Soutenance mémoire
Le granulat est une matière première très demandée par les consommateurs, il est à l’amont de toute activité de construction, de réalisation d’ouvrages, d’infrastructures et dans des applications nouvelles comme la construction d’autoroutes et de béton. L’Algérie possède des potentialités importantes en ressources minérales pour le développement de l’industrie des matières de construction. Le territoire Algérien compte 1146 exploitations minières en activité dans les 48 wilayas dont 906 exploitations privées et 240 exploitations publiques (DGM, 2010). Ainsi le nombre d’exploitations privées a augmenté suite aux dispositions d’encouragement de l’investissement dans ce domaine. Par conséquent avec ce développement industriel, les problèmes de pollution commencent à se posé (Azzeddine M., 2015).
Le granite est une roche massive plutonique magmatique à texture grenue qui se caractérise par une composition minéralogique constituée de minéraux de quartz, de mica (biotite et muscovite), de feldspath potassique (orthoses) et de plagioclase. C’est un matériau naturel résistant très utilisé dans la construction, ballaste de chemin de fer, le dallage, la décoration, la sculpture. Par contre et en tant que matériaux de construction, le granite possède des propriétés intéressantes en particulier sa résistance à la compression, son abrasivité et sa grande dureté. Selon la composition chimique des granulats étudiés et l’effet de la préparation mécanique par écrasement des particules (concassage, broyage) génèrent des poussières siliceuses qui ont des effets néfastes sur l’environnement et sur l’écosystème. Toutefois la normalisation du matériau de construction exige une préparation mécanique par moyen de concassage primaire, secondaire et tertiaire jusqu’à une granulométrie inférieure à 30 µm contenant un taux significatif de fines particules de taille inférieure à 20 µm. Par conséquent, les poussières générées de cette préparation sont propagées dans l’atmosphère. Selon les statistiques (Benselhoub A, 2015 et Kharytonov M, 2017), la production de poussières dans une station de concassage est estimée entre 7 et 84 g/m2/mois dans un rayon de 100 à 200 mètres et sa nocivité résident dans la classe granulométrique inférieure à 10 µm retenue par l’appareil pulmonaire. Les poussières dont la taille est supérieure à 10 µm sont pratiquement arrêtées par les voies respiratoires, ce qui est nuisible aussi sur la santé des ouvriers opérant en carrière (Kharytonov M, 2016 et Hamouda S, 2014).
ANALYSE DE LA LITTERATURE SCIENTIFIQUE SUR LES GRANITES ; ORIGINE, FORMATION ET UTILISATION
Le granite est une roche plutonique magmatique à texture grenue, riche en quartz, qui comporte plus de feldspath alcalin que de plagioclase. Il est caractérisé par sa constitution en minéraux : quartz, feldspaths potassiques (orthoses) et plagioclases, micas (biotite et muscovite). Le granite et ses roches associées forment l’essentiel de la croûte continentale de la planète. C’est un matériau résistant très utilisé en construction, dallage, décoration, sculpture, sous l’appellation granit (figure1). Le granite est le résultat du refroidissement lent, en profondeur, de grandes masses de magma intrusif qui formeront le plus souvent des plutons, ces derniers affleurant finalement par le jeu de l’érosion qui décape les roches sus-jacentes. Ces magmas acides (c’est-à-dire relativement riches en silice) sont essentiellement le résultat de la fusion partielle de la croûte terrestre continentale. Certains granites (plagiogranites) rencontrés en petits plutons dans la croûte océanique sont, quant à eux, le résultat de la différenciation ultime de magmas basiques. Ses minéraux constitutifs sont principalement du quartz, des micas (biotite ou muscovite), des feldspaths potassiques (orthoses) et des plagioclases. Ils peuvent contenir également de la hornblende, de la magnétite, du grenat, du zircon et de l’apatite. On dénombre aujourd’hui plus de 500 couleurs de granite différentes .
Il faut dire qu‟elle possède de nombreux avantages :
✓ C‟est une roche dure, très solide, idéale pour bâtir des constructions durables et solides comme des ponts ;
✓ Elle est cohérente, formée d‟un seul bloc bien solide, contrairement aux schistes qui se débitent en plaques naturellement ou à d‟autres roches qui contiennent de nombreux points de fracture bien précis ;
✓ C‟est une roche très peu perméable : idéale pour résister aux intempéries ;
✓ C‟est aussi une roche qui ne s‟altère pas facilement à cause de l‟humidité : elle ne se dissout pas dans l‟eau et se désagrège très lentement quand on la soumet à l‟humidité.
