L'exploitation artisanale des ressources minérales de Namibie est la suite de la précédente chronique de Philippe Thiran sur les ressources minérales de Namibie publié sur ce blog. La Namibie est aussi réputée pour ses pierres fines (ex-semi-précieuses) ou ses minéraux de qualité “gemme”. Ceux-ci sont exploités à petite échelle par des artisans-mineurs, en divers lieux du pays. Les spécimens les plus recherchés se trouvent dans la partie montagneuse de la province d’Erongo. Inutile de préciser que les conditions de travail de ces “petits” mineurs sont dures et dangereuses. Aussi pour leur venir en aide, le gouvernement namibien a légalisé leur travail et a favorisé la création d’un marché couvert et protégé, financé principalement par une fondation de la mine d’uranium de Rössing. Là, les mineurs disposent d’étals où leurs compagnes vendent leurs trouvailles aux touristes de passage lesquelles peuvent être exportées moyennant un reçu. Ces dispositions permettent à ces communautés de mineurs de disposer de revenus pour assurez leur subsistance en toute légalité. Parmi les spécimens les plus recherchés: - l’Aigue-marine, de la famille des Béryls (alumino-silicate de béryllium) comme l’Emeraude. (ci-dessous à gauche) - les Tourmalines, famille de silicates complexes à base de bore, dont la variante noire appelée “Schorl” forment des emboîtements de cristaux remarquables. (ci-dessus à droite) - la Fluorite (fluorure de calcium) dont la gamme de couleur couvre quasi tout le visible. Ci-contre, une variété bleu-violet à la coloration intense. Sont aussi recherchées: - les Topazes (alumino-silicate de fer hydraté) qui sont appréciées des joailliers pour leur qualité “gemme”, en particulier la variété bleu-pâle du Spitzkoppe. - l’Améthyste (variété violette du quartz), dont celle provenant du massif du Brandbnerg, est recherchée pour l’intensité de sa couleur. Note - Validité. L’exploitation des ressources naturelles de Namibie, telle que décrite dans les deux parties de cette chronique, sont
L’exploitation artisanale des ressources minérales de Namibie est la suite de la précédente chronique de Philippe Thiran sur les ressources minérales de Namibie publié sur ce blog.
La Namibie est aussi réputée pour ses pierres fines (ex-semi-précieuses) ou ses minéraux de qualité “gemme”. Ceux-ci sont exploités à petite échelle par des artisans-mineurs, en divers lieux du pays. Les spécimens les plus recherchés se trouvent dans la partie montagneuse de la province d’Erongo.
Inutile de préciser que les conditions de travail de ces “petits” mineurs sont dures et dangereuses.
Aussi pour leur venir en aide, le gouvernement namibien a légalisé leur travail et a favorisé la création d’un marché couvert et protégé, financé principalement par une fondation de la mine d’uranium de Rössing.
Là, les mineurs disposent d’étals où leurs compagnes vendent leurs trouvailles aux touristes de passage lesquelles peuvent être exportées moyennant un reçu.
Ces dispositions permettent à ces communautés de mineurs de disposer de revenus pour assurez leur subsistance en toute légalité.
Parmi les spécimens les plus recherchés:
– l’Aigue-marine, de la famille des Béryls (alumino-silicate de béryllium) comme l’Emeraude. (ci-dessous à gauche)
Aigue-marine, de la famille des Béryls (alumino-silicate de béryllium. Crédit photo Pierre Louis
Tourmalines, famille de silicates complexes à base de bore, dont la variante noire appelée “Schorl”. Crédit photo Pierre Louis
– les Tourmalines, famille de silicates complexes à base de bore, dont la variante noire appelée “Schorl” forment des emboîtements de cristaux remarquables. (ci-dessus à droite)
Fluorite (fluorure de calcium) dont la gamme de couleur couvre quasi tout le visible. Ci-dessus, une variété bleu-violet à la coloration intense. Crédit photo Philippe Thiran
– la Fluorite (fluorure de calcium) dont la gamme de couleur couvre quasi tout le visible. Ci-contre, une variété bleu-violet à la coloration intense.
Sont aussi recherchées:
– les Topazes (alumino-silicate de fer hydraté) qui sont appréciées des joailliers pour leur qualité “gemme”, en particulier la variété bleu-pâle du Spitzkoppe.
– l’Améthyste (variété violette du quartz), dont celle provenant du massif du Brandbnerg, est recherchée pour l’intensité de sa couleur.
Note – Validité.
L’exploitation des ressources naturelles de Namibie, telle que décrite dans les deux parties de cette chronique, sont soumises à loi de l’offre et de la demande pour ces matières premières.
Elle est aussi sujette aux résultats et à la stratégie des sociétés minières actives pour le moment, et aux mouvements de l’actionnariat de ces sociétés.
