MINISTÈRE DE DÉVELOPPEMENT INDUSTRIEL ET SCIENTIFIQUE BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES 74, rue de la Fédération, 75 Paris (15e) - Tél.: (1) 783.94.00 SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL B.P. 6009 - 45 Orléans (02) - Tél.: (38) 66.06.60 PRINCIPALES MATIÈRES PREMIÈRES UTILISÉES DANS L'INDUSTRIE CÉRAMIQUE Cours de perfectionnement pour íes techniciens et agents de maîtrise des industries céramiques c. JAVEY Département GÉOTECHNIQUE Service substances minérales utiles 71 SGN 028 BGA Orléans, décembre 1970 RESUME Ce cours pour maîtrise des a été contribuer industries Dans la de vue d'un à Dans d'exploitation ne s'adresse dans le l'aval, la à ne pas des cadre de à dans d'autres même oubliées. génétique l'Institut des de céramique techniciens différentes sont et et agents méthodes partie, et contient de disciplines y les à les étudiées aux ! étapes l'amont sont utilisées successives jusqu'à l'étude d'une détaillée employées. enfin, sont décrites les principales méthodes souterraine. que spécialistes aussi, premières réfxactaires) exposées et les matières gîtologique, documentaires leur formation Peut-6tro, les études ouvert cours de dégraissants, partie troisième ciel demande perfectionnement fondants, les la partie, deuxième depuis gisement Ce la à céramiques. minéralogique, Dans prospection, au première (matériaux plastiques, points átabli des notions mais peut assez simples intéresser les et élémentaires: techniciens du il 3RS-'. professionnelle. ingénieurs et géologues qui trouveront-ils un rappel notions de se sont spécialisés lointaines ou SOMMAIRE Pages 1ère 1 2 - - PARTIE : MATERIAUX MIWERALOGIE, ET CÛMVITïOhIS VE GISEMEWT, 1 PLASTIQUES 2 1.1. MINERAUX ARGILEUX 1.2. FORMATION DES 1.3. LOCALISATION DES MATERIAUX GENESE LOCALISATION 2 GISEMENTS D 'ARGILES GISEMENTS D'ARGILES FONDANTS 4 4 6 2. 1 . MINERALOGIE 6 2.2. GISEMENTS 6 3 - MATERIAUX DEGRAISSANTS 7 4 - MATERIAUX REFRACTAI RES. 8 2ëme 4.1. MINERAUX MAGNESIENS 8 4.2. SILICATE D'ALUMINE 9 PARTIE : PROSPECTION 1 - ETUDE 2 - RECONNAISSANCE 3 - PROSPECTION 10 DOCUMENTAIRE 11 GEOLOGIQUE PROPREMENT 3. 1 . METHODES 3.2. FORAGES MECANIQUES 4 - ETUDE 5 - CONCLUSION DITE GEOPHYSIQUES DETAILLEEDU SUR GISEMENT LE TERRAIN 12 13 13 15 18 20 Pages 3ëme 1 2 - - PARTIE : UETHOVES V'EKPLOUATION EXPLOITATION A CIEL OUVERT 22 1.1. DECOUVERTURE 1.2. EXTRACTION DES FORMATIONS 1.3. REPRISE EXPLOITATION - CHARGEMENT SOUTERRAINE 21 22 - UTILES 22 TRANSPORT 23 25 1ère MINERALOGIE, GENESE PARTIE ET CONVITWNS VE GISEMENT, LOCALISATION - Pour à des catégories 1 - MATERIAUX Ce des sont de deux pâtes, qui l'industrie peuvent céramique être - matériaux plastiques, - matériaux fondants, classées - matériaux dégraissants, - matériaux réfractaires. fait en appel quatre de vue à des sont Les les impuretés minéralogique, hydratés, calciques seulement et parfois même nous argiles 1.1.1. et argiles. qui argiles minéraux sont des argileux, roches associés diverses. ARGILEUX point constituantsdes les essentiels accessoires d'alumine légèrement dont ses variées essentiellement minéraux MINERAUX Du cates de très PLASTIQUES minéraux 1.1. confection premières : constituées à la matières 2 plus alcalins. intéressent, utilisées les ou minéraux moins Ils car sont ils couramment Grouge_de_la__kaolinite qui - la nite Ils et ne structure - plusieurs : et (Si ] la leur : sili¬ parfois groupes principaux céramique. '^'"^lo^^B ^°'^4^ ' '^^^'^'^h^ ; nacrite la des ferriques, : même diffèrent l'halloysite les l'industrie pure ont de en contiennent est dickite rares. classés comprend elle sont ou dans - la kaolinite qand argileux magnésiens de réseau CSi^] - Ces formule (Al minéraux que celle-ci la sont kaoli¬ que par la COH^}-^ HO . ; 3 D Elle renferme une molécule d'eau supplémentai¬ re. Ces feuillets dans le à cas minéraux deux de Ils proviennent profonde] des granitiques 1.1.2. appelées aussi donc les alumineux. feuillets Ils étant possèdent séparés par une structure des couches en d'eau l'halloysite. (d'origine roches sont couches, de de l'altération divers silicates météorique alumineux, mais en surtout hydrothermale particulier, les feldspaths acides. Grouge_des_micas quelquefois parmi bravaisltes. lequel on ne retiendra que les illites - calciques pourquoi de Ce sont et ferreux. on parle potassium. générale Ils peut et renferme associés illites. ont une : aux qui ^ les enfin, minéraux désigne les Ils surtout en feuillets ^ les les On les - 3 par couches 4 (0H]2- les plus parfois et la la c'est présence formule répandus dans la groupe et de la ferreux montmorillonite et qui sont souvent argileuses. du ainsi en est de nom du minéral argileux es¬ : kaolinites quement - le argiles type à K^ et variable, caractérisés magnésiens distingue - formule marins. mémoire, les potassiques une argileux roches généralement constitue. Al^ milieux alumineux, dans 0^^} minéraux pour est sont Al^ surtout précédents structurale structure CSl^ sont Citons alumino-magnésiens, formule des illites des On sentiel La caractérisent 1.1.3. qui minéraux s'écrire Les nature des 3 ou le argiles kaolin, kaolinite les illites, les montmorillonites kaolinitiques. argile Le constituée uni¬ j argiles illitiques (ou ; bentonites], argiles montmorillonitiques . Mais, d'un par ou mélange exemple 1 'illite de dans la nature, plusieurs kaolino-illitiques constitue Du point le de les minéraux ou minéral vue de lement lins. des Elles peuvent en les (25 Fe fine, inférieures généralement que vitreous). les surtout à 1 % La ce kaolinitiques, précédentes. d'augmenter On la les nécessité qui est mais et naturellement alcalino-terreux) rente. Ce sont le et plus moins plasticité grasantes, de de très utilise - être en de - varié, centage généralement d'illites. constituées d'argiles suivant que distingue : la mixtes, kaolinite impures, en mélange pâte, et pour la argiles renfermant avec le dans la essentiel^ peu d'alca¬ mixtes, Ce la grésés Leur argiles en rôle peu elles fondants coloration en des riches étant silice est