Soutenance mémoire
Une des barrières de l’enseignement de la physique chimie au Lycée est le fait dont les élèves prennent cette matière comme une science abstraite. « A quoi ça sert ? » est devenu l’habituelle question des apprenants. Cette mauvaise représentation des élèves rend la tâche du professeur ardue et engendre le faible taux de réussite. Aussi, parvient- on à faire intéresser les élèves aux activités d’apprentissage par des exemples concrets. Cet apprentissage peut se faire par le biais des actualités ou des réalités étourdissantes où se familiarisent les élèves. Cette approche peut rendre les leçons de physique ou de chimie plus attrayante. De la sorte, l’apprentissage sera plus rentable puisque l’apprenant est plus actif avec une question qui le passionne. « Tout progrès doit venir d’une action volontaire de l’enfant lui-même » disait FRÖBEL.
Le nickel et le cobalt occupent le devant de la scène de l’heure actuelle à Madagascar à cause de l’exploitation de ce minerai par la société S.I.C, Dynatec. Il s’avère difficile de ne pas en parler au niveau des élèves comme étant un sujet d’actualité et qui stimule la curiosité de ces derniers.
MINERAI DE COBALT
Origines
Le cobalt stable (59Co) est présent dans l’environnement, à une concentration moyenne de 23 ppm dans l’écorce terrestre. Sa concentration moyenne dans les eaux douces est de 1 ppb. C’est un élément essentiel à la vie, notamment en tant que noyau de la vitamine B12 (Cyanocobalamine). Les principaux minerais du cobalt sont la linnéite (sulfures de cobalt) et la cobaltine (arséniosulfure de cobalt).
Le cobalt 60 n’existe pas naturellement. Il est produit industriellement à partir de l’activation neutronique du cobalt stable. En milieu terrestre, le bruit de fond est négligeable (absence de rejets atmosphériques) et les données radio-écologiques sont expérimentales.
– Emissions par les installations nucléaires
Par ailleurs, on trouve les radiocobalts dans les réacteurs nucléaires : des phénomènes de corrosion-érosion entraînent des particules métalliques, qui se trouvent activées lors de leur passage dans le flux neutronique du réacteur. Actuellement, les radiocobalts représentent 47% de l’activité gamma totale, rejetés sous forme liquide dans les effluents, répartis entre 26,4.109Bq de58Co et 15,1.109 Bq de 60Co en 1996, pour l’ensemble des centrales nucléaires EDF. Dans le cas des usines de retraitement, le cobalt provient des assemblages combustibles sur lesquels se sont fixés des produits d’activation, sous forme d’oxydes. Lors de l’opération de dissolution du combustible, le cobalt se retrouve dans la solution de dissolution. L’activité rejetée due au 60Co se trouve essentiellement sous forme liquide dans les effluents : elle s’est élevée en 1999 à 3,21.1011Bq pour l’usine de La Hague et à 1,5.1012 Bq en 1997 pour l’usine de Sellafield [BNFL, 1997].
Propriétés : physiques, chimiques et nucléaires
a) Physiques
– Symbole : Co
– Numéro atomique : 27
– Masse atomique : 58,93
– Numéro de groupe : 8
– Numéro de période : 4
– Point de fusion : 1494°C
– Point d’ébullition : 2960 .
De couleur grisâtre et de teinte brillante et métallique, le cobalt est disponible sous beaucoup de formes comprenant le clinquant, les morceaux, la poudre, la tige et le fil. Le cobalt est un métal de transition avec les propriétés magnétiques semblables à ceux du fer. Le cobalt est présent dans les météorites.
b) Chimiques
Le cobalt est un métal gris, brillant et ferromagnétique. Il ne réagit ni avec l’eau, ni avec l’air à température ambiante. Les sels de cobalt forment des complexes et sont des oxydants.
c) Nucléaires
Les principaux isotopes radioactifs du cobalt sont le 57Co, le 58Co et le 60Co. Le 60Co présente la période radioactive la plus longue.