Le granite est constitué de grains visibles à l‟œil nu dont la taille varie généralement de 2 à 10 mm. Il présente différentes couleurs selon la composition et l‟organisation des minéraux felsiques (clairs) et mafiques (foncés) qu‟il contient (CTMNC, 2015). Le granite provient du refroidissement lent d‟un magma en profondeur ce qui permet la formation de cristaux (ou grains) de tailles variées. De ce fait, les granites ne sont pas nécessairement des granites, par exemple le granite noir correspond à de l‟anorthosite constituée de feldspaths plagioclases.
Utilisation du granite
Le granite est une pierre architecturale qui est utilisée pour la production de pierre dimensionnelle de forme spécifique (souvent polie) ou encore de pierre brute. La pierre dimensionnelle de granite est habituellement extraite des carrières en larges blocs qui sont par la suite traités en usine (sciés, polis, texturés, etc.). La pierre dimensionnelle peut être employée pour la sculpture, la production de panneaux dimensionnés, la fabrication de tuiles ou les monuments funéraires. La pierre brute peut servir à la production de moellons, de dallages et de pavés. Plusieurs autres roches peuvent également servir à la production de pierres architecturales telles que le calcaire, le marbre, le grès et l‟ardoise. Au centre de la place D‟Youville, on a aménagé en 1988 une patinoire et un terrassement de carreaux de granite Rouge Royal Canadien du Manitoba. À cet endroit, le granit Noir Cambrien a été utilisé pour une plaque et quelques pierres alignées dans l‟escalier qui conduit au Palais Montcalm. Cet alignement de pierres noires marque l‟endroit où s‟élevait entre 1749 et 1875 le mur de contrescarpe qui fut construit par l‟ingénieur militaire Gaspard Chaussegros de Lery pour soutenir le glacis du système de défense de la ville fortifiée. À l‟ouest de la patinoire apparaît le magnifie que monument Les Muses. Cette belle sculpture d‟Alfred La liberté (1878-1953) est un don du Gouvernement du Québec remis à la ville de Québec pour commémorer son 375e anniversaire, en 1983. Les Muses étaient des divinités gréco-romaines des arts et des lettres. Les deux déesses debout représentent l‟éloquence et la musique, celles assises incarnent de gauche à droite, l‟architecture, la sculpture, la peinture, et la poésie lyrique. Les Muses sont posées sur un socle ovale de granite Rouge Royal Canadien. Le lustre et la couleur du granite sont bien conservés .
Production mondiale de granite
Le marché de la pierre architecturale est assujetti à des normes techniques et esthétiques, comme celles reliées à la porosité, à la dureté ou à la résistance. La vente de la pierre brute ou transformée est grandement tributaire d‟un marché international compétitif, régi par des réseaux de distribution bien établis et contrôlé par la demande pour des couleurs et des textures spécifiques selon les usages envisagés. Le prix du granit sera fonction de la demande pour cette pierre versus sa rareté. Les prix peuvent varier de 300$/m3 jusqu‟à 3500$/m3 . La taille des blocs aura une influence sur le classement de la pierre et sur le prix. En principe, plus la taille des blocs est grande, plus le prix est élevé. Les États-Unis ont importé en 2013 pour 1, 290,106 $ US de granite sous différentes formes (tranches minces et épaisses, blocs). Le Brésil est devenu le principal fournisseur de granit des État-Unis avec 47% des importations américaines. Il est suivi par la Chine (22%), l‟Inde (13%) et l‟Italie (11%) (Dolley, 2015). Le Canada comble, pour sa part, seulement 2% de ce marché (figure 3). En 2004, le Canada fournissait 11% du granit sur le marché américain (DENCO, 2005). Malgré la proximité et la qualité de son granit, le Canada a perdu énormément de part sur le marché américain. En effet, la reprise et l‟économie américaine en 2014 ne se traduit pas encore par une reprise des exportations aux États-Unis. Depuis la dernière décennie, des changements dans la façon de construire les grands immeubles (architecture) ont fait diminuer la demande pour la pierre architecturale.