plastique. doivent (alcalins étant indiffé¬ illito-kaolinitiques. produits de sont argiles renfermant sont plus seul des teneurs Ce kaolin. kaolin produits et (porcelaine, des nature. le renfermer pour blancs impose alumine plastiques, Argiles mais %) blanc riches argiles utilisées sont'des produits dans Argiles on diverses. cuire communes. ment 45 pour c'est-à-dire des Ce rare la préférence souvent souvent alors réfractaires, à colorations -Argiles faïence plus céramique, argiles alumine des le parlera illito-kaolinitiques, silico-alumineux. riches prendre On l'industrie réfractaires kaolinitiques, sont dominant. - fabrication argiles argileux. des le plus terre cuite de souvent et type un faïences extrême¬ fort pour¬ 4 1.2. FORMATION DES La genèse GISEMENTS des argiles - D'ARGILES fait appel à des processus variés et souvent complexes 1.2.1. nique de roches Certaines 1.2.2. l'action des de solutions de la roche formés des et nage à de constituent atmosphériques hydrothermales. mère et non libérés nature peut argileux par de On le y roche La et simple d'une des à ou c'est-à-dire, des sous l'action hérités argileux trans^ synthétisés produits conditions chimique sous argileux minéraux méca¬ exemple] . altération minéraux des nature des désagrégation marnes par météorique) trouver néoformés, mère la résidu associés l'altération. la de (schistes ou (altération transformés, des. minéraux la résultent préexistantes D'autres agents éléments dépend argiles argileuses argileux climatiques et à partir formés de drai-^ : L'altération résiduelles à mal alors drainé, bien base des roches d 'illite que la et de silico-alumineuses montmorillonite kaolinite prédominera en en donnera climat climat des argiles aride et milieu tropical et milieu drainé. Les argiles de roches carbonatées décalcification donnent, dans essentiellement les pays méditerranéens, kaolinitiques (argiles à des silex du B.P.). 1.2.3. des temps les eaux Ces dépôts par précipitation courantes taires argiles de de ont et les chimique sédimentation Enfin, des encore se au de diagenèse déposés). leur Il 1.3. s'agit des les sur minéraux des rivières. Il sont fond des formées au cours transportées lacs et des par mers. détritiques. argileux éléments se reprises, le sêdimentaires partir dans Kaolins certaines acides. Deux transformations produire peuvent dissous s'agit : prendre apportés alors naissance dans d'argiles les sêdimen¬ Les types de une épaisseur des en roche proviennent feldspaths gisements gisements parfois néoformations au dépôt des de des minéraux sédiments, sédiments nouvellement D'ARGILES kaolins conditions, des diagenèse. GISEMENTS sur de et postérieurement (transformation argiles LOCALISATION DES 1.3.1. place, les qui différentes s'accumuler argiles à résiduelle à néoformation. 1.2.5. nitiques venues par peuvent tion, érodées Quelquefois, argileux cours d'origine été sont constituent 1.2.4. bassins Les géologiques se "in essentiellement contenus rencontrent situ" considérable. La : la dans de l'altéra¬ roches gra¬ : roche masse les est altérée altérée est sur friable - bien que doit être ration moins la structure séparé soit 25 % il de fraction De tels Central sières (Allier), dans ; le la roche restedes rentable, Massif surtout du de originelle minéraux faut qu'on kaolinique gisements existent Haute-Rivoire (Côtes-du-Nord) , extraire : à sont (Indre), (Rhône), Armoricain Séverac, et encore constituent puisse inférieure Mouhet-Lourdoueix Massif qui soit 40 la de exploités Pour roche kaolin que altérée en France dans (Haute-Vienne), Douévas-Larnage Chateaubriant roche. la Le l'opé¬ au microns. St-Yrieix Berrien conservée. 5 (Drôme) j aussi (Finistère), vQuessoy, (Loire-Atlantique), le Echas- et Plémet Ploemeur (Morbihan). kaolinisées ont été érodées. transportés par les eaux viátiles, lacustres Quelquefois, turelle, reté : ce dans (quartz, en Livry, au cours le Eyzies Argiles de dépôt l'ensemble du (Nièvre), kaolins va sinantes et un s'accumuler pour donc en des taires de caractère du (Trias ment par presque séries par marin Les apportent argileux exemple) . au sein les d'origine montmorillonite les plus Les gisements et communes sêdimentaires. sont ou et les donc dire du dépôts les bassins Ils minéraux argiles se de tels des ou ; argiles tout à une est gise¬ (Indre), est soumis à fait les érosion entraînée et lagunaires suivant dans des des la avoi¬ nature Charentes. des les zones séries dolomies, outre, le se peut de du milieu sêdimen¬ gypse, de sédi¬ former- directe¬ les où rencontrer elles forment dans des exemple) . constituent lorsque sédimentation phylliteux nombreux De est également par trouve kaoliniques. qu'on renferment d'alluvions extrêmement le na¬ pu¬ détritiques dans sêdimentaires Lias Ces cosmopolite. d'autres C'est sont Bassin avec en grande (Drôme). prolongement argiles précédents. apparaissent variables le peuvent Ce lacustres rencontrent géologiques on minéraux kaolinite Provins, dans les d'une formation flu¬ lévigation Beauregard altéré La caractérisent (marnes mixtes. vallées de qualités se elles chimiques. une kaoliniques. Elles association Elles épaisses mode balayés, bassins massifs souvent, réfractaires. de été des Tournon-St-Martin Barbières, anciens, duquel formations argiles de plus cuvettes Bassin en des subi d'autres sables ancien de Elles lagunaire, très dans des leur rechercher illitiques. les parfois : môles de le avec exemple). gisements des précipitations toutes Mais, massif calmes a roches. granitiques ont dans voisinage Central. à et par impuretés convient Argiles eaux des bordure qu'il sel les donner drainage, mentation, au déposés sêdimentaires. lorsqu'un soulèvement dans l'importance C'est des sêdimentaires à sont kaolinitiques-Argiles celui les kaolins-sédimentaires Hostun, comparable (due de : constitutifs transport, formant détritique intense son Massif d'origine séries se sêdimentaires généralement à et (Dordogne). bordure Fleury sêdimentaires éléments fluvio-lacustres, gisements etc.) Leurs courantes permis Les existent Decize, a les micas ou kaolin, qui Neuvlc, associé ments le Gisements à la fois (micas). des les kaolinite, Les sont dans domaine le illite, argiles quaternaires tout rivières matériaux de ce des marines type. terrains B MATERIAUX Ce FONDANTS sont des rôle est d'allonger sant son point de le matériaux ayant palier vitrification de vitrification L'industrie n'insisterons - que sur sans céramique le fondant un point abaisser de de son utilise des le employé plus fusion la point fondants et assez pâte de de le bas.. Leur céramique en abais¬ fusion. nature plus variée. recherché Nous : le feldspath. 