12 novembre 2008
L'argile de Tournemire - Labo in-situ
A Tournemire, près de Saint-Affrique (Aveyron), et à 200 mètres sous la surface du plateau du Larzac, on trouve une couche d'argile grise imperméable de 250 mètres d'épaisseur, fracturée localement, et cernée par deux aquifères. Et c'est cette imperméabilité qui intéresse les chercheurs de l'Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN) et du CNRS.
Depuis 2006, et jusqu'en 2015, ces scientifiques cherchent à prouver que l'argile est capable de stocker à long terme des déchets nucléaires radioactifs à très haute activité et à vie longue (combustible des centrales, plutonium des armes nucléaires...), et ce, dans les meilleures conditions possibles de sécurité et sur des milliers d'années.
Pour celà, ils ont transformé un ancien tunnel ferroviaire (creusé à la fin du XIXè siècle) en laboratoire in-situ grandeur nature de 1885 mètres de long. Il s'agit bien d'un lieu de recherches et non pas d'un futur lieu de stockage. Le but étant de répondre à deux questions : 1/ l'argile est-elle imperméable ? et 2/ l'imperméabilité est-elle préservée au cours du stockage ?.
De très nombreux tests mécaniques, hydrauliques, et chimiques permettent d'étudier les phénomènes contrôlant le transfert éventuel de substances radioactives, ainsi que les perturbations induites par le creusement de futures cellules de confinement de ces déchets. Ils ont ainsi mis en évidence une circulation moyenne de l'eau dans le massif argileux de 3 centimètres par million d'années !!!
13 octobre 2008
Du sable en Cévennes
Sur les hauteurs de Champclauson, près de la Grand-Combe dans le Gard, la carrière du Bayonnet exploite sur 10 hectares des grès (un banc de 40 mètres d'épaisseur) et permet de fournir en sable de qualité tout l'arrondissement alésien pendant des années, sans que son exploitation ne défigure le paysage.
Le grès est une roche sédimentaire détritique issue de l'agrégation et de la cimentation de grains de sable plus ou moins arrondis (au minimum 85 % de la composition).
Le produit traité présente 98% de silice. A l'aide d'un concasseur, les blocs de grès sont réduits à la norme 0/100 (morceaux compris entre 0 et 10 cm), puis transportés vers la station de Cadacut à l'aide de dumpers (camions à benne de chantier). Là ils sont transformés en sable, qui est ensuite lavé et rincé. Il peut être alors utilisé entre autres dans la fabrication de béton.
Dans les mêmes formations gréseuses, la région est connue pour sa forêt fossile de plantes et troncs d'arbres silicifiés. Certains de ces végétaux fossiles sont en position de vie. Ils peuvent atteindre plusieurs mètres de hauteur et plus d’un mètre de diamètre. Leur forme est soit cylindrique, soit tronconique. Ces troncs sont des arbres à port de palmier, les sigillariacées ou des arbres à port de bambous, les calamites. Ils ont près de 300 millions d'années.
19 septembre 2008
L'or blanc d'Echassières
Au coeur de l'Allier, entre Clermont-Ferrand et Montluçon, se trouve la carrière d'Echassières, qui culmine à 770 mètres d'altitude sur une quinzaine d'hectares.
C'est dans ce site que l'on exploite, depuis le 19è siècle, l'un des meilleurs kaolins d'Europe, et le seul en France. Le gisement correspond à un granite altéré composé de quartz, de mica et de feldspaths. Soumis pendant des millions d'années à des circulations souterraines d'eaux hydrothermales, les minéraux de feldspath se sont transformés peu à peu en argile : la kaolinite.
La kaolinite est un silicate hydraté d'aluminium fréquent dans les roches sédimentaires argileuses résiduelles ou détritiques, provenant de l'altération superficielle (sous climat chaud et humide) ou hydrothermale de roches magmatiques acides riches en feldspaths potassiques et pauvres en minéraux ferromagnésiens, telles que les granites.