Localisation des granites
Le granite est une roche qui est relativement rare à la surface de la planète : on en trouve surtout dans les profondeurs, à quelques kilomètres sous la surface du sol. Les affleurements de granite à la surface occupent souvent de grandes étendues, et se prolongent souvent sous terre sur plusieurs kilomètres ou centaines de mètres, formant de véritables gisements de granite à ciel ouvert, mais dans la majorité des cas, ces gisements sont enterrés sous terre, à plusieurs kilomètres de profondeur, sous des couches de sédiments assez épaisses. Le granite forme une bonne partie des chaînes de montagne, notamment dans les profondeurs : une bonne partie de l‟intérieur des montagnes est presque entièrement formé de granite. Les roches visibles à la surface des montagnes sont souvent granitiques, surtout pour les vielles chaînes de montagne assez bien érodées. C‟est pour cela qu‟en France, on en trouve surtout en Auvergne (dans le massif central), dans les Alpes, et les Pyrénées, les Vosges, et la Corse. Mais on en trouve aussi en Bretagne, notamment sur la côte de granite rose : cela vient du fait que la Bretagne est le reste d‟une ancienne chaine de montagne totalement érodée, qui date de plusieurs centaines de millions d‟années. Cependant, il existe des granites qui ne sont pas liés à des chaînes de montagnes. Dans les faits, une grande partie des profondeurs de la croûte continentale est formée intégralement de granites, recouverts par des roches sédimentaires. C‟est d‟ailleurs grâce au granite que la croûte continentale est moins dense que la croûte océanique : le granite a une densité très faible comparé au basalte qui compose la croûte océanique. Ces granites se trouvent surtout dans les vestiges des premiers continents, conservés à l‟intérieur des continents actuels : les cratons.
Minéraux
Chimiquement, le granite est essentiellement composé de silicium et d‟oxygène : à eux deux, Si et O représentent plus de 68 % d‟un granite, avec parfois des pointes à 80%, voire plus. Les minéraux du granite sont donc essentiellement composés d‟atomes de silicium combinés plus ou moins directement avec des atomes d‟oxygène. Le granite est ainsi une roche dite felsique, c‟est-à-dire qu‟elle contient une grande quantité de minéraux riches en silicium et oxygène, comme le Quartz ou les Feldspaths. Le Silicium n‟est capable de créer que 4 liaisons chimiques : il ne peut se lier qu‟avec 4 autres atomes, des atomes d‟Oxygène dans ce cas précis. Une fois les liaisons créent, on obtient toujours la même structure : un tétraèdre avec des atomes d‟Oxygène aux sommets, et un atome de Silicium au centre (figure 4). Ce tétraèdre a pour composition chimique : SiO4 Ces minéraux, composés d‟un grand nombre de ces tétraèdres, avec potentiellement des atomes intercalés entre ceux-ci, sont appelés des silicates. Ceux-ci sont les minéraux les plus courants dans la croûte terrestre, et nombreuses sont les roches composées d‟un grand nombre de minéraux silicatés. Le granite est principalement formé de silicates, même si tous les silicates ne se retrouvent pas dans le granite : seuls certains silicates sont présents dans tous les granites, le Quartz notamment. Suivant les silicates, les tétraèdres ne sont pas organisés de la même manière. On peut relier les tétraèdres de diverses manières : on peut les organiser en chaînes, en feuillets, etc. La structure utilisée pour ranger les tétraèdres ne sera pas la même selon les minéraux. Certains minéraux sont intégralement composés de ces tétraèdres. Mais d’autres contiennent des atomes en plus, comme du Fer ou du Magnésium, qui s’intercalent entre les tétraèdres et servent de ponts qui relient des atomes d’oxygène. Le granite est une roche dont tous les minéraux sont des silicates. Tous les granites contiennent un même ensemble de minéraux ; du Quartz ; des Feldspaths et des Micas. A côté, on peut trouver quelques minéraux accessoires en petites quantités, ou des impuretés, comme des Amphiboles. Mais la quasi-totalité du granite est composée de Quartz, Feldspaths, et de Micas. Voyons dans le détail ces minéraux.
