Exploration d'un gisement

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Les métaux stratégiques - Les ressources du XXI^ème siècle

Où chercher et où trouver des ressources naturelles ?

C'est la première question que se pose un explorateur. Ultérieurement, une fois les recherches préliminaires faites, il faut aller directement sur le terrain et effectuer des tests pour voir s'il y a un gisement. Mais s'il y a un gisement, est-il viable? L'étape d' exploration se décompose en trois phases :

La recherche du gisement : différentes méthodes scientifiques telles que la géologie, la physique ou encore la chimie vont être utilisées pour trouver les zones contenant potentiellement le minerai.
La mise en valeur du gisement : cette étude consiste à vérifier que toutes les conditions favorables sont réunies pour commencer la construction de la mine et va comprendre plusieurs aspects :
- L'aspect géologique global.
- L'aspect environnemental, social et économique, qui constituent l'étude de faisabilité.
La prise de décision : une fois que le projet de construction de mine est approuvé, on soumet aux autorités compétentes différentes demandes de permis :
- Obtention de permis de construction .
- Obtention du permis environnemental.

Sommaire

1 La recherche du gisement
- 1.1 Reconnaissance régionale
- 1.2 Prospection
  - 1.2.1 Les méthodes physiques de prospection
  - 1.2.2 Les méthodes chimiques de prospection
2 Mise en valeur des ressources
3 Jeu n°5
4 Notes
5 Références

La recherche du gisement

Exemple d'une partie de carte géologique avec le détail d'une zone où l'on indique la présence potentielle de tungstène (de symbole W), entourée par les ronds rouges

Reconnaissance régionale

Chaque minerai se forme dans un contexte géologique qui lui est propre. Différents facteurs géologiques et géodynamiques doivent être pris en compte : la nature des roches environnantes, les interactions entre les roches, la nature des fluides qui circulent, la force et la vitesse de déformation de l'écorce terrestre.

Une fois sur le terrain, la première étape est de faire une carte géologique de la zone si elle n'a pas déjà été effectuée : on repère les couches géologiques environnantes, on mesure leurs étendues respectives, leurs formes potentielles en profondeur. Une carte géologique est une représentation, (sur une carte) des terrains géologiques affleurants. Les terrains sont, en général, représentés par une couleur selon leur âge. Son étude permet de connaître la forme probable des couches en profondeur, de retracer l'histoire de la formation de ces roches et donc de savoir s'il peut y avoir un minerai exploitable sous nos pieds.

Exemple : L'antimoine (de formule Sb) est un élément que l'on trouve principalement en Chine (53% des réserves en 2011). On sait également qu'en Chine, l'antimoine peut se trouver dans un ensemble particulier de roches : des schistes contenus dans des grès. . On va donc rechercher les couches présentant ce type d'association afin de réduire la zone de recherche.

Prospection

Pendant la prospection, plusieurs méthodes peuvent être utilisées. Le choix de la méthode dépend de la nature des structures environnantes, de la précision désirée, des besoins et des moyens de l'industrie.

Les deux domaines scientifiques principalement utilisés sont la géophysique et la géochimie. Ils vont permettre de connaître au mieux les caractéristiques des couches, des roches et des minéraux que ces dernières contiennent.

Exemple de prospection physique de surface : la prospection sismique

Les méthodes physiques de prospection

La géophysique permet de repérer des couches situées en profondeur, tout en restant à la surface. On peut ainsi connaître leurs formes et obtenir des premiers indices sur la composition des roches. Elle va aussi permettre de déterminer les caractéristiques physiques des roches , telle que la perméabilité ou la porosité.

Il y a donc deux types de prospection géophysique : la prospection de surface et la prospection en profondeur.

Les méthodes chimiques de prospection

La géochimie permet l'analyse des éléments constituant la roche. Elle permet de détecter les concentrations anormalement élevées d'un élément, indiquant la présence d'un minerai. C'est une méthode directe destructive (prélèvement de roches), qui permet d’analyser la composition en éléments d’une roche. Les échantillons font l'objet d'analyses chimiques visant à détecter la présence de métaux d'intérêt : ces analyses peuvent montrer une anomalie de concentration d’un élément particulier qui ne devrait pas exister dans cette roche, ou alors en faible concentration. Cela peut donc nous indiquer si nous sommes à proximité d’un dépôt particulier.

Exemple général : on considère qu’on a un dépôt enfoui de sulfures de cuivre. Si on trouve une concentration anormale de cuivre dans notre sol, on peut en conclure que l’on a un dépôt à proximité.

Mise en valeur des ressources

Aspect géologique

Lorsque la présence d'un gisement est démontrée, on étudie la géométrie, le volume et la qualité de l'éventuel minerai. Cette étude permet de déterminer quels outils vont être les plus efficaces et appropriés pour extraire et traiter le minerai. C'est l'étape d'exploration avancée^[1].

Avant de commencer la construction de la mine, il reste à prévoir les différentes conséquences environnementale, sociale et économique de la construction de la mine sur ce site, c'est l' étude de faisabilité.

L'étude de faisabilité

Aspect environnemental et social

Beaucoup de questions se posent quant à la construction de la mine. Les plus importantes concernent les dangers et nuisances qui peuvent atteindre l'homme et l'environnement.
De nombreuses nuisances sont mesurées : les nuisances sonores, les émissions de particules fines (entraînant des problèmes respiratoires), la mise en danger d'espèces animales ou végétales, la pollution des eaux, la perturbation de l'écosystème,...).

C'est à ce moment-là qu'il faut également prévoir la réhabilitation du site : comment restaurer l'environnement une fois que l'exploitation minière cessera? On procède donc à une étude d’impacts préalable pour déterminer tous ces facteurs et les limiter au maximum^[2].

Aspect économique

Le dernier impact, également très important : il faut déterminer le coût et les revenus de l’exploitation future. Une exploitation minière fonctionne comme une entreprise : elle doit être rentable. Les coûts engendrés par la construction de la mine, l'exploitation et le traitement du minerai et la réhabilitation du site ne doivent pas dépasser la valeur du minerai.

Si ces analyses se révèlent profitables pour l’entreprise, on peut alors demander l'obtention des différents permis et prendre les décisions relatives aux futurs travaux.

Prise de décisions et obtention des permis

L'obtention des permis de construction marque la transition entre l'exploration (l'étude d'un gisement) et l'exploitation (la mise en place de la mine). Différents permis doivent être obtenus : le permis environnemental, garantissant le respect de l'environnement et sa restauration après la fermeture de la mine, et le permis de construction, qui lui est lié et qui prévoit l'installation des infrastructures.