Ressources bibliographiques
– Extra Lapis, n° 47- Namibia: Mineralien & Fundstellen, 2014,
Cette seconde partie sur les ressources minérales de Namibie est consacrée à l’exploitation industrielle de l’or, du cuivre, du zinc et du plomb, ainsi qu’au développement de l’extraction du lithium. Elle s’intéressera ensuite aux exploitations artisanales. Exploitation industrielle La Namibie fait également partie des producteurs mondiaux de l’Or, mais à petite échelle, sa production annuelle représentant moins de 1% de la production mondiale qui s’élève à 3200 t ces dernières années. N’empêche que la Namibie continue à attirer les investisseurs étrangers pour le développement de nouvelles mines. L’or se rencontre dans une zone d’environ 60.000 km2 qui s’étend sur 300 km au nord-est de la ville de Karibib avec une largeur de 200 km, le tout au nord de la capitale Windhoek. Là, se sont formées, il y a 500 millions d’années, des veines de quartz aurifères au sein de la “ Damara Orogenic Belt”. (note 1) La concentration de l’or y est très faible entre 1,2 et 1,7 g par tonne. Actuellement dans cette zone, deux mines sont en exploitation, deux projets en cours d’études et une zone réservée à la prospection. Navachab est la plus ancienne. Le gisement fut découvert en 1984 et la production démarra en 1989. Son exploitation est encore actuellement à ciel ouvert; des travaux sont entamés pour son exploitation souterraine. Plusieurs compagnies canadiennes en furent successivement propriétaires jusqu’en 2014 où elle fut acquise par un fonds souverain du Quatar qui maintenant cherche à s’en débarrasser, le prix de l’or étant trop faible pour couvrir les frais de l’exploitation souterraine. A titre indicatif, la production de la mine fut de 1,4 t d’or en 2018. Otjikoto est la seconde mine en cours d’exploitation, située à une centaine de km au nord-est de Navachab. La production débuta en 2014 en exploitation à ciel ouvert qui
Cette seconde partie sur les ressources minérales de Namibie est consacrée à l’exploitation industrielle de l’or, du cuivre, du zinc et du plomb, ainsi qu’au développement de l’extraction du lithium.
Elle s’intéressera ensuite aux exploitations artisanales.
Exploitation industrielle
La Namibie fait également partie des producteurs mondiaux de l’Or, mais à petite échelle, sa production annuelle représentant moins de 1% de la production mondiale qui s’élève à 3200 t ces dernières années. N’empêche que la Namibie continue à attirer les investisseurs étrangers pour le développement de nouvelles mines.
Paillette d’or sur quartz – Chronique Philippe Thiran – 80 Jours Voyages (crédit photo Pierre Louis)
L’or se rencontre dans une zone d’environ 60.000 km2 qui s’étend sur 300 km au nord-est de la ville de Karibib avec une largeur de 200 km, le tout au nord de la capitale Windhoek. Là, se sont formées, il y a 500 millions d’années, des veines de quartz aurifères au sein de la “ Damara Orogenic Belt”. (note 1)
La concentration de l’or y est très faible entre 1,2 et 1,7 g par tonne.
Actuellement dans cette zone, deux mines sont en exploitation, deux projets en cours d’études et une zone réservée à la prospection.
Navachab est la plus ancienne. Le gisement fut découvert en 1984 et la production démarra en 1989. Son exploitation est encore actuellement à ciel ouvert; des travaux sont entamés pour son exploitation souterraine.
Mine à ciel ouvert, Kolwezi, RDC – Chronique Philippe Thiran pour 80 Jours Voyages
Plusieurs compagnies canadiennes en furent successivement propriétaires jusqu’en 2014 où elle fut acquise par un fonds souverain du Quatar qui maintenant cherche à s’en débarrasser, le prix de l’or étant trop faible pour couvrir les frais de l’exploitation souterraine.
A titre indicatif, la production de la mine fut de 1,4 t d’or en 2018.
Otjikoto est la seconde mine en cours d’exploitation, située à une centaine de km au nord-est de Navachab.
La production débuta en 2014 en exploitation à ciel ouvert qui s’étend actuellement sur 1500 m en longueur, 500 m en largeur à une profondeur de 500 m.. La poursuite de celle-ci se fera via un réseau de galeries souterraines en cours de préparation, y compris le forage du puits d’accès.
A titre indicatif, la production fut de 5,6 t en 2021.
Cette mine appartient à 90% à une société canadienne, spécialisée dans l’exploration et l’exploitation de gisements aurifères. Outre en Namibie, elle est active au Mali et aux Philippines.
Les deux projets miniers visent à exploiter les gisements de Twins Hills et d’Ondundu lesquels font aussi partie de la Ceinture Orogénique du Damara. Ils sont menés par une autre société minière canadienne qui a jeté son dévolu sur l’exploration et l’exploitation de l’or en Namibie, pays qui présente des garanties suffisantes de stabilité politique et sociale et qui est doté dans cette région des infrastructures nécessaires.
Twin Hills Gold Project est situé au nord et à quelques km de la mine de Navachab. Le gisement fut découvert en 2019 et fin 2022, la société canadienne qui détient seule ce project, obtint une licence d’exploitation pour 20 ans.
Les travaux préparatoires pour une exploitation à ciel ouvert, ont débuté. Le démarrage de la mine est prévu en 2025. Sa production serait de l’ordre de 4,8 t d’or par an.
Ondundu Gold Project, est à un stade moins avancé bien que le gisement fut découvert en 1917.