Une centaine de tonnes de cette kaolinite est traitée par jour. Dans une laverie, elle subit des opérations de séparation et de tamisage des composants. Les particules de moins de 40 microns deviennent du kaolin après décantation, filtrage, séchage de l'eau et préparation spécifique.
Au total, c'est 20.000 tonnes de kaolin très blanc qui sont produites chaque année. Il est utilisé à 60% dans la fabrication des porcelaines, à 20% dans les carrelages, et à 20% dans les céramiques sanitaires.
Le traitement des sables permet également de récupéréer du minerai d'étain (environ 60 tonnes par an) qui est transformé au Brésil avant d'intervenir dans les soudures des composants électroniques.
L'exploitation représente actuellement un chiffre d'affaires de 4 millions d'euros par an et du travail pour 21 personnes sur le site. Les réserves sont encore estimées à une trentaine d'années, après quoi le site sera réaménagé en plan d'eau.
08 août 2008
Le retour de la Lauze
La lauze (de l'espagnol "losa" qui signifie "dalle"), est une dalle de roche à surface unie, utilisée en particulier pour les toitures. Ce type de couverture fut et reste très répandu en France, mais aussi en Espagne, au Portugal, en Albanie, en Grèce, en Bulgarie...
Le mot "lauze" ne se réfère pas à la nature du matériau, mais à sa fonction. En effet, dans le Massif central, on trouve une lauze de nature volcanique : la phonolithe (Haute-Loire, Velay, Cantal) ; Elle est calcaire dans les Causses (Larzac, Causse Méjean), dans le Périgord (Sarlat) et en Côte d'Or ; Elle est de schiste dans les Cévennes (Gard, Ardèche, Lozère) ; Mais elle peut être aussi de grès (Vosges et Haute-Saône) ou d'ardoise (Limousin).
Ici à Collonges-la-Rouge, en Corrèze, 3 types de matériaux de couverture : lauze de grès rouge au premier plan ; ardoise grise sur le grand toit au fond à droite ; et tuile classique au fond à gauche.
Le lieu où l'on trouve les lauzes s'appelle une "lauzière". D'ailleurs la Lozère signifie "l'endroit des lauzes".
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La lauze bleue de la carrière de Chabassoux, en Haute-Loire, est devenue l'or blanc du Pertuis, et fait le bonheur des professionnels de la région, qui la considère comme l'une des meilleures.
Elle est utilisée pour couvrir les monuments mais aussi les habitations traditionnelles anciennes et à rénover. En effet, la lauze, généralement épaisse, n'est pas utilisée dans le neuf, car celà impliquerait de sacrées charpentes. En plus des toits, la lauze est aussi utilisée en dallages, en parement et protection des façades, pour la confection d'escaliers, mais aussi de pierres de lavoir.
A la fin de la dernière guerre, la tuile mécanique a tué la lauze. Mais en matière de rénovation, la lauze fraîche est plus facile à travailler que l'ancienne, et la matière première manque. C'est pourquoi d'anciens sites d'exploitation sont en train de réouvrir.
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N'oublions pas non plus, parmi les meilleures lauzes, celle des ardoisières de Donzenac, appelées "Pans de Travassac", en Corrèze. Cette ardoise a une qualité telle, qu'elle est garantie imputrécible à vie !
Ces pans sont constitués de 7 filons parallèles long d'environ 2 km, orientés nord/sud et séparés par 6 couches de quartzite de quelques mètres d'épaisseur.
Les ardoisiers ont creusé parfois jusqu'à 200 mètres de profondeur, extrayant l'ardoise, tout en laissant tel quel les couches de quartzite, trop dures pour être exploitées. Au final, l'ardoise n'étant plus là, il reste de grands pans de quartzite donnant l'impression de hauts murs jusqu'à 60 mètres de haut et 300 mètres de long, laborieusement percés par endroit au marteau et au burin, frayant un passage aux ardoisiers.
