C11 et C12 ne sont pas
fibreuses seulement aciculaires et il semblerait donc que ces roches ne possède à priori pas
d’amiante à proprement parler quelque soit la nature des amphiboles. Néanmoins, il a été montré
dans certaines études (Rochet, 2006) que le fait de travailler la roche, pouvait provoquer la
production de fibres dans certaines situations. Il est donc nécessaire lors de travaux sur ce type de
roches de surveiller en permanence la quantité de fibres émises dans l’air ambiant afin d’éviter tout
type danger.
Pour toutes ces roches, il serait très intéressant de calculer l’indice de relâchement (IR),
correspondant à la quantité d’amiante libérée par la roche lors de la fragmentation (cf. synthèse sur
la législation en annexe 2). Le fait que cet indice soit supérieur ou inférieur à 0.1 est en effet le
critère utilisé pour déterminer si la roche est ou non considérée comme dangereuse selon la loi. Cet
indice se calcule, après broyage/fragmentation, à l’aide de diffractomètre à rayons X ou par
microscopie électronique (SEM). Ces outils seraient d’ailleurs également utiles pour déterminer la
nature exacte des amphiboles des échantillons C6, C7, C10, C11 et C12.
40
CONCLUSION
Les observations microscopiques et les analyses Micro-Raman sur les échantillons des roches
mafiques et ultramafiques du Val de Suse ont permis de mettre en avant plusieurs aspects
intéressants quant aux développements de fortes concentrations d'amiante.
Tout d'abord, il n'y a étonnamment pas de serpentine amiantifère (chrysotile) dans les roches
étudiées malgré les variations de contexte structural. Ces résultats sont obtenus de façon solide
grâce à l'utilisation du Micro-Raman dans la détermination du type de serpentine présente.
On trouve de l'amiante sous forme d'amphiboles dans des amphibolites et peut-être aussi dans des
prasinites. Une analyse chimique permettrait de confirmer les suppositions obtenues par les
observations microscopiques. Des mesures d' Indice de relâchement (IR) permettrait de déterminer
la capacité des minéraux amiantifères à être libéré dans l'air, c'est-à dire de déterminer leur degré de
dangerosité.
Les échantillons C8 et C9 confirment clairement le lien entre zones à cisaillement ductile et fortes
concentrations d'amiante. Même si l'implication n'est pas nécessaire, il est judicieux de considérer
les zones fortement tectonisées comme des zones potentiellement à risque.
Ces résultats confirment l'importance de la réalisation d'études précises antérieures aux travaux de
construction.
Des études in situ en cours d'excavation peuvent être également proposées. Elles s'appuient sur le
repérage des variations de lithologie et de contexte tectonique grâce à des méthodes géophysiques
(Perello & Venturini). Ceci compléterait et améliorerait la précision des études préalables et
permettant d'anticiper au mieux les situations particulières.
41
BIBLIOGRAPHIE
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(Eds.), “Stress, Strain and Structure, a volume in honour of W.D. Means”.Jounal of Virtual
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Geologia Ambientale e Geoingegneria (IGAG-TO) al 31.05.2004. Consiglio Nazionale delle
Ricerche (Italia), 32pp.
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Perello, P., Locatelli, L., Jarre P. (2002)-Studio di fattibilità per la pista di freestyle, site de Saulze
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Perello, P & Venturini G. (2004)- Nodo urbano di Torino potenziamento linea Bussoleno-Torino e
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Perello, P & Venturini G. (2006)-scavo di gallerie in ammassi rocciosi contennenti minerali
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Rochet, C. (2004)-Roches et amiante, étude expérimentale sur leur potentiel d’émission de fibres.
Thèse de DEA, Univ. Lausanne, 178pp.
Carte géologique d'Italie au 1/100 000ème, Susa n°54, Oulx n°55. BRGM.
42
Annexe 1: Synthèse sur la législation italienne
Dans la législation italienne et européenne, sont considérés comme amiante les minéraux fibreux (l/d>3)
suivants :
• Pour les amphiboles:
-la Crocidolite (amiante bleu - Na2 (Mg,Fe)7 Si8O22(OH)2 - Variété fibreuse du minéral riebeckite n. CAS 12001-78-4);
-l'Amosite (amiante brune - (Mg,Fe)7Si8O22(OH)2 - Nom commercial du minéral grunerite (et
cummingtonite) - n. CAS 12172-73-5);
-l'Anthophyllite ((Mg,Fe)7Si8O22(OH)2 - n. CAS 77536-67-5);
-l'Actinolite (Ca2 (Mg,Fe)5Si8O22(OH)2 - n. CAS 77536-66-4);
-la Trémolite (Ca2 Mg5 Si8O22 (OH)2 - n. CAS 77536-68-6).