Il est situé à 190 km au sud-ouest de la mine d’Otjikoto. Il fut exploité de manière artisanale par traitement d’alluvions et extraction souterraine à faible profondeur, de 1923 à 1945.
De nombreuses études géologiques en vue de son exploitation industrielle, se déroulèrent de 1999 à 2009. Finalement ce project et sa licence de prospection fut acquise par la société canadienne (dont question ci-avant) en juillet 2022.
Cette société obtint en même temps les licences pour explorer une zone de 2700 km2 au nord-est de la ville de Karibib, le Karibib Project.
Actuellement, la production de Cuivre est plutôt confidentielle: moins de 0,1% de la production mondiale de 20 millions de t en 2022. (note 2).
La seule mine actuellement en exploitation, est la mine de Tschudi située à 20 km à l’ouest de Tsumeb.
Le gisement qui fait partie de ”l’Otavi Mountain Land Copper” (note 3) est exploité à ciel ouvert. La teneur en cuivre des minerais est faible, autour de 0,8 % Les minerais se composent de minéraux oxydés, et sulfurés en profondeur. (photos 3 et 4)
Chalcopyrite, sulfure de Cu. Chronique Philippe Thiran pour 80 Jours Voyages
Chrysolle, silicate de Cu. Chronique Philippe Thiran pour 80 Jours Voyages (crédit photo Pierre Louis)
Deux autres mines ont été arrêtées et la reprise de production est en cours ou à l’étude.
La mine souterraine de Kombat située dans les environs de Grootfontein au nord-est du pays, fut de 1962 à 2008, le principal producteur de cuivre. L’inondation de la mine fut la raison de son arrêt en 2008.
Mais en 2021, une société minière canadienne, qui avait pris une participation de 80%, reprit la production en faisant baisser le niveau de l’eau par pompage et en travaillant à ciel ouvert.
En continuant le pompage, la société compte reprendre l’exploitation souterraine en 2024 avec une production de 14.000 t de cuivre.
L’autre mine: Khusib Springs, située dans la même région, est à l’arrêt depuis 1995 Son gisement fait aussi partie de l”Otavi Mountain Land Copper District” et présente une forme tubulaire quasi verticale, similaire à celle de la mine historique de Tsumeb (voir 1° partie). Une compagnie de forage australienne a entrepris une campagne de sondage avec l’intention de reprendre la production de cuivre.
Suite aux prévisions d’augmentation importante de la demande de cuivre pour satisfaire les besoins de la transition énergétique, de nombreux projets sont en cours d’études par des sociétés minières australiennes et canadiennes.
Parmi ceux-ci, Omitionire Copper Project, localisé à 120 km au nord-est de Windhoek et dont le gisement fait partie de la “Kalahari Copper Belt” (note 3).
Ce gisement de type tabulaire, est constitué d’un empilements de lentilles inclinées vers l’est. Sa teneur en cuivre est de l’ordre de 0,6 % et le minerai principal est un sulfure, la chalcocite.
La société minière australienne, auteur de ce projet, prévoit l’exploitation à ciel ouvert de ce gisement. Des infrastructures de transport sont disponibles à proximité, et, compte tenu des 300 jours d’ensoleillement par an, une partie des besoins en électricité seront couverts par de l’énergie photovoltaïque.
Dans la même région, à 45 km au nord-est de Winhoek, se développe le Ongombo Mining Project par une société minière basée à Londres, qui a reçu la licence d’exploitation fin 2022. Il est prévu que celle-ci démarre comme mine à ciel ouvert pendant que les travaux préparatoires à l’exploitation souterraine se poursuivent.
Enfin, différentes sociétés minières se disputent l’octroi de concessions afin de continuer la prospection de la “Kalahari Copper Belt”.
La Namibie est également un producteur de Zinc auquel le Plomb est souvent associé dans les gisements. En 2020, sa production fut de 62.000 t de zinc métal soit 0,5 % de la production mondiale.
La mine la plus importante est celle de Rosh Pinah, située au sud du pays à une vingtaine de km au nord du fleuve Orange, frontière avec l’Afrique du Sud.
La minéralisation est logée dans des sédiments détritiques d’origine volcanique, formés à la fin de l’ère précambrienne, il y a environ 600 millions d’années. Elle s’étend sur une profondeur de +/-1250 m. La teneur du minerai est en moyenne de 3 % de zinc et de 2 % de plomb.
Smithsonite,carbonate de Zn. Chronique Philippe Thiran pour 80 Jours Voyages (crédit photo Pierre Louis)
L’exploitation souterraine du gisement débuta en 1969, sous la direction successive de différentes sociétés minières étrangères.
En 2011, l’importante entreprise anglo-suisse Glencore, spécialisée dans l’extraction et le négoce des matières premières, prit une participation de 80 %.
Elle la revendit en 2017 à une compagnie minière canadienne qui se consacrait à l’extraction du zinc.
A cette époque, la mine produisait +/- 42.000 t de zinc métal.
Alors que cette société préparait le doublement de la production à partir de 2024, elle tomba en faillite suite à des déboires importants d’exploitation et financiers dans une mine en sa possession au Burkina Faso.