Une visite impressionnante à ne pas manquer !!!
Nombreux villages de Corrèze ont utilisé cette ardoise pour leurs toits, c'est le cas notamment de Turenne :
02 août 2008
Quand la terre tremble !
Un séisme ou tremblement de terre se traduit en surface par des vibrations du sol qui proviennent de l’ébranlement des roches en profondeur. Ceci se produit suite à la libération instantanée d’énergie lentement accumulée, au moment où le seuil de rupture mécanique des roches est atteint. La théorie de la tectonique des plaques permet depuis plusieurs dizaines d’années d’expliquer la cause des séismes : la surface de la Terre ou lithosphère est constituée de plaques relativement rigides. Elles se déplacent les unes par rapport aux autres, s’affrontent : c’est à leurs jonctions qu’apparaît la majeure partie des tremblements de terre.
Le 23 juillet dernier, la terre a tremblé en Catalogne espagnole, à une vingtaine de kilomètres au sud-ouest de Girone. Avec une magnitude de 3,8 sur l'échelle de Richter, le séisme a été ressenti jusque dans le département des Pyrénées-Orientales.
Cet épisode s'inscrit dans une série de petits tremblements de terre qui secouent depuis le mois de juin le sou-sol de la Catalogne, zone de collision entre les plaques eurasienne et africaine, dans laquelle on dénombre plusieurs failles appelées "dépression de la Selva".
Cette activité sismique est en tout cas loin d'être exceptionnelle, puisqu'en moyenne 200 secousses sont relevées chaque année dans cette partie des Pyrénées. En général, les secousses ne sont pas ressenties par la population. Les plus fortes enregistrées datent en effet de 1427. Néanmoins, la dernière secousse ressentie dans le Roussillon remonte au mois de septembre 2004.
En France, 5000 séismes ont été enregistrés depuis 10 siècles ; la rareté des séismes d’intensité supérieure à 7, soit environ 4 par siècle, ne doit pas faire oublier qu’ils peuvent être très destructeurs s’ils sont localisés près des villes.
La magnitude d'un séisme se calcule grâce à l'échelle de Richter (géophysicien américain) qui a introduit cette notion en 1935. Elle correspond au logarithme de l'amplitude des vibrations enregistrées par un sismographe étalonné en fonction de leur distance à l'épicentre (= projection à la surface terrestre du foyer correspondant à la zone où le séisme est le plus important).
Il s'agit d'une échelle ouverte qui, à ce jour, ne comprend que 9 degrés. L'augmentation d'une unité correspond à une énergie sismique multipliée par 10 (un séisme de magnitude 8 est 10 fois plus important qu'un séisme de magnitude 7).
Donnée objective, elle est aujourd'hui la plus employée pour définir l'ampleur d'un séisme :
Magnitude sur l'échelle de Richter >>>>>>>>> Effets du tremblement de terre
Moins de 3,5 : le séisme est non ressenti, mais enregistré par les sismographes,
De 3,5 à 5,4 : il est souvent ressenti, mais sans dommage,
De 5,4 à 6 : légers dommages aux bâtiments bien construits, mais peut causer des dommages majeurs à d’autres bâtisses,
De 6,1 à 6,9 : peut être destructeur dans une zone de 100 km à la ronde,
De 7 à 7,9 : tremblement de terre majeur. Il peut causer de sérieux dommages sur une large surface,
Au-dessus de 8 : C’est un très grand séisme pouvant causer de très grands dommages dans des zones de plusieurs centaines de kilomètres.
Pour info, rappelons que le séisme de magnitude 5,4 qui a été ressenti de Los Angeles à San Diego en début de semaine n'a provoqué que des dégâts mineurs et des blessures légères, mais a rappelé aux habitants qu'ils habitaient une zone sismique active et souligné la nécessité de se préparer pour un tremblement de terre de grande ampleur, le très redouté "Big One".
