Les argiles nobles (pour produits réfractaires et céramiques fines) 

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SITUATION DES ETUDES SUR LES ARGILES A MADAGASCAR ASSOCIEES AU SIG

L’étude cartographique permet de situer les gisements. A l’état actuel, nous disposons d’un logiciel élaboré, ARC View, qui facilite l’étude des gisements. L’ARC View est un système d’information géographique bureautique doté d’une interface graphique ergonomique. C’est aussi un ensemble d’outils pour visualiser, explorer, interroger, modifier et analyser les différentes données prêtes à l’emploi. Dans ARC View toutes les activités se déroulent dans le cadre d’un « project. » C’est un ensemble de docume nts associés qui fonctionne pendant une session ARC view. Les projets peuvent comprendre cinq types de documents : vues, tables, diagrammes, mise en page et « script ».
Mais quel est donc le principe de SIG : un SIG établit un lien entre les entités géographiques représentées sur euncarte et les informations ou attributs qui les décrivent. Ce lien est le principe fondamental du fondement d’un logiciel SIG et fait toute la puissance de cet outil analytique et d’interrogation. Il permet en effet d’accéder aux attributs de n’importe quelle entité représentéou de localiser une entité sur une carte à partir de ses attributs.
Nous allons l’appliquer aux documents < Plan directeur d’action pour la mise en valeur des ressources du sol et de sous-sol de MADAGASCAR> (fait conjointement par la Direction des mines et de la géologie et le Bureau de Recherche Géologique et Minière en1985) Les données seront saisies sous forme d’attributs et sont stockées dans une base de données alphanumériquesOn. les associe aux entités cartographiques correspondantes. Le SIGpermet d’établir des liens entre ces attributs et les entités. Le tout se présente sous forme d’unité appelée Thème. L’ensemble de thèmes onstituec une base de données SIG que nous avons représentée- surune carte intitulée <Carte de gisements d’argiles et de kaolins> renfermant :
· Fond BD 500 (carte routière)
· Zones d’étude
· Gisements d’argiles et de kaolins
Dans ce document, nous pouvons suivre l’historique des recherches depuis 1964.
Nous avons l’occasion de participer avec la brigade du Service géologique à l’évaluation des réserves d’argiles àbriques de la région de DIEGO-SUAREZ (septembre 1980 ) dans le cadre du projet 20.000 logements.
Ainsi nous avons choisi quatre zones d’études à savoir : DIEGO-SUAREZ, TAMATAVE, MORAMANGA et ANALABE. Notre choix est basé d’abord sur notre connaissance de ces zones, ensuite sur celles de ces gisements qui sont proches de grandes villes à l’exception d’ANALABE. En effet, ce dernier est déjà mentionné par A. RAZAFIMANDIMBY comme étant un gisement de Kaolin standard

Notes sur les Argiles et Kaolin de MADAGASCAR

GENERALITES

Les argiles sont très répandues dans la nature : les roches sédimentaires contiennent 50 % de minéraux argileux, les schistes, 50 à 80 % et les roches éruptives donnent, par décomposition, des argiles.
Leur importance économique est considérable puisqu’elles sont employées dans de nombreuses industries : céramique, porcelaine, briques et tuiles, ciments, réfractaires et produits émaillés, fonderie, chimie, affinage, boues de forage, colorants, adsorption de matières organiques, pigments.
Les argiles employées dans les différentes fabrications énumérées ci-dessus sont très variables en nature en composition. Elles sont constituées par une fraction argileuse et une fraction non argileuse (quartz, feldspaths, minéraux lourds, oxydes de fer et d’alumine, matières organiques).
Les principaux gisements d’argiles sont soit autochtones, soit allochtones. Les différentes variétés peuvent avoirles utilisations suivantes :
– les kaolins (kaolinite et halloysite), en céramique, charges notamment pour le papier, le caoutchouc… et couchag e du papier, réfractaires ;
– les argiles à tuiles et briques, en poterie, produits réfractaires, briques et tuiles, agrégats légers ;
– les argiles réfractaires et à poterie, en poterie et produits réfractaires, également en briqueterie, comme charges (peintures, insecticides), boues de forages, en chimie et comme abrasifs artificiels ;
– les bentonites, en fonderie, bouletage des minerais pour les insecticides et les fongicides, en filtration, boues de forages, chimie, adsorbants ;
– les terres à foulon , pour les insecticides et les fongicides, la filtration, la chimie, les boue de forage, l’adsorption.