La vente de sa participation dans la mine de Rosh Pinah à un fonds d’investissements dans le secteur minier basé à Londres, est en cours.
A 20 km au nord de la mine de Rosh Pinah, Skorpion Zinc non seulement extrayait le minerai de zinc selon la méthode à ciel ouvert mais aussi le raffinait, et ce à partir de 2003.
Les opérations d’extraction durent être arrêtées en 2020, suite à des instabilités de terrain et sa raffinerie fut reconvertie par une société d’Afrique du Sud.
Vanadinite, oxyde de vanadium. Chronique Philippe Thiran pour 80 Jours Voyages (crédit photo Pierre Louis)
D’autres projets visent à exploiter les ressources de gisements polymétalliques dont le vanadium, le plomb, l’argent, … que renferment “ l’Otavi Mountain Copper Land”. Parmi ceux ci, l’Abenab Project, mené par la société australienne qui remet en exploitation la mine de cuivre de Khusib Springs.
Mais importante à l’heure actuelle, est l’étude de l’extraction du Lithium dans le cadre du projet aurifère “The Karibib Project”.
Dans les pegmatites qui contiennent du quartz aurifère, se rencontrent aussi des micas dont un composé est le lithium. Le plus connu est la lépidolite, un silicate complexe de lithium, d’aluminium et de potassium, dont le processus d’extraction du lithium est compliqué et coûteux.
Lépidolite, micas au lithium. Chronique Philippe Thiran pour 80 Jours Voyages (crédit photo Pierre Louis)
Note 1 – Damara Orogenic Belt.
La Ceinture Orogénique du Damara, qui se situe dans la partie nord de la Namibie, résulte de la collision entre les cratons du Congo et du Kalahari, lors de la formation du super-continent, appelé Gondwana, il y a 550 millions d’années. Ce dernier était une masse continentale qui a rassemblé l’Amérique du Sud, l’Afrique, l’Inde, l’Australie et l’Antarctique pendant 200 millions d’années environ, soit jusqu’au début de l’ère Secondaire.
On appelle craton, une portion ancienne ( datant du Précambrien) et stable de la lithosphère continentale, formée de roches magmatiques et métamorphiques, essentiellement granitiques dans le cas présent.
Note 2 – Kalahari Copper Belt.
La Ceinture de Cuivre du Kalahari est une vaste zone qui s’étend sur 800 km du centre de la Namibie au nord du Botswana, suivant une direction nord-est. Les gisements de cuivre sont sous une couche de sable du désert du Kalahari qui varie d’une dizaine à une centaine de m.
Note 3 – Otavi Mountain District.
La région des monts Otavi, dont le centre est à 200 km au nord de Windhoek, est inclus dans la partie namibienne de la Kalahari Copper Belt. Sa particularité est que les gisements y sont polymétalliques, dont l’emblématique filon tubulaire quasi vertical de Tsumeb.
A suivre dans une prochaine publication : Exploitation Artisanale
Ressources bibliographiques
– Extra Lapis, n° 47- Namibia: Mineralien & Fundstellen, 2014,
Un article de P. Thiran Préambule Les explications concernant la radioactivité ont été volontairement simplifiées et certaines valeurs comme celles relatives aux normes sont susceptibles d’être modifiées. Actuellement, la physique quantique intervient dans les explications de ce phénomène. Certains minéraux et quelques sables sont dits radioactifs, parce qu’ils possèdent la propriété physique appelée Radioactivité. Sommairement, celle-ci consiste en la transformation ou la désintégration spontanée de certains atomes avec émissions de rayonnements spécifiques et énergétiques. On parle alors de radioactivité naturelle, la radioactivité artificielle étant due à l’intervention de l’homme. Dans la suite, il ne sera question que de la première. Bien que ce phénomène existe depuis la naissance de l’univers et est la source principale de la chaleur interne de notre planète, elle ne fut mise en évidence qu’à la fin du 19° et au début du 20° siècle. La découverte de la radioactivité C’est d’abord, le physicien français Henri Becquerel qui découvrit que des sels d’uranium émettaient des radiations inexplicables. Ensuite, Pierre et Marie Curie mirent en évidence l’origine atomique du phénomène. Sa compréhension plus précise fut apportée par le physicien néo-zélandais Ernest Rutherford lequel souligna le rôle du noyau de l’atome et qualifia les rayonnements émis. Ce sont ces derniers qui nous concernent directement, vu leur impact biologique. Pour leur compréhension, il est nécessaire de se référer à la structure de l’atome et à la composition du noyau, lesquelles sont expliquées sommairement dans la note 1. Le noyau atomique d'un élément radioactif Dans la plupart des noyaux atomiques, le nombre de neutrons est égal à celui des protons ; de tels noyaux sont dits stables. Toutefois, pour certains noyaux, ce nombre excède celui des protons, ce qui crée une instabilité au sein de celui-ci, en particulier pour ceux de l’uranium et du thorium, source principale des radioéléments
Un article de P. Thiran
Préambule
Les explications concernant la radioactivité ont été volontairement simplifiées et certaines valeurs comme celles relatives aux normes sont susceptibles d’être modifiées. Actuellement, la physique quantique intervient dans les explications de ce phénomène.