Cette année, des scientifiques ont effectivement estimé que la Californie, qui chevauche les plaques tectoniques pacifique et nord-américaine, a 99,7% de chance de faire face à un séisme de magnitude 6,7 ou plus dans les 30 années à venir. Ce sera catastrophique !!
22 novembre 2007
Pompes en carrière
Pour des carriers, creuser la terre c'est bien souvent rencontrer l'eau.
Pour pouvoir exploiter un site à sec dans les meilleurs conditions, quand l'extraction en eau n'est pas possible, il faut recourir à l'utilisation de pompes suffisamment résistantes, car elles doivent véhiculer des eaux chargées de résidus d'abattage abrasifs, et elles doivent travailler dans des conditions parfois difficiles.
Dans les installations de traitement, lorsqu'il est nécessaire d'évacuer de tels liquides chargés, il faut que le flux ait une vitesse suffisante pour éviter la sédimentation des particules qui finiraient par augmenter les pertes de charge et par favoriser l'abrasion.
C'est donc là tout l'enjeu du choix de la pompe en fonction du liquide à évacuer, afin de garder le meilleur rapport qualité/prix.
Pour information, on peut ainsi trouver divers types de pompes : pompes centrifuges normalisées ; pompes centrifuges à liquide chargé ; pompes volumétriques dites "queue de cochon" ; pompes péristaltiques ; pompes à piston ; pompes à engrenages ; pompes à membrane ; pompes submersibles... et j'en passe !
Les caractéristiques essentielles auxquelles elles doivent répondre alors sont : le diamètre d'évacuation ; la robustesse ; la résistance à l'abrasion ; la matière constitutive de la pompe ; la vistesse de rotation ; l'étanchéité d'arbre... Humm... et là ça commence à devenir intéressant....
Et vous ? quel genre de pompe êtes-vous ?
Pompe tout terrain ? Pompe sur deux mains ?
Pompe cryomécanique ? Pompe rudimentaire ?
Pompe buccale ? Pompe à vélo ?
Pompe aux pommes ? Pompe solitaire ?
14 septembre 2007
Stromboli - Sept. 07
Stromboli est la plus orientale des 7 îles principales de l'archipel volcanique des Eoliennes au nord de la Sicile. Agé de 160.000 ans, d'une surface de 13 km2, il forme le tiers supérieur d'un strato-volcan formé par la superposition de coulées de lave et de dépôts pyroclastiques (cendres, lapillis et blocs) sur plus de 3000 m de haut depuis le fond de la Méditerranée.
Le cratère actif n'est pas dans la zone sommitale (924 m). Il se présente comme une plate-forme dans laquelle s'ouvrent des bouches éruptives plus ou moins nombreuses à l'aplomb d'une dépression en forme de fer à cheval ouverte vers le nord-ouest (750 m).
Cette dépression, appelée "Sciara del Fuoco", est due à un glissement de terrain qui a eu lieu il y a 5.000 ans. Sa morphologie est en perpétuelle évolution en fonction de l'activité du volcan.
Le volcan est célèbre pour son activité quasi permanente, marquée par des explosions périodiques, plus ou moins rythmiques, qui projettent des lambeaux de lave incandescente et des cendres. Ce type d'activité, très répandu, dit "activité strombolienne" est dû à la formation de larges poches de gaz en surpression qui remontent très rapidement au travers des conduits remplis de magma.
Depuis presque 10 ans, l'équipe scientifique franco-italienne (INGV-Catane et LPS-Saclay) réalise des mesures par télédétection des gaz émis par le Stromboli, grâce à la méthode de "Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier" qui permet d'analyser à distance et à haute résolution temporelle la composition et la température des gaz magmatiques. Cela permet de suivre avec une grande précision les variations de l'activité éruptive et d'établir des corrélations avec les signaux géophysiques.
Les résultats obtenus montrent que le dégazage magmatique, calme entre deux explosions, a une composition constante (83% de vapeur d'eau et 17% de gaz CO2, SO2, HCl, CO, COS) et une température d'équilibre de l'ordre de 700°C, qui peut monter jusqu'à 1060-1130°C en phase explosive.
