Exploitation d'un gisement

De Métaux stratégiques R21.

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Les métaux stratégiques - Les ressources du XXIème siècle

L'exploitation des métaux stratégiques fait suite à l'étape d'exploration et va se mettre en place dès l'instant où l'entreprise a donné son accord.

Elle se décompose en 3 étapes :

  • le développement de la mine (planification et construction) ;
  • l’exploitation minière à proprement parler (extraction du minerai, son traitement) ;
  • enfin, la fermeture et la réhabilitation de la mine (nettoyage, restauration et remise en état du site).
 

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Schéma des principales étapes de la phase d'exploitation


Mine ou carrière?

Les notions de "mines" ou de "carrières" sont juridiques c'est-à-dire définies par le Code Minier et sont indépendantes du fait qu'elles soient à "ciel ouvert" ou souterraines. L'emploi de l'un ou l'autre de ces termes dépend ainsi de la substance extraite. Une mine consiste en l’exploitation (obtention) d’un gisement à minéraux, considérés de grande valeur. Sont concernés : les combustibles (charbon, hydrocarbures, gaz,...), les métaux (fer, cuivre, plomb,...) et quelques autres matières minérales (sel, soufre, fluor...). Pour les produits qui ne figurent pas dans la liste, on parle de carrières, il s'agit notamment des matériaux de construction (sables, argiles, calcaires,...)[1].

Sommaire

Planification et construction de la mine

Planification

La planification prévoit les différentes installations utiles à l'extraction et au traitement du minerai, les infrastructures associées , tout en respectant l'aspect environnemental et en déterminant le rythme de production et la progression maximale de la mine.

Les aspects environnemental et social ont une part très importante dans cette étape et sont pris très au sérieux. En effet, un plan environnemental et social est mis en place pour prévoir et anticiper les différents impacts pouvant survenir au cours de l'exploitation, d'assurer la sécurité du personnel et de l'environnement. Il va également permettre de contrôler le respect des normes de l'étude de faisabilité et d'assurer une intégrité et une insertion sociale optimale (création et maintien de l'emploi par exemple).

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Construction

Après la planification, la construction de la mine peut commencer. L'enjeu principal est de mettre en place le chantier qui donnera un accès direct à la zone minéralisée. Mais il faut aussi construire des installations de traitement du minerai, des aires de gestion des résidus miniers et de l'infrastructure du site. L'ampleur et la complexité des ouvrages à réaliser durant cette phase varient énormément d'un projet à l'autre ; certaines activités sont cependant communes à tous les projets de construction de mine. Par exemple, la préparation du site : il faut déboiser et décaper le mort-terrain, en préparation de la construction des diverses installations du site. De préférence, si la qualité du mort-terrain le permet, on le met en réserve pour le réutiliser lors de la remise en état du site.

Construction de l'infrastructure de la mine

La plupart des installations et des services associés à la mine sont mis en place au cours de la phase de construction. En fonction de divers facteurs (dont l'ampleur de l'exploitation, l'emplacement et les procédés prévus pour l'extraction et le traitement du minerai), l'infrastructure peut inclure les éléments suivants :

  • des installations de transport, dont des voies d'accès au site, des routes de chantier et, dans certains cas, une piste d'atterrissage, une voie ferrée ou des installations portuaires ;
  • des installations de manutention et de traitement du minerai ;
  • des installations d'entreposage des résidus miniers ;
  • des systèmes de gestion des eaux et de traitement des eaux usées ;
  • une infrastructure énergétique, y compris un réseau de distribution d'électricité et une centrale électrique ;
  • des ateliers, des bureaux, des entrepôts et des logements ;
  • des installations d'approvisionnement en carburant et d'entreposage des carburants ;
  • des garages et des installations d'entretien des véhicules ;
  • des installations d'entreposage des explosifs ;
  • un approvisionnement en eau et un système de traitement et de distribution de l'eau potable ;
  • des installations d'élimination des déchets (y compris des incinérateurs, un site d'enfouissement et un système d'épandage).

Établissement des chantiers miniers

Pendant la phase d’exploitation, deux types de mines vont principalement être utilisées : la mine souterraine et la mine à ciel ouvert (ou open-pit).
Pour l'extraction du minerai près de la surface, on privilégie les mines à ciel ouvert. Si la zone minéralisée est de forme irrégulière ou située en profondeur, on l'exploite généralement par des méthodes souterraines.

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Exploitation de la mine

La phase d'exploitation de la mine représente la période durant laquelle on extrait le minerai de la mine pour le transformer en produit vendable. À certains endroits, la phase d'exploitation de la mine peut se poursuivre sans interruption durant une période variant de plusieurs années à quelques décennies, tandis qu'à d'autres, elle peut comprendre des périodes d'inactivité plus ou moins longues, selon l'évolution des prix des métaux.

Voici les différentes étapes régissant la phase d’exploitation de la mine :

  • Extraction du minerai.
  • Transformation du minerai en produit utilisable en métallurgie. C’est la phase dite de traitement du minerai.
  • Gestion des déchets miniers.
  • Gestion des eaux usées.
  • Remise en état progressive.

Les mines sont des lieux de travail dangereux, et les mineurs sont exposés à toutes sortes de risques: éboulements, inondations, feux et incendies, explosions, exposition aux poussières, au bruit, à la chaleur et à d’autres facteurs ambiants néfastes, ainsi que les risques d’accidents mécaniques ou électriques. La sécurité et la protection de la santé des mineurs constituent une obligation légale dans la plupart des pays (majoritairement les pays développés) sous la forme du plan de gestion, évoqué plus tôt.