2. 1. MINERALOGIE Les terreux trois feldspaths comprenant composants gulaire et qui de bien sont sont des nombreuses définis, alumino-silicates variétés. Tout constituant les alcalins feldspath pôles ou est d'un alcalino- constitué diagramme par trian¬ : l 'orthose (Si.ADD^K do l'albite (Si-Al)O-Na o l'anorthite (Si à L'industrie orthose, micrccline large 200-1 En (1 fait, : céramique (Si 400°). ADO Mais K dans la nature, ou sodo-potassiques on a (Si et A1)0 un Na toujours plus les feldspaths palier peut être affaire rarement de aux à potassiques viscosité également des assez utilisée. feldspaths espèces potas- pures. GISEMENTS Le feldspath est un des et cristallophylliennes. cristaux de dimensions la roche (quartz, un traitement suffisante certaines dimension. minéraux modestes, micas, délicat pour en roches sont et très envisager éruptives, constituées Certaines produit de Elles encaissées dans On se sentiellement dans onéreux milieu Son des la mise au stade que les bien sont ces au granites, riches roches qui des le autres en roches en constituants nécessite point n'est alcalins et cris¬ rencontre industriel. individualisés particulièrement on extraction dont telles Ce temps, et feldspath pas encore Cependant, souvent fournissent de alors et les pegma¬ de grande pauvres l'essentiel en du France. séries trouve granitiques au essentiels du l'application présentent les plupart noyé cristaux sont en constituants La ferromagnésiens) . ferromagnésiens. feldspath régions surtout possèdent presque tallines tites qui l'albite sico-sodiques 2.2. recherche O des mais, le en filons ou en amas d'extension variable, cristallophylliennes. granites alcalins actuellement, Massif Central et et les dans des pegmatites exploi-tations les Pyrénées. dans sont toutes localisées les es¬ B Les Louhossoa feldspaths Salvezines (Aude) qui prédominent des sables Dans Autres sodiques (Basses-Pyrénées), ; dans le notamment le Massif kaoliniques sont Massif dans la et Central, Lozère, Central, à cristallin sodiques fondant est et de de Elles sont est limité est le carbonate sur des à à ^^ néphéline minéraux supérieur emploi de surfaces dans notre plus du exploitées de tonite, silicate pas au certaines qu'on de feldspaths l'Ardèche, Larnage en Pyrénées : (Drôme), potassiques la Creuse etc. on exploite feldspath. sont calcium Elles enfin roches micacés depuis et quelques teneur calcite et de seront pour gisement calcium contact laves puisse gisement ou des de de profondeur, feldspaths ferrugineux. composées potassiques Leur pouvoir feldspath. leur considérables important morphiques, de et les en Le minéral CaCO aucun années minéraux . Les problème au Canada, mais leur ferromagnésiens. essentiel roches de ces calcaires roches affleurent d'approvisionnement ne se pays. Citons et les (feldspathoïde) , accessoires celui cause Dolomies. pour sont riches GrËigiJ5aJjiai_r.è.s_9urSi_marbre. le ce dans (Pyrénées-Orientales), fondants magma pose surtout l'Aveyron, Douevas particulièrement §yiDií§§_DÍ9!l!ÉiiDigy§E" d'un abondants St-Paul-de-Fenouillet bis- en des étudiées mémoire se (SiO CaO) roches volcaniques. envisager exploitable en : trouve le à avec talc, présent France. dans les réfractaires. dans ou des dans est de magnésie Pyrénées, parfois concentration l'exploitation matériaux hydrosilicate Luzenac éruptives, Sa les les de rarement On dont wollas- calcaires débris industrielle. la méta¬ projections suffisante n'en connaît 3 - MATERIAUX DEGRAISSANTS Ce un sont coefficient nients de des occasionnés un squelette le retrait. ou quartz à la Les matériaux retrait par très une pâte, trouve plasticité augmentent principaux qu'on des roches périodes la les plus connus dans la région dans le Nord Martigues). les ou sables des Ils étant les (Haumont), Dans à un au de au de par grès un autour en occupant tous en filons des les riches grains vides Comme les très et pegmatites, du qui, les crayeuses lorsqu'ils eaux de on les On sur calcinés à grégation d'employer de galets concentrés et donnent également purs, démantèle¬ qui lors des affleurent également (Jassis, utilise également des sables kaoliniques des sables quartzeux cuisson dégraissant cuite et l'origine de quartz on quartz au les résistance milieu les et se La affaire "nourris" silice a accrue, des massifs silex présente roches : des du terrains anciens le de Les gisements mer siliceux et opération les cristal¬ ces ; quantité des de fines silex par exploitables. qu'on galets rendue filons encaissants. démantèlement des silex quelquefois séries quartz, particules ensuite, été progressivement des galets avait ont imprégnaient. consti¬ aisée trouve en siliceux par la sont désa¬ (étonnement) . fréquemment broyée chamotte pâte. compactes débarrassés broyés la le la localement les les roches grande et la SiO sêdimentaires, une 1350-14D0°C, comme du siliceuses libéré Pays-de-Caux. à a qu'à s'est : siliceux Parisien, des dans dans du due silice : issus on diminuent ; de arêtes rencontre Bassin qui filonien et sont grains taille plages argile position été utilise les Un qu'une ont du ruissellement, quantité et ; admet les encaissés des ce sont initial dureté forment ce On que la sable la : silice quartz de - formations en dont variables raison bien et : siliceux jointifs. - En quartzeux ciment quartzeux, dimensions lophylliennes. la de Carpentras, traitement fournissent exploités Marcheprime) , du quartzites