Depuis au moins 2.500 ans, il est ainsi en éruption quasi permanente avec parfois quelques phases effusives (coulées de lave ex.1985 et 2003) et des paroxysmes explosifs violents (ex. 1916, 1919 et 1930).
Du 28 décembre 2002 au 7 juillet 2003, Stromboli connait une phase très active. Le paroxysme débute par la formation d'une avalanche de débris qui affecte la Sciara del Fuoco et provoque un tsunami de 6 à 10 m de haut. Celui-ci endommage les maisons situées sur la côte. Des coulées prennent alors naissance au pieds du cône Nord Est et arrivent rapidement en mer. Elle se maintiendront jusqu'au 07 juillet. Le 5 avril 2003, une explosion puissante propulse bombes et ponces sur les villages insulaires, provoquant des dégâts. Les scientifiques qui surveillent alors l'édifice en hélicoptère échappent de peu à la mort. Aucun signe précurseur n'as pu être clairement identifié. Depuis, les accès ont été limités et sont sévèrement contrôlés.
..
En mars 2007, une autre explosion a affecté le volcan, qui s'est accompagnée de nombreuses coulées de laves. Puis
l'activité s'est fortement calmée pendant quelques mois. Cet été, l'accès a été réouvert mais avec beaucoup de contraintes liées à une reprise d'activité avec projections de blocs et de cendres. Pour y avoir été passer quelques jours en septembre, il est clair que le volcan n'a pas encore retrouvé son "rythme de croisière", mais les panaches ont repris avec une fréquence de l'ordre de 10 à 15 mn. On peut monter une fois par jour en soirée à partir de 17h accompagné d'un guide local, et par groupes de 20 personnes. Pas plus de 80 personnes au sommet en même temps et un arrêt de seulement 20 mn au sommet arnachés d'un casque de protection.
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Voilà les nouvelles....
03 août 2007
Une carrière chez vous ?
L'un des aspects de mon travail est la négociation de terrains dans le cadre du développement de sites éventuels de carrières. On appelle ça obtenir la maîtrise foncière des parcelles.
Sur un site géologiquement potentiel, on commence toujours par aller voir le propriétaire, avant même d'y réaliser une campagne de sondages (cf. article "les pieds dans la boue"). Il faut en effet obtenir son accord pour toute investigation de ce type.
C'est au cadastre que l'on obtient les renseignements sur les titres de propriétés. On négocie alors un contrat de foretage avec le propriétaire des lieux, ainsi qu'un accord pour la réalisation de sondages de prospection géologique.
Le foretage est le droit exclusif d'extraire les matériaux du sous-sol moyennant une contrepartie. Ca revient à acheter les matériaux à l'aide d'une redevance qui est le plus souvent calculée sur le volume extrait en mètres cube. Ainsi, le propriétaire n'est pas exproprié, il garde son terrain.
Le contrat prend effet à l'ouverture de la carrière. Les réglements se font par échéances annuelles au prorata de la quantité extraite. Dans certains cas, le montant total peut atteindre plusieurs centaines de milliers d'euros.
En somme c'est un peu comme gagner au loto...
13 juillet 2007
Un peu d'eau ?
Dans mon métier, afin d'étudier le gisement d'un éventuel site de carrière, on effectue toujours une campagne de sondages (cf. article précédent : les pieds dans la boue) sur les terrains dont on détient, préalablement, la maîtrise foncière.
