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Généralités sur le talc
Le talc : entre popularité et controverse
Le talc est communément connu comme poudre pour bébé, pourtant cette utilisation reste minime devant le large champ d’applications de ce minéral. Sans qu’on le sache, le talc reste un de nos meilleurs alliés au quotidien, vu qu’il est prisé pour une série d’utilisations., comme charge minérale dans les papiers, les plastiques, les peintures ou encore les cosmétiques… Le talc gagnera sa popularité après l’orchestration de campagnes de publicité (Fig. 1) l’intégrant comme produit destiné aux nouvelles mamans aux Etats-Unis et en Europe. Malgré tous ses bienfaits, le talc est pointé du doigt par les scientifiques et des enquêtes sont de menées visant à mettre en évidence des risques liés à l’utilisation de ce minéral, notamment la présence de Nickel dans le minerai ou son association fréquente à des minéraux asbestiformes (chrysotile, tremolite…). Des études publiées entre 1960 et 1980 ont suggéré un lien entre l’exposition au talc et le développement du cancer mésothéliome (Price, 2010). Cependant, malgré son utilisation de plus en plus controversée, la poudre blanche reste un indispensable de notre quotidien.
Le talc est un minéral assez facilement identifiable car il est le plus tendre, il se raye très facilement avec l’ongle (dureté 1 sur l’échelle de Mohs), et car son toucher est soyeux et doux grâce à ses propriétés uniques, telles que l’inertie chimique, la stabilité thermique, la faible conductivité électrique (Dellisanti et al., 2009), il est utilisé dans de nombreuses industries dont les peintures, le papier, le caoutchouc, les céramiques, les cosmétiques et les plastiques. Industriellement, le terme « talc » s’applique à une variété de roches dans lesquelles le minéral talc est prédominant, ou du moins abondant. Ceci dit, le terme « talc » est utilisé dans les deux sens, minéralogique et industriel.
Le talc : utilisations
Présent au sein de toute cuisine, des étagères des salles de bain, dans les plastiques des voitures…, le talc est un minéral utilisé depuis toujours pour toutes sortes de besoins du quotidien :
• Le talc est utilisé massivement dans l’industrie papetière à travers toutes ses étapes. Il est utilisé comme charge minérale dans le papier (Chauhan et al., 2013) et empêche aussi les résines naturelles du bois de former des masses pouvant endommager les machines (Tijero et al., 2012).
• Le talc est utilisé dans la fabrication de pièces de voitures tels que les pare-chocs et tableaux de bord, ainsi que les carcasses de machine à laver… en raison de sa lipophilie et de sa lamellarité améliorant les propriétés mécaniques et la rigidité (Maiti et Sharma, 1992).
• Le talc est utilisé comme charge minérale dans les peintures (Jubete et al., 2007) pour son inertie chimique, sa lamellarité et sa lipophilie.
• Le talc est aussi utilisé dans les faïences en leur conférant des propriétés de dilatation thermique (Grosjean, 1992).
La production de talc dans le monde
Les besoins annuels mondiaux en talc sont relativement élevés vu les nombreuses applications de ce minéral, en particulier pour les domaines de la cosmétique, de l’industrie plastique, de l’industrie des peintures et de l’industrie du papier. La production mondiale de talc (et de pyrophyllite) est d’environ 9 millions de tonnes par an. La Chine se situe en tête comme premier producteur devant les Etats-Unis et l’Inde (USGS, 2020, Table 1). La plus grande carrière de talc au monde est celle de Trimouns, située dans les Pyrénées françaises, à proximité de Luzenac .
Structure du talc
Le talc est un minéral de la famille des phyllosilicates hydroxylé de formule : Mg3Si4O10(OH)2. C’est sa structure en grandes lamelles liées par des forces électrostatiques de type Van der Waals qui lui confère des propriétés utiles dans l’industrie telles que sa douceur, son caractère lubrifiant, son hydrophobicité, son inertie chimique ou encore sa stabilité thermique .
La chimie du Talc
La formule idéale de la plupart des talcs naturels est Mg3Si4O10(OH)2. Cependant, la composition chimique peut faiblement varier et des substitutions peuvent avoir lieu. L’aluminium, le fer (Fe3+), le chrome ou le titane peuvent se substituer au silicium dans la couche tétraédrique (Brigatti et al., 2011), alors qu’au sein de la couche octaédrique, le magnésium peut quant à lui être substitué par le fer, nickel, cobalt et de faibles quantités en manganèse ou aluminium et parfois par des quantités infimes en calcium, sodium et potassium (Deer et al., 2009 ; Claverie et al., 2018). Des substitutions de l’hydrogène par le fluor restent possibles (Ross et al., 1968). Malgré les différentes substitutions ayant lieu autant dans les couches tétraédriques qu’octaédriques, le feuillet reste électriquement neutre. Tout déficit de charge dans la couche tétraédrique est compensé par un excès de charge dans la couche octaédrique.