quartz solutions cristallisé de très sont ont inconvé¬ : consolidés des cours Ils de formations (régions récupérés détritique affleurent le Sud-Est par détritiques les séchage aspects sêdimentaires gisements siliceux cristaux contact des au constitués les pulvérisés, pallier argiles. différents dans (Lavardac, été sable sont sous Sud-Ouest - tuées aident le pegmatites ont des Fontainebleau, Nemours, de excessive fréquents dans est porosité, roches de convenablement rôle quartzeux des sables à - qui et sont d'Etampes nature sables cristallines d'érosion. la qui, Leur dégraissants dans ment inertes faible. utilisé est à une granulométrie l'une des argiles la chamotte déterminée. figurant par qui Il ailleurs n'est est autre possible dans la com¬ 4 - MATERIAUX REFRACTAIRES La lement très 4.1. gamme MINERAUX 4.1.1. mite les des teneurs est le libre, des sociées mies ont carbonate fer dolomies ont pu dépôts un lagunaires à la grain finit s'agit De ce sont ou La dolomie, 4.1.2. C'est par % en : est éga¬ CaMg(CO MgCO appelées plus deux . La des )2, dolo¬ dolomies. souvent à de anhydrite, tels Mais impuretés de toute irrêguliers, toucher sont calcaires la se roche tant en et Ces rares ; au contact : c'est en volume, rugueux, à qui qu'en sont structure le milieu considérables. précédentes as¬ dolo¬ substitue magnésiens masses aux gemme). : primaires épaisses dolomite d'accidents des dolomites sel roches La différents peu gisements envahir donc processus directes opposition compactes, Ces pri¬ grenue, avoir à vers haute 900-1 000°C, température, devient mais qui un excellent s'altère au atmosphérique. sont assez des Elles largement niveaux sont dans le répandues stratigraphiques, exploitées surtout, Midi-Pyrénées, en en France. depuis dans le le Nord, Provence-Côte Elles se ren¬ Primaire, le Pas-de- d'Azur. La_giober ti te_ou_magnésit e le carbonate trois origines - de magnésium MgCO : (47,6 % de MgO). La giober¬ : altération de certains silicates magnésiens (divine, au de ; - lutions De sont décarbonatée plupart Languedoc, serpentine) magnésium généralement constituer par frittable dolomies la Tertiaire. peut céramique vacuolaire. Les le parfois, roches l'humidité dans gisements secondaires réfractaire, de les peuvent des 45,65 métasomatique. Il Ce de et le transformation voie et microgrenue tite par par sont fin. calcite dites Calais, très dolomitisation. fait, et roches selon (gypse, de sont Jusqu'au former couches dolomies contrent se précipitations ils contact certaines renferment Les mais matériau de et CaCO par qualité, maires. en etc.). magnésiennes, progressivement calcaire. utilisés calcium en - généralement phénomène % lagunaires. d'autres solutions de 54,35 pures - de double de essentiel rarement silice, dépôts à un théoriques sont Les dans réfractaires MAGNESIENS constituant dolomies (CaCO matériaux La_dolomit e C'est avec des étendue. magnésiennes (comme - sédimentaire. substitution, dans -les pour la dolomite) précipitation calcaires, contact so¬ ; directe dans les lagunes : giobertite En céramique, tique, c'est-à-dire et que la la forme magnésie Dans tation dans en les utilise obtenue à mort, giobertite France bien à à que la giobertite degré des tel capacités des réfractaires, température un des et minéral indices dans forme subsiste rare calcinée 2 à d'absorption la giobertite supérieure aient les sous qu'il une est Basses-Pyrénées, un montre l'industrie calcinée La on calcinée et on été ne à 1 10 % caus de CO 2' et d'activité. est utilisée sous 500°. connaît découverts aucune assez Pyrénées-Orientales, au exploi¬ récemment Sud-Est de Céret. 4.2. SILICATES Ce D'ALUMINE sont les minéraux sillimanite, 1 'andalousite, même : formule transformer SiO par ( ) La A1 . Ils calcination substance volume. Toutefois, la sillimanite et sans calcination ques alumineuses Les Il dans existe en silicates et d'alumine trielle. soit la sillimanite Ces propriété haute mullite est qui trois comprend minéraux caractéristique température se fait avec pratiquement si bien que en donner, France, types en : la ont la de se mullite une. certaine négligeable ces minéraux ne gisements de roches en augmentation ce qui peuvent concerne être utilisés le et dans les roches associés à exploitables massives, peuvent cas cas du la roche kaolin sont industriel¬ mère a des gisements "in des gisements sêdimentaires et pas pu être profondé¬ : - qu'on celles-ci traitées - érosion minéraux. : lorque être métamorphi¬ d'autres ; d'autres dans connaît pour gneiss) d'alumine dans après suffisante de économiques comme dn rencontrent gisements silicates conditions se micaschistes, plusieurs d'alumine) En à la cyanite. réfractaire. d'alumine (schistes, riches altérée en de ou préalable. ment prolongée l'andalousite, silicates des groupe présentent celle-ci - lement du disthène hautement transformation de suffisamment le situ", (sables riches transport. de gisement puisse' en dont envisager la teneur en silicate l'exploitation indus¬ 10 2èffle PARTIE PROSPECTION .11 Quelle que soit s'effectue étant 1 - de toujours cerner ETUDE le la Elle suivants problème de ches consiste acquises existent), d'ensemble qui dans et le parfois, - prospection - étude à faire la sous-sol des de végétation de spécialisés, être exploités le but la de prospection chacune d'elles : géologique proprement du sur le terrain, dite, gisement. recensement et régionale. 