Quand le gisement est susceptible de contenir un aquifère, c'est-à-dire un terrain perméable contenant une nappe d'eau souterraine (en général il s'agit d'une nappe d'eau libre et peu profonde, appelée aussi nappe phréatique), il faut pouvoir étudier les caractéristiques de cette dernière (= profondeur, sens d'écoulement, pente appelée aussi gradient, et battement c'est-à-dire ses variations de profondeur au cours du temps, en fonction des saisons)
Pour cela, certains des sondages réalisés doivent être équipés en piézomètres. Un piézomètre est un dispositif constitué d'un tube enfoncé verticalement dans le sol par sondage, et dont la base est crépinée afin de permettre la montée de l'eau dans le tube. Le niveau d'eau que l'on pourra alors mesuré (= niveau piézométrique) à l'aide d'une sonde électrique sera représentatif du niveau de la nappe à étudier.
En effectuant un relevé mensuel, on peut ainsi sur une année se faire une idée de la variation de la nappe en fonction des saisons, et connaître les niveaux de basses et hautes eaux. C'est important de maîtriser ces données dans le cas d'une exploitation en eau avec réaménagement en étang afin de savoir si il pourra y avoir des risques de débordement, ou d'assèchement au cours du temps.
Grâce aux piézomètres, on peut aussi faire des prélèvements d'eau pour contrôler les teneurs en minéraux, en métaux et autres agents de pollution comme les bactéries, les hydrocarbures, etc… On peut également faire des tests de perméabilité, ou de débit.
Sur le terrain, le piézomètre est matérialisé par un morceau de tube métallique d'environ 50 à 80 cm de haut, fermé par un capot cadenassé. Il suffit alors de l'ouvrir (serrure triangulaire dite d'artillerie) et d'y descendre la tête métallique de la sonde électrique. Quand le voyant s'allume, on peut lire la profondeur de la nappe par rapport au niveau du sol. Quand on fait la mesure sur un maillage de plusieurs piézomètres, on connaît alors la profondeur de l'eau en plusieurs points, ce qui permet de reconstituer dans l'espace la surface en eau qui présente souvent une pente (= un gradient). La pente indique toujours le sens d'écoulement (sens de l'altitude la plus élevée en direction de l'altitude la plus basse).
Les piézomètres sont généralement placés aux extrémités du gisement, afin de pouvoir les laisser en état même pendant l'extraction des matériaux de la carrière et parfois même après le réaménagement, afin de pouvoir garder un contrôle qualitatif et quantitatif de la nappe. De plus ça permet de quadriller l'ensemble du gisement avec un minimum de points, car un tel équipement a toujours un coût non négligeable.
04 juillet 2007
Les pieds dans la boue
Dans mon métier de géologue, l'une de mes activités est le suivi de sondages dans le cadre de la prospection géologique de gisements pour l'approvisionnement en granulats (roches massives type calcaires, granites, basaltes...) ou matériaux meubles (type limons, sables et graviers, argiles...) de chantiers routiers, autoroutiers ou ferroviaires nationaux (constructions ou élargissements).
Les campagnes de sondages permettent d'obtenir des coupes verticales du terrain, et en fonction du maillage adopté, d'obtenir une géométrie assez précise du gisement prospecté. En général, on utilise une machine de type wagon-drill, sur chenilles, pas plus grande qu'un tracteur, et plusieurs jeux de tiges métalliques d'environ 3 mètres chacunes. Au bout du "train" de tiges, on utilise un outil (trépan) dont la forme est choisie en fonction du terrain foré.
On fore en général sur 10 à 15 mètres, on récupère alors les "cuttings" (= morceaux de roches qui remontent à la foration) à chaque fois qu'on change de faciès, dans des sacs à échantillons, pour des essais ultérieurs en laboratoire. On note également les arrivées d'eau éventuelles (= présence de nappes souterraines).
Les surprises sont souvent au rendez-vous, car on trouve parfois des niveaux de roches imprévus, qui peuvent s'avérer inexploitables en matériaux de chantiers. Mon travail consiste à reconstituer la coupe du gisement, tout en supervisant la foration du point de vue technique et matériel, et ce quelque soit le temps, en toute saison. C'est parfois éprouvant mais, en guise de consolation, la compagnie des foreurs est souvent fort agréable pour qui aime trainer dans la boue en bottes de caoutchouc...