Certains minéraux et quelques sables sont dits radioactifs, parce qu’ils possèdent la propriété physique appelée Radioactivité. Sommairement, celle-ci consiste en la transformation ou la désintégration spontanée de certains atomes avec émissions de rayonnements spécifiques et énergétiques. On parle alors de radioactivité naturelle, la radioactivité artificielle étant due à l’intervention de l’homme. Dans la suite, il ne sera question que de la première. Bien que ce phénomène existe depuis la naissance de l’univers et est la source principale de la chaleur interne de notre planète, elle ne fut mise en évidence qu’à la fin du 19° et au début du 20° siècle.
La découverte de la radioactivité
C’est d’abord, le physicien français Henri Becquerel qui découvrit que des sels d’uranium émettaient des radiations inexplicables. Ensuite, Pierre et Marie Curie mirent en évidence l’origine atomique du phénomène. Sa compréhension plus précise fut apportée par le physicien néo-zélandais Ernest Rutherford lequel souligna le rôle du noyau de l’atome et qualifia les rayonnements émis. Ce sont ces derniers qui nous concernent directement, vu leur impact biologique. Pour leur compréhension, il est nécessaire de se référer à la structure de l’atome et à la composition du noyau, lesquelles sont expliquées sommairement dans la note 1.
Le noyau atomique d’un élément radioactif
Dans la plupart des noyaux atomiques, le nombre de neutrons est égal à celui des protons ; de tels noyaux sont dits stables. Toutefois, pour certains noyaux, ce nombre excède celui des protons, ce qui crée une instabilité au sein de celui-ci, en particulier pour ceux de l’uranium et du thorium, source principale des radioéléments naturels. La transformation ou désintégration d’un de ces noyaux se produit spontanément et statistiquement à tout moment. Elle se poursuit en cascade jusqu’à l’obtention d’un noyau stable. Un exemple est donné dans la note 2.
Les trois types de rayonnements émis
alpha : consiste en l’expulsion du noyau de deux protons et deux neutrons, soit un noyau d’Hélium (deuxième élément atomique),
bêta : est caractérisée par l’expulsion d’un électron suite à une mutation d’un neutron en proton,
gamma : est une émission d’ondes électromagnétiques de fréquence et d’intensité supérieures aux rayons X.
Ces rayonnements sont émis à grande vitesse et sont dotés d’énergie. Leur pouvoir de pénétration est propre à chacun de ceux-ci :
l’alpha ne pénètre que dans quelques cm d’air et est stoppé par du papier bristol blanc,
le bêta pénètre plus profondément, soit quelques m d’air, et est stoppé par quelques mm d’aluminium,
le gamma est le plus pénétrant et n’est stoppé que par une épaisseur minimum de 5 cm de plomb.
La durée de vie d’un élément radioactif
Une autre caractéristique importante de la radioactivité est le temps durant lequel un radioélément reste dangereux.
Celui-ci est mesuré par la demi-vie qui exprime le temps moyen au bout duquel la moitié des noyaux d’un radioélément sont transformés ou désintégrés, ce qui signifie que sa radioactivité décroit progressivement. Ce temps est une constante pour un radioélément donné ; il varie de quelques secondes à des millions d’années.
En résumé, l’activité radioactive d’une source est caractérisée par :
la nature du rayonnement émis,
son énergie,
sa durée de vie,
son intensité, soit le nombre de désintégrations par seconde.
En outre, l’intensité est aussi fonction de la distance par rapport à la source radioactive. Elle décroit en fonction du carré de celle-ci. Ainsi en s’écartant de 3 m, l’intensité est divisée par 9.
La mesure de l’impact radioactif
Tout ce qui précède n’a pour but que de comprendre comment arriver à mesurer l’impact d’une source radioactive sur le corps humain et d’indiquer les précautions à prendre pour s’en protéger, en particulier par ceux qui s’intéressent aux minéraux et sables radioactifs. Pour la mesure de cet impact, deux paramètres sont pris en considération : l’intensité et la dose. La dose est la quantité d’énergie absorbée par unité de masse, soit la dose absorbée.
Pour les tissus vivants, l’effet biologique est aussi fonction du type de rayonnement. Pour en tenir compte, on a introduit la notion de la dose équivalente, baptisée dose efficace, laquelle est utilisée pour définir les niveaux de radioactivité et les normes. Elle s’exprime en sievert, le nom de son inventeur, (en pratique en milli ou micro-sievert) tandis que l’intensité est mesurée par le Becquerel, (en pratique par ses multiples). L’appareil de mesure le plus couramment utilisé est le compteur Geiger.