1/50 000 Toutes Cette la ces mieux, évidence au la à la synthèse Les de toutes les documents consultés sont le données première mettant en celles-ci, on pourra, dès les 000 1/50 000 si d'affleurements des cou¬ 1/BO limites de technique la (ou déterminer qualité et la des aériennes à leur notice matériaux qui exploitations données architecture explicative ; permettent anciennes ou de préciser actuelles, bibliographiques : thèses, diplômes, ; BRGM titre mesure en sur à ; les au 1/25 les spécialiste légende notes, etc. ultérieurs critères géologiques photographies etc. déclarés dans en localiser galeries ou, le géologie ; - des près détaillée renseignements zones tion rechercher, documentaire, cartes mettent relief, puits, plus étude permettent du articles en reconnaissance sur modelé les plus à successives, - le matériau : géologiques donnent du phase - elles nature plusieurs DOCUMENTAIRE connaissances les en où dispose du code ils sont ne en outre minier ; des ces coupes de forages, renseignements sont pas confidentiels. reportées sur une carte peuvent topographique à 000. phase de évidence ce dégrossissage les stade, géographiques et zones permet d'orienter géologiquement procéder à économiques des une sélection : - accessibilité - lieu - emplois envisagés, - tonnage approximatif d'utilisation première carrières, des matériaux, des les favorables. besoins. travaux Parmi en fonc¬ 12 2 - RECONNAISSANCE Le préciser fectue les avec marteaux, géologue données le en ou des il faut avec les Le cours, trous va léger consiste carrières dans la variations de à la mesure renseignements la - la faciès qui une : tarière a sur cartes, à Il le terrain reconnaissance main, étudier tarière. à du - - les contrôler C'est abandonnées. - tous TERRAIN classique éventuellement travail LE maintenant superficiels noter, SUR précédentes. matériel pelles, échantillons. tions GEOLOGIQUE tous réactifs les être complété Pour chaque de nature et l'épaisseur éventuelles, la profondeur qui s'ef¬ par sacs' à exploita¬ des. grattages point d'observation, : l'épaisseur permettent possible, boussole, chimiques, peut et et si surface affleurements, nature nature et, photographies, main. possible la de latérales l'épaisseur et la d'établir la découverte, de la ou ou verticales, des nature des du des couches intercalations substratum... coupes utiles stériles, enfin, stratigraphiques détaillées. Des laboratoire à A premiers plus échantillons des analyses l'issue essais, le intéressants, de représentatifs et cette géologue mais qui essais sont reconnaissance sélectionne peUvent prélevés pour être soumis en d'identification. être les et compte secteurs encore très tenu qui des lui vastes. résultats paraissent des les - 3 - PROSPECTION PROPREMENT Dans maintenant fisantes et, à donc la de de tégories à voir" moyens de au prospecter qui se s. str. de préciser sont les Pour phase précédente, contenir la nature généralement sous la qui la de formations passe d'investigation terme susceptibles ceux-ci, masquent ce prospection METHODES La des à peuvent bien, il faut réserves suf¬ matériaux. couvertes utiles par des forma¬ sous-jacentes. . Il ces .formations mener des on : c'est dispose être classés en le d'un deux faut but de certain grandes ca¬ du - procédés indirects : ce sont les méthodes géophysiques, - procédés directs : ce sont les sondages mécaniques. GEOPHYSIQUES géophysique anomalies qui appliquée existent dans la recherche des substances répartition des directes consistent utiles propriétés en étudiant physiques à la globe. Certaines deurs à qui choisis panneaux : 3. 1. surface des surfaces "chercher nombre les secteurs superficielles phase DITE l'intérieur Les tions les délimiter 13 existant - méthodes réellement sont dans gravimétrique la -> nature et à mesurer des gran¬ : pesanteur - électrique - mesure des courants telluriques - magnétique -> champ - radioactive -> radioactivité - géothermique -> variations D'autres physiques de sont Elle grande la créées au et de 9 dans consistent moment même où - méthodes électriques, - méthodes sismiques. méthodes utiles et qui plus sont l'écorce à cn utilisées mesurer veut dans particulièrement les les la terrestre. des grandeurs utiliser recherche méthodes de : gise¬ électriques. P£2ËEê£Îi°îi_llê£ËEiuHË est variable, à ces substances 3.1.1. ionique indirectes, artificielles, Ce ments sont magnétique basée sur le c'est-à-dire, propagation des fait que qu'elles courants les roches présentent électriques. ont une conductibilité une résistance plus Cette résistance des par unité de volume s'appelle résistivité et s'exprime en ohms/m/m^ ou moins roches (ohms/m^). 14 Dispositif injecter A et B, autres un courant fichées dans électrodes La M (quadripole) d'intensité donnée le sol mesurer et N et à placées résistivité^ par entre est la A donnée : le principe l'intermédiaire différence et par de de consiste deux - a électrodes potentiel entre deux B. la formule 1 I 11 11 MA MB^ En trodes A fixe au 0 et général B d'une point La voudrait la terrains, forme et plupart mais des distance une du et les deux lise ce A et qu'on B. La appelle fait ou dans tivité des séries deux qui vestigation. 4 longueurs fondeurs rains On de Il les résistantes et ou 2 3 B. M et pas comme élec¬ point lors de N A et restant On adopte une suivant en homogènes résistivité outre, est sensiblement fixes, on longueur des (quadrillage). de effectuer des différentes, et différentes. de C'est de réelle fonction égale le des de la au quart de le progressivement ligne également A.B parallèles procédé pour une traînés de obtenir Ce écarte augmente lignes résistivité une supprime et de résis¬ profondeur avec profils à réa¬ direction traînés résistivité des on déterminée dans certaine ainsi procédé des et les des l'influence d'in¬ 2, 3 ou pro¬ des ter¬ l'interprétation. obtenus joindre sont les synthétisés points d'équirésistivité. à Celles-ci apparente peu faire les Une 2 mesures équipe km de forme de cartes apparente délimitent des de égale, surfaces ré¬ pour équi- différentes. sont : simples composée profil sous résistivité Br9S9ection_électrigue léger. peut la procéder sondage résistivité matériel de mesures résultats aides) sont pas qui, est - qu'un apparente électrodes Avantages_de_la tent ne n'est d'investigation AB suffit terrains mesure d'investigation aussi ligne à les d'un quadripole. profils peut courbes ou lequel equidistantes électrique. d'investigation Les obtenir de des superficiels sistivité. dans sont un directions donne symétrique part, profondeur 3.1.1.2. on dispositif d'autre les qu'on façons 3.1.1.1. électrodes un N temps du profondeur a et résistivité séparant y M ce