HISTORIQUE DES RECHERCHES DEPUIS 1964

En 1965, le BRGM exécute une étude complémentairearp puits et rainurages des argiles kaoliniques d’Anjiro – An tatabe, puis de Moramanga.
Mais c’est surtout le Service géologique qui est chargé des recherches sur les argiles en général ; il réaliseles travaux suivants :
– en 1968 : . étude du gîte de kaolin d’Anjozorobe au Nord-Est d’Antananarivo. étude du gîte de kaolin de Morombe (Nord Toliara) ;
– en 1973 : . évaluation des gisements d’argiles kaoliniques du bassin du Mangoro (Ouest Moramanga) ;
– en 1975 : . étude du gîte de glauconie de Ranonda (Betioky)
– en 1980 . évaluation des réserves d’argiles à briques de la région de Toamasina ,
. étude des gîtes de kaolins d’Analabe (Sud Antsirabe) et d’Andilana) lac Alaotra).

LES KAOLINS

Généralités sur les Kaolins

Aspect économique

L’usine de traitement pour l’obtention du kaolin es t généralement placée sur le lieu d’extraction de la matière brute, mais le lieu de consommation du kaolin peut être fort éloigné du ntrece de production (cette distance peut atteindre plusieurs milliers de kilomètres pour le kaolin papetier).
La taille minimale d’un gisement exploitable est de l’ordre de plusieurs centaines de milliers de tonnes de produits bruts situés à proximité de l’usine de traitement. Les gisements s’exploitent à ciel ouvert, avec un rapport D/E (épaisseur découverte/niveaux exploitable) faible.

Aspect géologique

Le kaolin commercialisé est un produit exclusivement constitué de kaolinite issue de l’altération des feldspaths en milieu acide, fortement lessivé et pauvre en cations. Ce kaolin est obtenu par un traitement consistant en l’épuration d’une roche-mère provenant de gisements essentiellement de deux origines :
– les gisements d’altération ou primaires, constituésd’arènes issues de la transformation en place de roches feldspathiques de diverses natures : plutonique (granite),
métamorphique (gneiss) ou sédimentaire (sables feldspathiques) ;
– les gisements sédimentaires ou secondaires provenant du transport et de la sédimentation de la kaolin des gisements précédents.

Principales utilisations

– Fabrication du papier : charge et couchage.
– Céramique fine.
– Fabrication :
. du caoutchouc : améliore la résistance mécaniqueet à l’abrasion,
. des plastiques : permet d’obtenir des surfaces très lisses, résistant aux acides,
. des peintures : charges

Critères de sélection

– Teneur minimale en kaolinite de la matière brute de l’ordre de 20 %.
– Utilisation en céramique :
. Fe2O3 + TiO2 < 3 % pour faïences, grès, vitreous,
. Fe2O3 + TiO2 < 1 % pour porcelaine,
. blancheur > 80 % sur produit cuit.
– En papeterie :
. utilisation en charge : blancheur > 80 % sur cru, granularité : 0,1 % max. > 44 microns 50 % min. < 2 microns ;
. utilisation en couchage :
blancheur > 85% sur cru,
granularité : 0,02 % max. > 44 microns, 75% min. < 2 microns ;
– Dans le caoutchouc (NFT 45 008) :
. granularité : 0,2 à 0,5% max. > 50 microns, 0,01 à 0,1% max. > 80 microns,
. matières volatiles : 2% max.,
. matières solubles : 3 % max.
– En peinture (NFT 31 101) :
. granularité : 0,5 à 0,05% max > 45 microns, 15 à 85 % min. < 2 microns,
. matières volatiles : 2 % max.,
. matières solubles : 0,5% max.,
. Perte au feu : 10 à 14 %.