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE I : ANALYSE DE LA LITTERATURE SCIENTIFIQUE SUR LES GRANITES ; ORIGINE, FORMATION ET UTILISATION
I.1 INTRODUCTION
I.2 UTILISATION DU GRANITE
I.3 PRODUCTION MONDIALE DE GRANITE
I.4 LOCALISATION DES GRANITES
I.5 MINERAUX
I.5.1 Quartz
I.5.2 Feldspaths
I.5.3 Micas
I.6 ASPECT DU GRANITE
I.6.1 Couleur de granite
I.6.2 Texture de Granite
I.6.3 Enclaves
I.7 FORMATION ET GENESE DE GRANITES
I.7.1 Une roche plutonique
I.7.2 Mécanismes de formation d’un granite
I.8 CLASSIFICATION MINERALOGIQUE ET CHIMIE DES MAGMAS
I.8.1 Chimie de base des granites
I.8.2 Classification de l’IUGS
I.8.3 Classification SIMA
I.8.4 Classification géodynamique
I.9 EROSION ET ALTERATION
I.9.1 Fracturation
I.9.2 Altération
I.9.3 Chaos et arènes granitiques
I.10 CONCLUSION
CHAPITRE II : APPRECIATION DES CONDITIONS GEOLOGIQUE DU GISEMENT DE KEF BOUACIDA, ET ASPECT PHYSIQUE DE LA ZONE D’ETUDE
II.1 INTRODUCTION
II.2 CADRE GEOLOGIQUE REGIONAL
II.2.1 Le socle de l‟Edough
II.2.2 Le complexe cristallophyllien
II.2.3 Les terrains sédimentaires
II.2.4 Les flyschs ou grès numidiens
II.2.5 Les flyschs sénoniens
II.2.6 Le Mio-Pliocène
II.2.7 Quaternaire
II.3 TECTONIQUE ET STRUCTURE DU MASSIF DE L‟EGOUGH
II.3.1 Déformations synmétamorphiques
II.3.2 Déformations tardives
II.4 MINERALISATIONS DU MASSIF DE L’EDOUGH
II.5 INFLUENCE DE LA FRACTURATION ET DE L’ALTERATION
II.5.1 La tectonique cassante
II.5.2 L’altération superficielle du socle
II.6 SITUATION GEOGRAPHIQUE ET PHYSIQUE DU MA SSIF DE L‟EDOUGH
II.6.1 Situation géographique
II.6.2 Présentation de l’exploitation
II.6.3 Aperçu physique
II.6.4 Aspect économique et infrastructure
II.6.5 Géomorphologie
II.6.6 Climatologie
II.6.7 Infrastructure
II.6.8 Réseau aéroportuaire
II.7 CONDITIONS D’EXPLOITATION DE LA CARRIERE DE GRANULAT KEF BOUACIDA
II.7.1 Méthode d’extraction
II.7.2 L’Ouverture des accès
II.7.3 L’Abattage à l’explosif
II.7.4 Traitement des matériaux
II.8 LES ASPECTS HYGIENES ET SECURITES
II.8.1 Sécurité au front de taille,
II.8.2 Sécurité des moyens roulants
II.8.3 Sécurité des installations fixes
II.8.4 Protection individuelle
II.8.5 Hygiène individuelle et collective
II.9 IMPACT DE L‟EXPLOITATION DES CARRIERES DE GRANITE GENERATRICES DE POUSSIERES
II.9.1 Impacts sur l’environnement
II.9.2 Mesures d’atténuation et de compensation des impacts (Sante et sécurité)
II.10 RECOMMANDATIONS UTILES EN MATIERE D‟EXPLOITATION DE CARRIERE A CIEL OUVERT
II.10.1 Fin des travaux d’exploitation et remise en état des lieux
II.10.2 Abandon ou cessation d’activité d’exploitation
II.10.3 Autres recommandations
II.11 CONCLUSION
CHAPITRE III : ANALYSE DE LA POLLUTION ATMOSPHERIQUE ; QUALITE DE L’AIR ET NORMALISATION
III.1 INTRODUCTION
III.2 DEFINITION DE LA POLLUTION ATMOSPHERIQUE
III.3 STRUCTURE DE L‟ATMOSPHERE TERRESTRE
III.3.1 La biosphère
III.3.2 La troposphère
III.3.3 La stratosphère
III.4 COMPOSITION DE L‟AIR
III.5 EMETTEURS DE LA POLLUTION ATMOSPHERIQUE
III.5.1 Emissions anthropiques
III.6 PARTICULES EN SUSPENSION PM
III.7 HYDROCARBURES NON METHANIQUES DITS NMHC (NON METHANIC HYDROCARBONS)
III.7.1 Polluants secondaires
III.7.2 Emissions naturelles
III.8 DIFFERENTES ECHELLES DE LA POLLUTION DE L‟AIR
III.9 HYDROCARBURES NON METHANIQUES DITS NMHC (NON METHANIC HYDROCARBONS)
III.9.1 Echelle locale
III.9.2 Echelle régionale
III.9.3 Echelle globale
III.10 INFLUENCE METEOROLOGIQUE SUR LA QUALITE DE L‟AIR
III.10.1 Influence du vent
III.10.2 Influence de la chaleur et de la lumière
III.10.3 Influence des pluies
III.10.4 Influence de la couche d’inversion
III.11 EFFET DES POLLUANTS SUR LA SANTE
III.11.1 Types d’exposition
III.11.2 Principaux polluants
III.12 EFFET DES POLLUANTS SUR LA FAUNE ET LA FLORE
III.13 REGLEMENTATION
III.13.1 Normes Européennes
III.13.2 Recommandations de l’O.M.S
III.13.3 Normes de qualité de l’air en Algérie
III.14 CONCLUSION
CONCLUSION GENERALE