dimensions Il utilise mesure. théorie La la de on part, 'na NB^ par de et rapides et ne hommes (1 opérateur 3 ou 4 jour en moyenne ; nécessi¬ - surfaces elle elle - en permet d'étendre à avec une une étude - en l'épaisseur des mettant précision meilleure nécessaires permettant terrains en évidence satisfaisante, volumétrique elle limite le qualité licate se prospection implantation - méthode la est et des matériaux demande de la l'allure géométrie réserves nombre leur est la des à de grandes des substratum, gisement et ; sondages judicieuse d'autant du du mécaniques ; plus intéressante que grande. Inconyénients_de_la_grosgection la la ; donne, conduit - 15 méthode électrigue - cette ne - l'interprétation donne : aucun renseignement sur ; part du des géophysicien mesures beaucoup est parfois d'expérience très et de dé¬ fines¬ ; pour les deux raisons mécaniques - qui sont nécessaires, se passerdes sondages prélever échantillons, siques des et permettre leur mais tous les cas, gisements cependant, d'argiles, de également interprétation la elle pour sables, ou de de les n'est résultats roches elle ne seulement peut pour mesures géophy¬ ; électrique bons non étalonner géologique prospection donne précédentes, dans altérées pas la valable dans recherche (roches de kaolinisées par exemple) . 3.1.2. P^osEêÇ t ion_sismigue Elle de choc dans à la recherche Une gisements ondes soi des et est peu sont de variante Mais la vitesses profondeur 3.2. traversés, permet de de choc mesures sont d'un se marteau souvent différents V ce V < ) des rarement ondes utilisé ou au la reconnaissance sismique d'une dame voisinage par de des de explosion). qui la Les frappe le surface, interférences avec variées qui sismiques terrains n'est pas ne sont utilisables superposés toujours le que croissent si avec cas. MECANIQUES de toute évidence, renseignements, mais pour (7^ brouillées méthodes < propagation interprêter. des (V. choc faisant de coûteux, utiles. quelquefois ces également recueillir. nécessite un grand ment. si le Or, le vitesses procédé sismique part, FORAGES maximum par un substances utilisée la des C'est respectives C'est, le mesure de c'est les à D'autre les est : sensibles, difficiles la roches. gisements provoquées appareils sur des profonds violemment. sont basée l'intérieur Mais nombre prix de sur le de non la le nature caractère forages revient procédé seulement des de sur la en grâce des point aux donné, exacte mécaniques aveo précision varie des donne terrains échantillons renseignements reconnaître forages un succession ceux-ci, ponctuel pour qui, suivant qu'il fournis, un gise¬ la nature -r des terrains deur. le C'est nombre et la technique pourquoi, au maximum dans et utilisée, la il phase importe il de augmente rapidement avec la s. str., faut en limiter alors judicieusement implan¬ vaste et prospection qu'ils soient 16 il - profon¬ tés. La rière à main, tilisation la gamme de profondeur nir pour les des engins aux sondeuses tel ou du tel rotatives procédé gisement et de la BENOTO ces rapidement des des ou rer l'intégralité de thodes ger sont des recueillir des le Nous de des de de sondages la favorable sont la effectués. lir les première sants de ta¬ L'u¬ terrains, obte¬ ici afin Pour Ils pour la elles perte et sur la des on dont à rendre profonds, de on sur pourra les on peut tranchées ou de de le récupé¬ d'autre cas, mé¬ envisa¬ galeries). prospecteur pour délimiter des étendues l'identification des matériaux compte combine desquels dispose s'agit ensuite se de part prévisions certains que meubles, peu fractions, partir des tels d'effectuer si l'emploi le de gisement la paraît géophysique élec¬ : dans un premier de une des Parallèlement Au lâche mesures de ces laquelle quelques la sondages longueur de de résistivités. de façon quelques les terme sur profils maille d'étalonner temps, déterminer avec résistivité à (Dans moyens choisie. de engins d'une certaines faire qu'il permettent échantillons. de creusement réalisation permettent permettent, volumineux réalisés premiers des capables gisements les de sont formations le cela, classiques, les surface carte s'attarder les ensuite Ils de à sondages apparaît le on ou Ces couvrir et peut la les de AB der¬ mécaniques géophysiques travaux, élec¬ ligne tota¬ sont recueil¬ dresser secteurs une intéres¬ J géophysique sondages dresser de utile rentables. mécaniques réalisés. campagne ques des souhaite dans sans procéder - une qu'on simple continu. nature Pour Rappelons - de la mètres. car puits, zones, valable. sont lité la diamètre 10 d'examiner et ces triques niers de carottage d'après mécaniques, grand plus recherches. économiquement plus à va représentativité sondeuses expérimentaux les venons homogènes et de pas échantillons fonçage de l'intérieur des pelles dépassant des les trique côté traitements également n'est matériaux d'exploitation terrain perfectionnées déterminée degré avantageuses, poursuivre à qu'à excavations techniques effectuer Il certaines profondeurs ces part, très procédés. Signalons jusqu'à le est est échantillons. cription benne utilisés carte une mécaniques carte isopaque mécaniques . sont Au de ces secteurs à supplémentaires. résistivité précise - les intéressants, maille Les du serrée, résultats gisement et on réalise contrôlée obtenus une ensuite par quel¬ permettent première de ébauche ; étudiés terme de générales La à tirer au enfin, laboratoire cette d'indications conclusion sur complémentaire phase de quantitatives peut revêtir échantillons récoltés dans les sondages . prospection, et trois le qualitatives formes : prospecteur sur la dispose valeur du gisement. 