Les mines à ciel ouvert

L'exploitation à ciel ouvert est la méthode privilégiée pour extraire le minerai de gisements étendus et situés près de la surface.

L’échelle des exploitations à ciel ouvert modernes varie des petites exploitations privées (produisant environ 40 000 tonnes de minerai par an) aux gros complexes industriels (produisant plus de 1 million de tonnes de minerai par an, soit l'équivalent de 100 tours Eiffel), les exploitations les plus importantes pouvant couvrir une superficie de plusieurs kilomètres carrés[2].

Voici les différentes parties d'une mine à ciel ouvert, visibles sur le schéma ci-dessous:

Présentation d'une mine à ciel ouvert
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Chantier de la mine à ciel ouvert : Cette mine est creusée grâce à de la dynamite, et à une forme en spirale afin de permettre aux camions et autres engins de pouvoir descendre au niveau de l'extraction du minerai. Ce minerai, détaché du gisement grâce à l'explosion, sera chargé dans les camions par les pelleteuses et sera emmené pour son traitement. Pour l'acheminement, des routes, des voies ferrées ou encore des voies d'eau (selon la géographie de la mine) pourront être créées.

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Stockage du minerai : avant son traitement en usine de concentration (ou de traitement).

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Stériles : ce sont les roches qui ne sont économiquement pas intéressantes, contrairement au minerai. Ils sont stockés et seront utilisés dans la construction de routes , dans l'aménagement de remblais, ou seront jetés.

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Bâtiment administratif : c'est ici qu'est géré le reste des procédés non industriels (administration, plannings de surveillance, etc.). On a également ici le matériel nécessaire aux ouvriers.

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Usine de traitement des eaux usées : l'eau utilisée sur le site est parfois contaminée en divers éléments. Il faut donc l'épurer avant de la relâcher dans l'environnement.

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Bassin de surveillance : avant d'être relâchée dans l'environnement, l'eau épurée est stockée dans ces bassins, avant de tester si elle est bien aux normes réglementaires pour ces opérations.

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Évacuation des eaux dans l'environnement via un canal.

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Usine de traitement du minerai : on va transformer ce minerai en produit brut, qui sera ensuite transporté aux industriels pour aboutir au produit fini, commercialisable dans la société. Ce procédé est expliqué dans la partie traitement.

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Les mines souterraines

Présentation

Une mine souterraine est une sorte d’usine aménagée à la surface et en profondeur en vue d’extraire de la roche les minéraux qu’elle renferme.

Il existe des mines souterraines partout dans le monde : en 2002, on compte environ 650 mines souterraines produisant annuellement plus de 150 000 tonnes de minerais (soit 15 tours Eiffel) et 6 000 mines souterraines en produisant moins de 150 000 tonnes.

La nature et les caractéristiques du gisement, la situation géographique, les conditions géologiques et les aspects économiques témoignent de la diversité de ces mines. Certaines mines sont exploitées de façon continue depuis plus d’un siècle, alors que d’autres viennent tout juste d’être ouvertes[3].

Voici les différentes parties d'une mine souterraine, visibles sur le schéma ci-dessous :

Présentation d'une mine souterraine
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Minerai : roche renfermant les minéraux utiles.

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Puits d'accès : tunnel vertical donnant accès aux galeries. Il va servir à descendre les équipements et le personnel, et les remonter avec le minerai prélevé. S'il ne comporte pas d'ascenseur pouvant permettre la descente d'engins, une rampe en spirale est créée[4].

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Puits d'aérage : permet d'assurer l'aération et la ventilation au sein de la mine.

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Chevalement : bâtiment visible en surface du puits d'accès, d'où les ouvriers peuvent accéder aux galeries via un ascenseur.

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Bâtiment de ventilation : va relayer de l'air à l'intérieur de la mine grâce au puits d'aérage qui va desservir toutes les galeries.

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Stockage du minerai.

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Stériles.

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Bâtiment administratif.

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Bassin de surveillance.

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Usine de traitement des eaux usées.

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Canal d'évacuation des eaux usées

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Usine de traitement du minerai

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Fermeture de la mine

Une fois la durée de vie de la mine atteinte (épuisement des réserves ou rentabilité trop faible), on arrive à la phase de fermeture de la mine. Dans certains cas, on peut fermer une mine temporairement et la mettre en mode de « surveillance et entretien », aussi appelé suspension temporaire. Ceci est en général effectué quand le prix des matières premières chute, en attendant un possible redressement de l'économie.

Le site est nettoyé pour que l'écosystème présent avant la construction de la mine soit restauré après la fermeture de la mine. Tous les processus de réhabilitation de l'écosystème se font en respect de l'environnement.

Cette phase de fermeture est prévue dès le plan de gestion, car elle peut durer jusqu'à une dizaine d'années. Il faut donc que toutes les opérations soient bien planifiées afin de bien respecter tous les critères évoqués.


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Jeu n°6

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Jeu sur http://zondle.fr.

Notes

  1. Site de GeoWiki.
  2. Article de Thomas A. Hethmon et Kyle B. Dotson sur les méthodes d'exploitation à ciel ouvert
  3. Article de Hans Hamrin sur les méthodes d'exploitation souterraine
  4. Site d'Explore Les Mines

Références

Le cycle de vie d'une mine en image.
Outils personnels