•
Pour les serpentines (silicate de magnésium):
-la Chrysotile (amiante blanche - Mg3 Si2O5 (OH)4 - n. CAS 12001-29-5).
Depuis 1996, de nombreux décrets se sont succédés pour interdire l’exploitation et l’utilisation des matériaux
contenant de l’amiante ainsi que pour réglementer l’emploi de ceux étant déjà sur le marché ou devant être
extraits pour des projets de construction.
DM Sanita 14.05.96 (ministère de la santé publique)
Repérage des roches contenant de l’amiante :
-par un contrôle initial de l’éventuelle présence d’amiante dans la roche réalisé selon un
échantillonnage représentatif de la zone étudiée avec une description du site d’un point de vue
géomorphologique, géologique et hydrologique, mise en place d’une carte géologique détaillée et de coupes
le long du front de taille. Première estimation de la quantité d’amiante et, si possible, description des filons.
-au cours de l’excavation, des contrôles pétrographiques, dont la fréquence varie selon la taille du
chantier, doivent être réalisés.
-contrôles par les organisations territoriales (MOCF/SEM).
Evaluation de la quantité de fibres d’amiante dans le matériel extrait :
-caractérisation pétrographique.
-évaluation de l’usure du matériau en fonction des manipulations effectuées lors de l’extraction.
A l’issu de ce travail, il doit être possible d’évaluer le risque causé par la manipulation de ces roches.
La réalisation d’au moins un échantillonnage pour chaque 1000m2 est nécessaire et, lorsqu’il y a présence
supposée d’amiante, d’au moins un échantillonnage pour chaque 100m2.
Ensuite, il faut déterminer du %poids d’amiante dans la roche et calcul de l’IR (la description des
manipulations à effectuer est donnée en annexe).
La roche est considérée comme dangereuse lorsque : IR>0,1.
DM Ambiente 25.10.99 (ministère de l’environnement)
Ce décret précise :
-les valeurs limites au delà desquelles un sol ou un aquifère est considéré comme contaminé par une
substance (chimique, organique ou autre…)
- les procédures de prélèvements et d’analyses à effectuer, les critères à respecter lors de la mise
place de plan de sécurisation, d’assainissement, de réhabilitation
-les procédures de recensement des sites (potentiellement) pollués et des réhabilitations déjà
effectuées
La concentration limite acceptable pour l’amiante (fibres libérées) dans un sol appartenant aux domaines
publique ou privé, donnée par ce décret, est de 1000 mg/kg. Cette valeur correspond aux limites de détection
des outils analytiques employés (DRX, IR, transformées de Fourier). Il est bon de noter ici que les risques
d’infection par l’amiante ne dépendent pas de la quantité de fibres respirées, en effet, une seule fibre peut
être à l’origine de la contamination. Ceci explique que la valeur limite de concentration acceptable
correspond au seuil de détection des outils analytique.
En ce qui concerne les aquifères, la limite reste à définir car la valeur de 7 millions de fibres par litre
proposée par l’ISS (Istituto Superiore di Sanità) est encore jugée trop élevée.
DM Ambiente 13.03.03
Ce décret donne les conditions d’admissibilité des déchets pollués dans les décharges en fonction des taux de
polluant qu’ils contiennent.
Pour l’amiante, deux types de roches sont différenciés :
-les roches dangereuses à placer dans des décharges particulières
-les roches non dangereuses.
Les conditions pour qu’une roche soit considérée comme non dangereuse sont les suivantes : %poids
d’amiante<=30, densité apparente (g/cm3) >2, densité relative>50, IR <0.6.
Au delà de ces valeurs, les roches devront être placées dans des cellules spéciales permettant d’éviter la
dispersion des fibres. Les mesures de dépôt de ces déchets sont également précisées dans ce décret.
DM Ambiente 29.07.04
Ce décret donne les modalités de gestion des déchets contenant de l’amiante et, selon le type de matériau
considéré et de son degré de contamination, il décrit les mesures de récupération et de traitement devant être
effectuées.
Les opérations de ramassage, de transport, de stockage, de traitement et de liquidation finale se déroulent
selon les règles stipulées dans le DL du 05.02.97 concernant les déchets polluants en général. Lors de dépôts
temporaires ou de stockage des déchets, les DCA (déchets contenant de l’amiante) ne devront pas être
mélangés aux autres types de déchets.
Les DCA, dont l’IR après traitement est encore supérieur ou égale à 0.6 sont envoyé dans des décharges pour
déchets toxiques. Les autres seront traités selon les conditions du décret législatif du 13.01.03 et du décret
ministériel du 13.03.03.
Les DCA dont la structure a été totalement modifiée et dont il a été démontré l’absence d’amiante pourront
être réutilisés comme matière première.