Principaux usages du cobalt
Le cobalt trouve l’une de ses principales applications dans la fabrication des superalliages, car il améliore la résistance mécanique, la résistance à l’usure et à la corrosion à haute température. Les superalliages à base de cobalt sont avant tout utilisés dans la fabrication d’aubes de turbines pour réacteurs d’aéronefs et de turbines pour réacteurs à gaz pour compresseurs de pipelines. Les alliages à base de cobalt ont également des applications spécialisées comme l’usinage de matériaux très durs ou lorsqu’une résistance élevée à l’abrasion est l’une de qualité requise. Dans de telles applications, les satellites représentent le plus important groupe d’alliages à base de cobalt. Dans les applications chimiques, l’oxyde de cobalt constitue un important additif pour la peinture, le verre et les céramiques. Le cobalt sert également à accroître l’adhérence de l’émail à l’acier dans certaines applications comme la fabrication d’appareil électroménager. Un composé de cobalt – molybdène -alumine est employé comme catalyseur dans les procédés de désulfuration du pétrole et d’hydrogénation.
|
Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
PREMIERE PARTIE : ETUDES BIBLIOGRAPHIQUE
I.MINERAI DE COBALT
1- Origines
2- Propriétés physiques, chimiques et nucléaires
a- Physiques
b- Chimiques
c- Nucléaires
3- Principaux usages du cobalt
a- Production mondiale
b- Réserves, production, consommation mondiale du cobalt
4- Extraction du métal cobalt
a- Etape 1 : Préparation du minerai
b- Etape 2 : Lixiviation sous pression
c- Etape 3 : Décantation à contre courant
d- Etape 4 : Neutralisation partielle
e- Etape 5 : Extraction par solvant
f- Etape 6 : Produit fini
g- Etape 7 : Neutralisation finale
II.MINERAI DE NICKEL
1- Historique
2- Propriétés physiques, chimiques et nucléaires
a- Physiques
b- Chimiques
c- Nucléaires
3- Extraction du métal nickel
a- Introduction
b- Procédés d’extraction
4- Principaux usages du nickel
DEUXIEME PARTIE : GISEMENT DE NICKEL ET COBALT A AMBATOVY MORAMANGA
RAPPORT DE LA VISITE A AMBATOVY MORAMANGA ET TAMATAVE
I- DESCRIPTION DU PROJET AMBATOVY
1- Généralité
2- La mine
a- Réhabilitation de l’empreinte de la mine
b- L’usine de préparation du minerai
3- Le pipeline
4- L’usine de transformation
5- Le parc de stockage des minéraux
6- Les produits
a- Le nickel
b- Le cobalt
c- Le sulfate d’ammonium
7- Les employés
8- La création d’emploi
9- Contributions économiques
II- EXPLOITATION DE LA MINE
1- Exploitation à ciel ouvert
2- Séquence d’exploitation
3- Méthodes d’exploitation
4- Programme d’exploitation
III- ACTIVITE DE TRAITEMENT ET DE RAFFINAGE
1- Description de l’usine de traitement
2- Traitement de minerai et raffinage des produits intermédiaires
a- Brève historique de l’hydrométallurgie
b- Schéma de préparation du minerai
c- Schéma général de l’usine de traitement et de raffinerie
d- Produits nécessaires au procédé de traitement et de raffinage
e- Traitement de la pulpe du minerai au niveau de l’usine de traitement
f- Raffinage du nickel et du cobalt au niveau
g- Processus de production du métal
TROISIEME PARTIE : ELABORATION DES FICHES PEDAGOGIQUES
I- Fiche pédagogique n°01 : fiche pour le professeur
II-Compte rendu de l’enseignement de l’identification des ions en classe de seconde au lycée privé SAINT JOSEPH ANDOHALO
III- Fiche pédagogique n°02 (professeur) : fiche pour la classe de seconde
IV- Fiche pédagogique n°03 (professeur) : fiche pour la classe de seconde
V- Fiche pédagogique n°04 (professeur) : fiche pour la classe de première S
VI- Conclusion générale
CONCLUSION GENERALE