Appareil compteur Geiger, photo de Ph. Thiran
L’appareil compteur Geiger
Celui de la photo permet le comptage des désintégrations, la mesure des doses efficaces, et la différentiation de ces mesures par type de rayonnement. Il est étalonné en coups/sec pour l’intensité et en micro-sievert/heure pour les doses reçues par le corps humain c’est à dire la mesure de la dose efficace. Les doses qui nous atteignent sont de l’ordre de quelques milli-sievert par an. Elles sont la somme de la radioactivité qui nous entoure, laquelle varie selon les régions de 1 à 4 mSv/an (dose naturelle) et est essentiellement due au radon (voir note 3), et de celle liée à l’activité humaine laquelle est principalement due aux examens médicaux, qui représente en moyenne 2 mSv/an. Pour les individus, la norme est généralement de 5 mSv/an plus la dose naturelle, tandis que pour les professionnels, la norme fixe une limite horaire de 10 micro-sievert et annuelle de 20 milli-sievert. A noter qu’une dose ne devient source de troubles dans le corps humain qu’à partir d’une valeur de 1 Sv.
La radioactivité des minéraux et sables
La radioactivité des minéraux et sables est intimement liée à la présence d’uranium (U) et/ou de thorium (Th). Ces deux éléments sont présents de manière diffuse dans la croûte terrestre (de l’ordre de 3 g/t pour le premier et 12 g/t pour le second). Ils se retrouvent dans tous les types de roches. Les minéraux radioactifs sont soit des composés chimiques de l’U et/ou du Th, soit des minéraux incluant un ou des radioéléments. La plupart sont de couleurs vives, de taille centimétrique ou millimétrique ; certains sont fluorescents.
Les uranifères
Les composés de l’uranium, appelés les uranifères, sont les plus nombreux. Ceci est dû à sa facilité de combinaison chimique avec l’oxygène, le carbone, le soufre, la silice, le phosphore, le vanadium…. Selon Mindat, il y aurait actuellement 281 minéraux uranifères considérés comme validés par l’I.M.A. (International Minéral Association).
Parmi ceux-ci, figurent des minéraux comme :
oxydes et hydroxydes : l’uraninite, le plus riche en U et de couleur noir, la becquerelite, la masuite, la schoepite, …
phosphates : l’autunite (fluorescente) et la torbernite, fréquemment rencontrés en France, …
vanadates : la carnotite, …
silicates : les cuprosklodowskite, kasolite, soddyite, urophane, …
Le thorium
Bien que le thorium soit présent dans de nombreuses roches et a une concentration plus élevée dans la croûte terrestre que l’uranium, les minéraux à base de thorium sont beaucoup moins nombreux : 25 seraient considérés comme validés par l’I M A.
Parmi ceux-ci :
oxydes : la thorianite,
phosphates : la monazite, source principale,
silicates : la thorite.
Les photos ci-dessous illustrent certains de ces minéraux.
Becquerelite, collection et photo de P. Louis
Géode d’uranifères, collection et photo de P. Louis
Torbernite, collection et photo de P. Louis
Cuprosklodowskite, collection et photo de P. Louis
Autunite, collection et photo de P. Louis
Uraninite, collection et photo de P. Louis
Cupro et Schoepite, collection et photo de P. Louis
L’uranium et le thorium se substituent aussi à des atomes de minéraux et rendent ces derniers radioactifs. Ainsi, dans le zircon (silicate de zirconium), certains atomes sont remplacés par celui d’uranium. Ceci explique le niveau relativement élevé de la radioactivité des granites en Bretagne, par exemple. Ces minéraux proviennent essentiellement de sites miniers fermés ou en exploitation.
Les sites miniers radioactifs
Parmi les sites qui ne sont plus exploités, deux sont célèbres :
Jachymov en Tchéquie, qui permit la découverte du radium par les Curie au départ de la pechblende,
Shinkolobwe en RDC, la plus riche mine d’U au monde avec l’uraninite comme minerai primaire, fut la source principale d’U pour les premières applications civiles et militaires de l’énergie nucléaire.
La France puisa son combustible nucléaire dans de multiples petits gisements situés dans le Massif Central, le massif Armoricain et les Vosges. Leurs installations d’exploitation ont été démantelées. Actuellement, c’est le Kazakhstan qui est le producteur principal. Il est suivi par le Canada, l’Australie et la Namibie. L’ensemble de ces producteurs représente environ 80% de la production mondiale dont environ 40% pour le Kazakhstan.
La radioactivité de certains sables
En ce qui concerne la radioactivité de certains sables, elle provient de l’érosion des roches contenant des minéraux radioactifs, de résidus d’exploitations minières, de contaminations des sols et des eaux suite à un accident nucléaire. Dans les plages des bords de mer, de lac et dans les rivières, on trouvera des grains de zircon, de monazite, de thorianite,… tandis que dans les stériles miniers, ce sera de la torbernite, de l’autunite (facilement détectable car elle est fluorescente), de l’urophane … Les plages reconnues sont celles Guarapari au Brésil, de Amritapuri dans le Kérala en Inde, de l’Espiguette dans les bouches du Rhône en France. Les sources thermales de Ramsar en Iran sont aussi reconnues comme ayant une radioactivité élevée.
Les deux images ci-dessous illustrent deux sables provenant de stériles miniers.
Sable de Tobernite collection Ph. Thiran, photo P.Louis.
En conclusion
Il est faisable de s’intéresser aux minéraux et sables supposés radioactifs en tenant compte des facteurs suivants :
la diminution de l’intensité des rayonnements par la distance et par l’interposition d’écrans,
la durée de l’exposition, après avoir mesuré la dose efficace reçue par unité de temps, (micro-sievert par heure),
l’aération du stockage.