Les traitements des DCA se divisent en deux catégories :
-les traitements qui diminuent l’IR sans modifier la structure cristalline de l’amiante (la stabilisation
des DCA dans une matrice organique ou inorganique stable et non réactive)
-les traitements qui modifient totalement la structure cristalline de l’amiante et qui, de ce fait,
annulent le caractère toxique de ces roches, qui pourront ensuite être utilisées comme matière première
(modification chimique, modification mécanico-chimique, vitrification...).
Finalement, sont décrits précisément, en annexes, les méthodes de mesures de l’IR et de contrôle des
matériaux obtenus après traitement des DCA.
Annexe 2 : Spectre Raman d’un opaque
Intensité
Magnétite
Hématite
Signal obtenu pour un opaque de C3
0
200
400
600
800
1000
Déplacement Raman (*cm-1)
Spectroscopie Raman pour un opaque de C3: le signal est très faible et bruité, les pics obtenus semblent correspondre à ceux de la
magnétite et ceux de l’hématite (incertitude élevée).
Annexe 3 : Spectre Raman de l’antigorite
Antigorite
Chrysotile
Signal obtenu pour la
serpentine de C1
Raman shift (*cm-1)
Comparaison du spectre obtenu pour la serpentine de C1 avec les spectres de l’antigorite et de la chrysotile : présence du pic caractéristique de l’antigorite à environ 1045 cm-1.
Annexe 5: Description de certains minéraux
au microscope optique
Serpentine
LN : incolore et à faible relief, souvent fibreux
LP : teinte de premier ordre (gris, bleu), extinction droite et allongement positif (ce paramètre ainsi
que la taille des grains va permettre de différencier la serpentine de la chlorite).
En général, l’antigorite se présente en plage de cristaux ne présentant pas d’orientation particulière
tandis que les plages de chrysotile sont constituées de grands plus fins et tous orientés.
Chlorite
LN : grandes plages xénomorphes, incolores à vert clair, avec un pléochroisme variable (et de
fréquentes inclusions de Fe plus ou moins opaques)
Les grains, aussi visibles en LP, sont beaucoup plus fins que ceux de la serpentine.
LP : teinte de premier ordre (gris), extinction droite et souvent roulante, extinction droite, allongement
négatif (le plus courant dans les échantillons étudiés).
Deux cas particuliers :
-Chlorites riches en Fe –> polarisation anormale dans les bleus avec un allongement positif
-Chlorites riches en Mg –> polarisation anormale de teinte marron et allongement négatif (ce sont les
chlorites les plus courantes dans les serpentines).
Trémolite
LN : minéraux fibreux, incolores à verts
LP : Teintes de polarisation jaune, gris, bleu. Ces minéraux sont souvent maclés. Leur angle maximum
d’extinction est compris entre 2 et 20° environ.
Ces minéraux sont souvent contenus dans la matrice et associés à la serpentine et aux carbonates.
Attention : la trémolite peut être confondue avec le Talc et n'est pas toujours différentiable d'autres
amphiboles.
Talc
LN : minéraux fins en plage, habitus souvent en feuillet, incolores
LP : Teintes de polarisation d’ordre élevé présentant de nombreuses irisations, extinction droite et
allongement positif (par rapport à la trace de p (001))
Attention : le talc peut être confondu avec la trémolite, ou les carbonates lorsqu’ils apparaissent en très
petits cristaux.
Remarque :
Le talc possède un très grand champs de stabilité, il se trouve donc dans de nombreux type de
lithologie et renseigne peut sur les conditions de formation de la roche.
Le talc peut se former dans la serpentine lors d’un apport de silice (circulations de fluides). L’apport
de CO2 réagissant avec le magnésium de la serpentine pour former de la magnétite (MgCO3), va
permettre la libération de silice qui peut réagir à son tour avec de la serpentine et donner du talc.
Carbonates
LN : minéraux incolores à faiblement brunâtres, avec clivages nets et parfois un quadrillage
losangique bien visible
LP : Teintes de polarisation blanc grisâtre des ordres supérieurs avec des irisations multicolores et des
macles polysynthétiques très fréquentes.
Il est possible de différencier calcite et dolomite en LP : la calcite présente de plus grandes variations
de couleurs de biréfringence que la dolomite et cette dernière croit par stades successifs, ce qui donne
l’impression qu’elle possède une extinction roulante.
Annexe 6: Comparaison de spectre Raman des échantillons avec
ceux de la bibliothèque de référence
Comparaison du spectre obtenu pour les plages fibreuses de C1 avec celui du diopside (en bleu).
Comparaison du spectre obtenu pour les plages fibreuses de C1 avec celui de la trémolite (en vert).