17 évolution bilité. sion possible, C'est pour la à le 1) le 2) compte gisement l'exploitant poursuite rentable financièrement. timation de paramètres aboutir rentabilité à la tenu des d'évaluer de ces conditions être alors conclusions, qu'en risques et et limite de ; de de prendre leur renta¬ une déci¬ ; du il dans valable économiques exploité les l'étude l'exploitation économiquement gisement faut lequel se découvert livrer entrent en à n'est un calcul jeu, de pas d'es¬ nombreux : stériles couche paraît pourra d'exploitation - des ne éventuelle 3) Pour gisement varie utile suivant coefficient leur nature, de recouvrement l'épaisseur et ; - achat des terrains - équipement du - transports etc. ; chantier ; : la l'épaisseur valeur limite économique de 18 4 - ETUDE DETAILLEE Si profondie et nécessaire au mieux Pour convient GISEMENT l'exploitation est valoriser DU les dresser d'étudier - au été jugée conduire matériaux un bilan plus les a pour près exact les variations . présence valeur la . variations . volume total des une étude minimum ap¬ d'aléas, la nature proportion paramètres variations du gisement, gisement : morts-terrains ; intercalés des à enlever couches dans il la qualité des des de nappe bruts : minéralogiques, impuretés la ; j matériaux hydrologiques niveau ; exploitables exploitables pétrographiques, ; les du stériles des matériaux chimiques et de du : des d'épaisseur total économique morts-terrains caractéristiques . le ; définissant éventuellement saine, géométrie d'épaisseur utile volume . - la éventuelle . paramètres avec paramètres définissant . . de plusieurs paramètres travaux extraits. formation - financièrement les etc. j : et sens d'écoule¬ ment. L'étude que de la la géophysique recherche, Pour sondages des sont plus en laboratoire tériaux ou au n'est capable se a pas recours faire implantés serrée hétérogénéités du on renseignements tant détaillée une dans ces le idée par contraire, de la plus à les cartes de présenteront possible maille anomalies mettent en la évidence les du dans ce précis stade La gisement, les en compte tenant maille sera traduisant méthodique régularité à très mécaniques. régulière résistivité. des résultats pourquoi, sondages L'échantillonnage vérifier des C'est aux exacte réseau gisement. fournir d'apporter. un cartes permettent doit essentiellement suivant fournis que gisement la et les qualité d'au¬ des essais des ma¬ hétérogénéités. Présentât ion_des_ résultats Les des (1/5 plus 000 résultats pratiques ou plus) peuvent consiste comprenant - en être un jeu présentés de de superposables cartes différentes façons. à grande L'une échelle : une carte courbes ; topographique de la surface du sol, en 19 une carte utile, une Par soustraction La immédiatement, de découverte A la partir Les bloc et diagramme les zones qualité de à et la plan plus Le du tions éventuellement Enfin, voulues. il du substratumi formation alors dessiner en de la découverte - une carte des isopaques de la formation de ces deux point, éléments, cette où il étude seront Il permet, coefficient est alors de aisé par ; utile. exemple, de dé¬ recouvrement. de calculer les volumes utile. peuvent délimités chacune diagramme gisement. dernières le courbes, : isopaques contenant homogènes la des d'extraction les de carte de bloc peut toit une formation gisement riaux normes ces de homogènes volume. un de topographique on du ; - chaque résultats du l'exploitation dresser et en courbes carte graphique superposition duire topographique en un aidera le de aussi bancs matériau servira sélectif être les de connu guide carrier façon à à à rassemblés mettre en dans un stérile du point de vue pendant toute la durée choisir une obtenir méthode des lots caractéristiques des de et maté¬ possibles. permettra de nécessaires prévoir pour les amener la qualité des installa¬ matériaux dans les - 5 - CONCLUSION Nous préparent ma à général la qu'il exemple, à faire appel roches miniers : obliques en qu'il des de dans ne la à fois, arriver la il les ne (quartz, de de la prospection Mais c'est un qui sché¬ particulier. terme sur suivante du des le deux premières terrain), devienne on phases dispose inutile. On passera gisement. sera pas alors conditions méthodes cas qu'au phase étapes exploitable. géologique contenter des galeries chaque détaillée cas, se différentes gisement possible des de gisement particulières. pegmatite) C'est etc., ainsi ou les méthodes mécaniques. seront nécessitera reconnaissance d'employer sondages telles, que souvent des la qu'il fau¬ reconnaissan¬ des forages travaux mécaniques horizontaux. Il tables que filon puits, ou pour faudra à peut l'étude D'autres de d'adapter il certains Il les d'un reconnaissance suffisants Dans ce évidence convient directement géophysiques. d'exposer en documentaire, d'éléments alors venons mise Par (étude dra 20 faut faut les pas signaler conditions négliger. technique, enfin, que certains actuelles, Il l'intérêt est de fort ces gisements, représentent possible gisements des que, reconnus réserves grâce s'af-firme un aux inexploi¬ potentielles progrès jour ou rapi¬ l'autre. 21 3ème METHODES PARTIE P' EXPLOITATION - - En qui fonction recouvrent d'exploitation de l'épaisseur généralement les peuvent envisagés être - Pour n'ayant pas, part la des à qualité - des encore en 1.1. une et CIEL à de sont formations exploiter, stériles deux types ouvert, souterraine, comme matériaux : en à ciel lorsqu'il c'est céramique. le recouvre¬ permette les dans (sables ouvert le est s'agit de le pour oas Cependant France, localisées Nièvre lorsque important. valeur en rentables la des veut l'exploitation grande certains dans ciel notamment utilisées activité réfractaires) trop raisons, conditions EXPLOITATION A il leur pré¬ matériaux la arrive plu¬ que exploitation seules Bassin en exploitations de Provins kaolinitiques). OUVERT DECOUVERTURE Avant les brut, premières nature l'on : souterraine, exceptionnelle dans souterraines (argiles nombreuses l'état matières galeries, 1 de l'exploitation est la que l'exploitation ment à de l'exploitation - férable et matériaux 22 d'extraire morts-terrains la formation (recouvrement ou utile, il découverte) : est nécessaire c'est ce qu'on de dégager appelle la découverture. Lorsque bles, de la le scrapers prement, qui le tion toit de techniques proprement 1.2. On de taille godets la la et et qui DES lorsque l'eau : il et constitué décapage successives