Et pour autant que l’on ait la possibilité de mesurer la radioactivité résiduelle, après avoir pris les mesures de protection.
Notes
Note 1. Tel que suggéré par des philosophes grecs 450 ans avant notre ère, l’atome était encore au début du XX° siècle considéré comme le plus petit élément de la matière. Le physicien danois Niels Bohr proposa le premier une structure de l’atome, dans laquelle, autour du noyau, gravitent des électrons sur différentes orbites. Le noyau lui-même est un agrégat de deux petites particules : le proton et le neutron et est chargé positivement. Les électrons étant chargés négativement, l’atome est électriquement stable. 92 atomes naturels ont été recensés et classifiés par le physicien russe Mendeleev dans son célèbre tableau. Le premier est l’hydrogène, suivi de l’hélium, et le 92° est l’uranium précédé du thorium (90°).
Note 2.Ainsi, pour l’uranium, ce n’est qu’au bout d’une cascade de 14 désintégrations qu’est obtenu un noyau stable, celui du plomb. Le radium et le radon, deux éléments importants le premier médicalement, le second par sa nature gazeuse, sont produits dans cette cascade.
Note 3.La nature gazeuse du radon le rend particulièrement dangereux. Inhalé, il attaque les poumons avec les particules alphas qu’il émet en se désagrégeant. Comme il émane spontanément du sol, il est donc essentiel d’éviter sa concentration, notamment dans les caves. D’où la nécessité d’aération de celle-ci.
Sources bibliographiques
Physique Nucléaire, extrait du cours de Physique de 6° Secondaire, Y. Verbist, L. Nachtergaele et E. Thiran, 2018,
Articles sur la radioactivité, extraits de bulletins du GEST, Robert Six, 2009 à 2015,
Minéraux uranifères, hors-série 2009 de la revue Minéraux et Fossiles,
Data base de Mindat, site web <www.mindat.org>, novembre 2021,
List of Minerals recognized by I.M.A., site web <www.ima-mineralogy.org>, novembre 2021,
La minéralogie comme la volcanologie sont des sciences qui évoluent avec le temps au fur et à mesure de l’avancée de la recherche et des connaissances. Ce qui est vrai à un instant T peut être remis en cause le lendemain. Philippe Thiran, l’auteur de ce post, se tient à disposition de ceux qui voudraient échanger à propos des notions géologiques présentées. Vous pouvez nous contacter pour avoir ses coordonnées personnelles.
Découvrez dans cet article le cycle géologique des roches et du sable, un article de P. Thiran. Le cycle géologique des Roches Du point de vue de la géologie, le sable s’inscrit dans le cycle géologique des Roches, tel que schématisé ci-dessous. Ce cycle se résume comme suit: au début de l’existence de notre planète, la croûte terrestre était une masse silicatée en fusion, qui par refroidissement, donna naissance aux Roches Magmatiques, comme les basaltes d’une part et les granites d’autre part. avec le temps, sous l’action des conditions météorologiques (vent et pluie), ces roches se sont altérées ou érodées. Leurs débris ont alors constitués les Roches Sédimentaires Meubles dont font partie les graviers, les sables, les argiles, selon la granulométrie de ces débris. par la suite, ces sédiments meubles ont subi des modifications, appelés diagenèse, qui les ont transformés en Roches Sédimentaires Indurées ou solides, comme les calcaires et les grès. à leur tour, ces roches sédimentaires indurées ont pu subir d’importantes modifications sous l’action d’élévations de température et /ou de pression. Ceci se produit lors de mouvements (tectoniques) de la croûte terrestre provoquant par exemple l’enfouissement de ces roches. Il en résulta alors des roches dites Roches Métamorphiques, dont les plus connues sont les schistes. ces deux types de roches indurées vont par la suite, subir les effets des agents météorologiques et du transport. Les débris générés vont reconstituer des sédiments meubles, refermant ainsi la boucle du cycle. Le sable Parmi les roches sédimentaires meubles, le sable se caractérise par des grains indépendants, de granulométrie comprise entre 0,63 et 2 mm. Ce sable est dit détritique ou d’origine minérale. Le phénomène d’altération qui donne naissance aux sables détritiques, est appelé arénisation, terme qui provient du latin arena, signifiant sable. Elle consiste en la dégradation de roches sous
Découvrez dans cet article le cycle géologique des roches et du sable, un article de P. Thiran.
Le cycle géologique des Roches
Du point de vue de la géologie, le sable s’inscrit dans le cycle géologique des Roches, tel que schématisé ci-dessous.
Cycle conçu et dessiné par Robert Six
Ce cycle se résume comme suit:
au début de l’existence de notre planète, la croûte terrestre était une masse silicatée en fusion, qui par refroidissement, donna naissance aux Roches Magmatiques, comme les basaltes d’une part et les granites d’autre part.
avec le temps, sous l’action des conditions météorologiques (vent et pluie), ces roches se sont altérées ou érodées. Leurs débris ont alors constitués les Roches Sédimentaires Meubles dont font partie les graviers, les sables, les argiles, selon la granulométrie de ces débris.
par la suite, ces sédiments meubles ont subi des modifications, appelés diagenèse, qui les ont transformés en Roches Sédimentaires Indurées ou solides, comme les calcaires et les grès.