Formation du talc
Le talc se forme généralement dans des conditions de pression et de température du faciès métamorphique « schiste vert » (De Parseval, 1992 ; Shin et Lee, 2002). Il est issu de l’altération de roches mères ultramafiques ou carbonatées magnésiennes sous l’action de fluides hydrothermaux. Pour former du talc, plusieurs paramètres doivent être réunis comme :
• Des roches mères (protolithes) de nature magnésienne ultramafique (ex. ElSharkawy, 2000 ; Tesalina et al., 2003; Yalçin and Bozkaya, 2006), carbonatée magnésienne (ex. Prochaska, 1989 ; Schandl et al., 1999, 2002 ; Hecht et al., 1999 ; Shin et Lee, 2002 ; de Parseval et al., 2004 ; Wölfler et al., 2015 ; Tahir et al., 2018) ou siliceuse (de Parseval et al., 2004).
• Des fluides hydrothermaux assurant des transferts de plusieurs composants dont MgO, CaO, SiO2, CO2 et H2O (Shin et Lee, 2002 ; Boulvais et al., 2006) ;
• Des structures tectoniques et une porosité (et/ou fracturation) de la roche permettant à ces fluides de circuler (Prochaska, 1989 ; Hecht et al., 1999 ; de Parseval et al., 2004 ; Hecht et al., 1999 ; Tornos and Spiro, 2000).
• Des conditions de température et pression adéquates pour la formation du minerai blanc, notamment une source de chaleur pouvant être d’origine magmatique liée à la mise en place d’un pluton engendrant un métamorphisme de contact (exemple : gisement de talc de Poongjeon en Corée du sud (Shin et Lee, 2002), ou bien lié à un événement métamorphique régional thermique (exemple : gisement de talc de Trimouns en France (Schärer et al., 1999 ; Boutin, 2016)).
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Table des matières
INTRODUCTION GÉNÉRALE
I. Problématique scientifique et objectifs de l’étude
II. Etat de l’art
Généralités sur le talc
1.1. Le talc : entre popularité et controverse
1.2. Le talc : utilisations
1.3. La production de talc dans le monde
1.4. Structure du talc
1.5. La chimie du Talc
1.6. Formation du talc
a. Les types de gisements de talc
b. Stabilité du talc
Les minéralisations anti-atlasiques
2.1. Les gisements liés à la phase d’extension tardi-néoprotérozoïque
2.2. Les gisements à caractère polyphasé
III. Structuration de la thèse
CHAPITRE I : CONTEXTE GÉOLOGIQUE
I. Introduction
II. Les principaux domaines structuraux au Maroc
III. Le Craton Ouest Africain
IV. La chaine de l’Anti-Atlas : la bordure nord du Craton Ouest Africain
Lithostratigraphie du Précambrien de l’Anti-Atlas
1.1. Le domaine pré-panafricain
a. Le socle paléoprotérozoïque
b. La marge passive pré-panafricaine : le Groupe de Taghdout-Lkest
c. La suite d’Ifzwane-Toudma
1.2. Le cycle cryogénien – panafricain
a. Le Groupe de Bou Azzer (la séquence ophiolitique)
b. Le Groupe d’Iriri (les formations d’arc magmatique)
1.3. La fermeture du domaine océanique : dépôts et magmatisme post-collisionels (630 – 545 Ma)
a. Le Groupe du Saghro (630-604 Ma)
b. Le Groupe de Bou Salda (571-567 Ma)
c. Le Groupe d’Ouarzazate (567-545 Ma)
1.4. Dépôt de sédiments vers la fin de l’Édiacarien et le début du Cambrien (Groupe de Tata et de Taroudant)
Evolution géodynamique de l’Anti-Atlas durant le Précambrien
Orogénèse hercynienne
V. La boutonnière de Sirwa
CHAPITRE II : MÉTHODES ET TECHNIQUES ANALYTIQUES
I. Echantillonnage
II. Pétro-minéralogie
La microscopie optique
La Diffraction des Rayons X (DRX)
La microsonde électronique
Spectrométrie d’émission ICP-OES
III. Géochronologie des roches
La datation U-Pb
1.1. Caractéristiques physiques et chimiques des zircons
1.2. Préparation de l’échantillon et extraction des zircons
1.3. Imagerie par cathodoluminescence (CL) optique
1.4. Analyse des zircons par LA-ICP-MS
La datation 40Ar/39Ar
2.1. Introduction
2.2. La méthode 40Ar/39Ar
2.3. Principes
2.4. Préparation de l’échantillon et technique d’analyse
CHAPITRE III : CARACTÉRISATIONS LITHOSTRATIGRAPHIQUE, PÉTROGRAPHIQUE ET STRUCTURALE
I. Secteur d’étude : la zone de Nkob
II. Cartographie lithologique
Les formations du Groupe de Taghdout
1.1. Les basaltes
1.2. Les dolomies non métamorphisées
1.3. Les métapélites
1.4. Les roches du gisement de talc de Nkob
1.5. Les quartzites
La Suite d’Assarag
2.1. La diorite de Tamtattarn
2.2. Le granite d’Amassine
Le Groupe de Ouarzazate
III. Caractérisation structurale
Analyse structurale du secteur d’étude
1.1. La stratification S0
1.2. La schistosité principale S1
1.3. Les failles
1.4. Les plis
1.5. La fracturation
Les éléments structuraux observable au sein du gisement de talc de Nkob
2.1. Les bandes de cisaillement
2.2. Les veines
a. Typologie
b. Relation veines-déformation
CONCLUSION GÉNÉRALE