au moyen jusqu'à de terrains de bulldozers mettre à meu¬ ou jour, pro¬ exploitable. est importante, matériel FORMATIONS des chargement peuvent la épais que ceux on utilise utilisés pour pratiquement effectuer les l'extrac¬ UTILES Materiaux_meubles_^argileSi_sables) engins topographie s'agit engins : de grues qui pelles travailler D'autres le, peu simple passes découverte même est un dite. emploie le en par couche le EXTRACTION 1.2.1. consiste travaillent Lorsque mêmes recouvrement découverture soit sont est assurent en butte, conçus plate équipées le mécaniques ou en pour que prélèvement ou soit en essentiellement l'extraction ou en au front excavateurs à fouille. travailler dragline direct hydrauliques, doit benne se faire preneuse. en fouil¬ dans 23 1.2.2. Ils des ou trous de nécessitent préalablement sondeuses chaque cués Matêriaux_très_com2acts_et/ou tir, vers rotatives, les blocs l'usine. se Les qui spécialement Une lisée en fait, en France Bretagne. que Il par "monitor", braquée particules les tion. Les dégagés REPRISE aussi bien abattues. la Le à front est est placé sont dans percussion puissants. taille par à Après repris subir parfois un masse tombante et éva¬ débitage à l'aide de tel ou utilisée plus d'un seulement : puissant taille. la au pied l'abattage elle extraire roche sort qui dirigée pour siècle, pour qui L'eau et s'accumulent un est du les front de est appelée kaolin bacs de uti¬ kaolin lance entraîne. le vers le kaolinisée d'une des n'est et les décanta¬ taille et sont bulldozer. - TRANSPORT avec meubles tel type l'importance que des d'engin de engins pour les est variés roches déterminé l'exploitation, qui dures la par sont utili¬ préalablement la puissance distance de la etc. la formation la il utile est est très nécessaire topographie, il existe épaisse ou comporte d'exploiter en plusieurs deux d'exploitation sortes des bancs gradins. à ciel : plus favorables l'exhaure qui peut aussi se leur plus ou faire moins évacuation dans pose exploitation bien toujours et soit hydraulique s'effectuent les tirs de doivent de années canalisée roches différentes, Selon Vieille extrêmement avec les de Lorsque qualités ouvert le fines, exploitée, l'usine pétardage, L'explosif pneumatiques des front volumineux l'abattage opérations pour faire du particulière CHARGEMENT choix couche carrière de de grossiers - foreuses veut pied quelques d'eau sur éléments Ces de Jet plus par bien depuis périodiquement 1.3. sés un au désagrégées. s'agit désagrégée l'explosif. l'aide. de très soit à durs équipée. technique naturellement à lorsqu'on blocs d'une roches abattage accumulés secondaire grue un forés - pour aisément le en par gravité exploitation les parfois roches des butte démarrage en : de réunit les l'exploitation conditions que pour ; fouille s'accumulent problèmes elle : les au eaux fond difficiles à de qui la circulent carrière, résoudre économi¬ quement. Le principaux tableau engins exploitation à ci-dessous utilisés ciel ouvert. pour donne, selon effectuer les la nature des différentes terrains, opérations les d'une 24 DECOUVERTURE ... OPERATIONS TECHNIQUES FAIBLE . COUCHE UTILE IMPORTANTE RCD ARGILE SABLE * ENGINS RM RCD RCD RM DECAPAGE bulldozer X scraper X ABATTAGE marteau pneumatique à main X X wagon-drill X sondeuse X rotative explosif DEBITAGE X X SECONDAIRE pétardage grue X équipée d'une masse tombante X EXTRACTION-REPRISE-CHARGEMENT pelle mécanique X X X X X pelle hydraulique X X X X X escavateur à escavateur à chaîne à roue godets à godets X X X X grue équipée en dragline X X grue équipée en benne X X chargeur hydraulique preneuse (sur roues ou chenilles) X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X TRANSPORT camion benne dumper wagonnet bande RCD ou berline sur rail transporteuse = roche compacte X et/ou dure RM = - roche meuble 25 2 - EXPLOITATION Elle sants moyens SOUTERRAINE présente actuels progressif de en meuble, de nombreux d'exploitation nombreuses carrières terrain liser un c'est boisage des galeries hautement mécanisés conduit à abandonner partent de ne ciel un procédé important. qui, ouvert, souterraines les ont compte tenu conduit à des puis¬ l'abandon : d'extraction L'exhaure Lorsque est coûteux souvent qui nécessite, difficile à réa¬ pas, niveau une la on pas, de travail en général, sont parfois pénibles, l'utilisation de moyens j il est partie formation l'affleurement n'affleure jusqu'au conditions permettant - nécessaire des réserves utile affleure et progressent creuse un puits l'on veut que à de du en ; à flanc suivant travers exploiter conserver les les des piliers ce qui gisement. de la coteau, couche. formations galeries Si de les la galeries couche couverture partent alors du fond l'aide de marteaux puits. L'abattage pneumatiques et sur mandes hydrauliques, lesquelles Dans "mineur continu bras mobile tuée d'une arrière tion à qui bras bande qui Dans treuils Cependant, percer tion et camions. par sont dans des les roches on peut Bassin dures Celui de Provins, adaptée aux assure supporte, à son équipée par les assure les le roches galeries manoeuvres des on outils l'abattage et chargement les des suffisamment d'engins chargement. deux bande, sur automatique appareil, Il La les convoyeur com¬ un consti¬ dentés. recueille un à appelé comporte d'abattage tambours qui pneuma¬ diverses. Cet tête bêches partie copeaux d'évacua¬ berlines. et faut compactes, à des machine une déverse souterraines, lorsqu'il formes une le par à fait avec galeries. avant, entraînée et de utilise convoyeur se meubles des transporteuses utilisés compactes roches dimensions couteaux, carrières bandes les d'un et extrémité porte-couteaux, est des adapter d'argile" découpés généralement Des le chaîne du d'argile des d'explosifs. tiques de inconvénients à J l'exiguïté du - l'évacuation par wagonnets remonter dures larges encombrants et et les peu que matériaux berlines matériaux fissurées, hautes tels des ou pour par il est permettre pelleteuses, se fait sur rail. des puits. possible la circula¬ bulldozers,