à leur tour, ces roches sédimentaires indurées ont pu subir d’importantes modifications sous l’action d’élévations de température et /ou de pression. Ceci se produit lors de mouvements (tectoniques) de la croûte terrestre provoquant par exemple l’enfouissement de ces roches. Il en résulta alors des roches dites Roches Métamorphiques, dont les plus connues sont les schistes.
ces deux types de roches indurées vont par la suite, subir les effets des agents météorologiques et du transport. Les débris générés vont reconstituer des sédiments meubles, refermant ainsi la boucle du cycle.
Le sable
Parmi les roches sédimentaires meubles, le sable se caractérise par des grains indépendants, de granulométrie comprise entre 0,63 et 2 mm. Ce sable est dit détritique ou d’origine minérale.
Le phénomène d’altération qui donne naissance aux sables détritiques, est appelé arénisation, terme qui provient du latin arena, signifiant sable. Elle consiste en la dégradation de roches sous l’action du vent et de la pluie, suivie de l’action du transport (éolien ou hydraulique) des débris de roches, lequel use, polit ou déforme les grains. Le quartz (oxyde de silicium) est l’élément prépondérant, grâce à sa dureté et sa résistance aux agents chimiques. L’image 2 montre un sable résultant de l’altération d’un granit et l’image 3, un sable d’altération d’un grès.
Image 2 : Grains de sable grossis x 15 Photo et coll. Ph. Thiran
Image 3 : Grains de sable grossis x 15 Photo et coll. Ph. Thiran
Mais le sable a également pour origine les restes solides de la fossilisation des formes animales les plus élémentaires: les invertébrés marins. Ces derniers ont la particularité de s’entourer d’une carapace, appelée test ou coquille, de nature calcaire ou siliceuse. Cette carapace subsiste après la disparition des parties organiques. Les parties solides, comme les piquants des oursins, les squelettes des éponges, les antennes des crustacés,…subsistent également. L’image 4 montre un sable ainsi constitué sur un fond marin.
Image 4 : Grains de sable grossis x 10 Photo et coll. Ph. Thiran
Dans le cycle des roches, les roches meubles se transforment en roches sédimentaires indurées.
Le cycle géologique du sable
Pour le sable, cette transformation se déroule comme suit:
dans un premier temps, les grains charriés par voie hydraulique ou par le vent s’accumulent et constituent des dépôts soit en milieu marin, ce qui forme des bassins de sédimentation, soit en milieu terrestre et constituent des déserts et leurs dunes, des dépôts de loess, …
s’opère ensuite le tassement des sédiments sous le poids des couches successives, l’élimination de l’eau entre les grains et la consolidation de l’ensemble par cémentation et/ou cristallisation.
ce processus conserve les traces de formation comme la stratification due aux différents dépôts ou par la présence de fossile.
Les sables créent ainsi deux catégories de roches sédimentaires indurées
les calcaires à base de calcite (carbonate de calcium), sont soit détritiques soit organiques c’est-à-dire à base d’invertébrés fossilisés,
les grès, sont à base de grains de silice.
Les images 5 et 6 illustrent respectivement un calcaire fossilifère et un grès.
Image 5 : Calcaire fossilifère Photo et coll. Ph. Thiran
Image 6: Grès rouge des Vosges Photo et coll. Ph. Thiran
Le sable apparait donc comme un produit recyclable indéfiniment, ou dans le langage actuel, un produit renouvelable et durable.
Les sables charriés par le Rhin en sont un bon exemple. Ceux-ci, en effet, proviennent actuellement de l’altération des granites du massif alpin et des grès vosgiens, ces granites et ces grès étant nés jadis de débris de roches venus d’ailleurs.
Les sables qui sont actuellement charriés, vont se déposer en mer du Nord où ils constituent un nouveaux bassin de sédimentation qui finira par s’indurer et le cycle se répétera … à l’échelle des temps géologiques. Ce sable est illustré à l’image 7.
Image 7 : Grains de sable grossis x 15 Photo et coll. Ph. Thiran
Sources bibliographiques :
Le Sable, secrets et beauté d’un monde minéral, par J.Ayer, M.Bonifazi et J.Lapaire, Museum de Neuchâtel, 2002.
Articles sur les roches, par Robert SIx, bulletins du Groupe d’Etudes des Sciences de la Terre, 2014.
Dictionnaire de géologie, de A. Foucault et J-F Raoult, 7° éd. Dunod, 2010.
La minéralogie comme la volcanologie sont des sciences qui évoluent avec le temps au fur et à mesure de l’avancée de la recherche et des connaissances. Ce qui est vrai à un instant T peut être remis en cause le lendemain.
Philippe Thiran, l’auteur de ce post, se tient à disposition de ceux qui voudraient échanger à propos des notions géologiques présentées. Vous pouvez nous contacter pour avoir ses coordonnées personnelles.
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