Description des gisements malgaches

La production malgache de kaolin se répartit comme suit :

(Tableau n°1 : Production malgache de Kaolin de 196 5 à 1982 )

Gisements de la région d’Ampanihy ( x = 230 ; y = 140)

La kaolinite dérive ici de l’altération de leptynites feldspathiques. Elle constitue, sur le socle pénéplané, des bancs horizontaux recouverts d’une faible épaisseur de sables roux. Les impuretés sont principalement des grains de quartz et de rares paillettes de graphite. Le tableau suivant donne la composition de 10 échantillons : (Tableau n°2 : composition chimique de 10 échantillon d’Ampanihy )

Analabe ( x = 464 ; y = 651)

Le gisement d’Analabe est situé à 42 km au Sud d’Antsirabe. On y accède par une piste partant du col des Tapias en direction du col d’Analabe. Il est exploité depuis 1970 par la Société SOMADEX. Le gîte primaire est constitué par un champ de dykes de roches feldspathiques, entièrement kaolinisées, intrusifsdans les quartzites de la série schisto-quartzo-calcaire. Les dykes kaolinisés forment des « couloirs » multidirectionnels, de 100 à 1 000 m d e longueur et de 0,5 à 8 m de largeur. Le kaolin est soit massif, soit s chisteux, blanc, rouge ou brun. Des sondages exécutés en 1980 l’ont recoupé jusqu’à 25 m de profondeur. L’exploitation actuelle est de type artisanal. Aucune évaluation des réserves exploitables n’a été faiteElles. paraissent peu importantes du fait de la géométrie des panneaux exploitables.

Anjozorobe ( x = 546 ; y = 891))

Le gîte d’Anjozorobe est situé à 100 km au NE d’An tananarivo. Ce gîte secondaire forme un dépôt au confluent des rivière Lakazana et Mosanjy, près d’Ambongabe. Le kaolin est de bonne qualité et se présente en une couche de 1 à 1,20 m d’épaisseur, ous un recouvrement de 1 à 2 m. Cet indice, signalé en 1968 par le Service géologique, n’a fait l’objet d’aucune évaluation des réserves ni d’analyses.

Morombe ( x = 132,00 ; y = 475,800)

L’indice de Morombe a été signalé en 1968 par le erviceS géologique le long de la route Befandriana Sud – Morombe. Ce sont des poches de kaolin dans un système de fractures récentes.

Conclusion sur les kaolins

Les gîtes de kaolin sont relativement nombreux à Ma dagascar.
Peu de travaux d’évaluation de tonnages ont été réalisés.
Dans l’état actuel des connaissances, ce sont les gisements de la région d’Ampanihy qui offrent à première vue le tonnage le plus important puisque les réserves possibles ont été évaluées à 1,5 Mt d’un kaolin de bonne qualité, avec peu ou pas de recouvrement.

Table des matières

Introduction 
Liste des abréviations
Liste des tableaux et figures
PARTIE : I  Généralités 
I-1-Rappels sur les argiles et définitions
I-1-1-Principes de classification et terminologie
I-1-2-Les trois tableaux synoptiques de classification des argiles
I-1-3-Genèse des argiles
I-1-3-1-Par héritage
I-1-3-2-Par transformation
I-1-3-3-Par néogenèse
I-1-4-Differents types de gisements d’argiles
I-1-4-1-Gisement lié à des processus d’hydrolyses
I-1-4-2-Gisement lié à des phénomènes de transports
I-1-4-3-Gisement résultant de phénomènes d’acidolyses
I-1-5-Forme géométrique de gisements d’argiles
I-2-Situation de l’étude des argiles à MADAGASCAR associé au système d’information géographique (SIG)
I-3–Notes sur les Argiles et Kaolin de MADAGASCAR
I-3-1-Généralités
I-3-2-Historique des recherches depuis 1964
I-3-3-Les Kaolins
I-3-3-1-Généralités sur les kaolins
I-3-3-1-a-Aspect économique
I-3-3-1-b-Aspect géologique
I-3-3-1-c- Principales utilisations
I-3-3-1-d-Critère de sélection
I-3-3-2-Description des gisements malgaches
I-3-3-2-1-La production malgache de kaolin
I-3-3-2-2-Gisement de la région d’Ampanihy
I-3-3-2-3-Gisement de la région d’Andilana
I-3-3-2-4-Gisement de la région d’Analabe
I-3-3-2-5-Gisement de la région d’Anjozorobe
I-3-3-2-6- Gisement de la région de Morombe
I-3-3-3-Conclusion sur les kaolin
I-3-4-Les argiles nobles (pour produits réfractaires et céramiques fines)
I-3-4-1-Généralités sur les argiles nobles
I-3-4-1-a-Aspect économique
I-3-4-1-b-Aspect géologique
I-3-4-1-c-Critère de sélection
I-3-4-2-Description des gisements malgaches
I-3-4-2-1-Gisement du bassin de Mangoro
I-3-4-2-2-Gisement de la région d’Ambohimena
I-3-4-3-Conclusion sur les argiles nobles
I-3-5-Les bentonites
I-3-5-1-Généralités sur les bentonites
I-3-5-2-Description des gisements malgaches
I-3-5-3-Conclusion sur les bentonites
I-3-6-La glauconie
I-3-7-Autres argiles
I-3-7-1-Périphérie de Toamasina
I-3-7-2-Plaine d’Antananarivo
I-3-7-3-Région d’Ambatolampy
I-3-7-4-Bassin lacustre d’Antanifotsy
I-3-7-5-Région de Faratsiho
I-3-7-6-Bassin lacustre d’Antsirabe
I-3-7-7-Soafefy (environ de Fianarantsoa)
I-3-7-8-Cote sud-est entre Manakara et Mananjary
I-3-7-9-Argiles des bassins sédimentaires
I-3-8-Conclusion sur les argiles et kaolin
I-4-Rappels sur les méthodes d’analyses
PARTIE :II  Méthodes expérimentales 
II-1-Réalisation et présentation des données SIG
II-2-Analyse chimique globale et attaque triacide
II-2-1- Analyse chimique globale
II-2-2-Attaque triacide (détermination de silice libre)
II-2-3- Détermination de l’alumine libre
II-3- Analyse thermogravimétrique discontinue et analyse thermodilatométrique discontinue
II-4-Les méthodes d’identifications de sol applicable aux argiles
II-4-1- Analyse granulométrique
II-4-2-Les limites d’ATTERBERG
II-4-3- Les essais de compactage
II-4-4-Recherche de masse volumique
PARTIE : III  Résultats et commentaires 
III-1-Etudes géologiques et représentations cartographiques
Carte de gisement d’argiles et de kaolins (carte n° 1)
III-1-1 Moramanga
III-1-1-1 Généralités sur les gisements
III-1-1-2 Géologie du site (mode de gisement et genèse)
III-1-1-3 Estimation de réserve
III-1-1-4 Représentation cartographique (carte n°2)
III-1-1-5 Géométrie du gisement de kaolin de Moramanga
III-1-2 Diego-Suarez
III-1-2-1 Généralités sur le gisement
III-1-2-2 Géologie du site et mode de gisementd’argile
III-1-2-3 Estimation de réserve
III-1-2-4 Représentation cartographique (carte n°3)
III-1-3 Tamatave
III-1-3-1 Généralités sur le gisement
III-1-3-2 Géologie et mode de gisement d’argiles
III-1-3-3 Estimation de réserve
III-1-3-4 Représentation cartographique (carte n°4)
III-1-4- Analabe
III-1-4-1 Généralité sur le gisement
III-1-4-2 Géologie du site et mode de gisement
III-1-4-3 Estimation de réserve
III-1-4-4 Représentation cartographique (carte n°5)
III-2- Résultat d’analyse chimique globale et attaque Triacides
III-3-Résultats de l’analyse Thermogravimétrique discontinue et
analyse Thermodilatométrique discontinue
III-3-1 Graphe de l’analyse ATGd
III-3-2 Graphe de lanalyse ATDd
III-3-3 conclusion sur ATGd etATDd
III-4- Résultat du laboratoire de géotechnie et commentaire
III-4-1 Analyse granulométrique
III-4-2 Essai de compactage
III-4-3 Masse volumique des échantillons d’argiles
III-4-3-1 Masse volumique par pesé hydrostatique
III-4-3-2 Interprétation des résultats
III-4-4 Essai recherche des limites d’Atterberg
III-4-4-1 Limite de liquidité WL
III-4-4-2 Limite de plasticité WP
III-4-4-3 Indice de plasticité IP
III-4-4-4 conclusion sur ce chapitre
Conclusion générale 
Bibliographie 
Annexes 
Liste des annexes

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