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2023
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Antoine Collet, Centre de Géosciences Mines ParisTech : Problème inverse en transport réactif.
Application à la récupération in situ de l’uranium
La modélisation par transport réactif est un réel atout industriel pour les exploitations de métal par
récupération in situ (ISR). |
- Eva Quéheille, Université Gustave Eiffel : Modélisation environnementale et aide à la décision pour une filière de valorisation des scories de nickel en Nouvelle-Calédonie
2022
En Nouvelle-Calédonie, une filière de valorisation des scories de nickel est envisagée dans la prochaine décennie grâce à un procédé innovant de carbonatation par le CO2 issu des émissions générées par le procédé pyrométallurgique, afin d’obtenir des produits de construction. La performance environnementale de cette filière est évaluée à travers une Analyse de Cycle de Vie prospective qui, en modélisant le système sur son territoire et dans son horizon temporel futur, permet d’identifier les meilleurs scénarios potentiels pour l’organisation de la filière, ainsi que les optimisations opérationnelles à viser.
Recyclage & Valorisation n° 78 – Septembre 2022 – pp 6-9mines & carrières n° 313 – Hors-série 32 - mai 2023 – pp 75-86
- Ottone Scammacca, AgroParisTech : La mine comme enjeu d'aménagement territorial : développement d'une approche pour comparer des scénarios miniers territoriaux testée sur l'exploitation aurifère en Guyane.
2021
Sources et cibles de risques et d’opportunités qui dépassent le périmètre du site minier, les projets miniers sont des véritables enjeux d’aménagement territorial plutôt que des simples objets industriels isolés. Cependant, les méthodes actuellement existantes en matière d’évaluation de risques et des impacts dans le domaine minier se focalisent souvent sur le site minier lui-même en négligeant le contexte socio-écologique d’installation de ces activités.
Ainsi, ce travail vise à développer et comparer, sur la base de leur niveau de risques, des scénarios miniers territoriaux (SMT). Ces scénarios représentent des potentielles stratégies de planification dans les territoires miniers pouvant répondre à des objectifs préalablement fixés par les décideurs (e.g. productivité minière, emploi lié au secteur minier, limitation des surfaces impactées).
L’approche proposée est testée sur le cas de l’exploitation aurifère en Guyane à travers un cadre méthodologique pluridisciplinaire. Des nombreuses pistes sont donc ouvertes afin d’améliorer ce cadre méthodologique le rendant de plus en plus pertinent afin de supporter la prise de décision en matière d’aménagement territorial.
mines & carrières n° 302 – Hors-série 30 - mai 2022 – 95-104
- Céline Loubière, BRGM : Apport de la modélisation numérique dans la caractérisation et l'amélioration de réacteurs de biolixiviation.
2020
Aujourd'hui, un intérêt particulier est porté à la biolixiviation en raison de la demande croissante en métaux. Elle consiste en l'utilisation de micro-organismes dans une solution acide pour récupérer les métaux, et représente une alternative là où les procédés habituels ne sont pas viables économiquement.
La biolixiviation en bassin agité et aéré a récemment été identifiée comme un procédé innovant, basé sur un compromis entre coût et vitesses de réactions. Néanmoins, l'utilisation d'un agitateur flottant implique des mouvements de fluides et des transferts de chaleur spécifiques, dépendant de la conception et des conditions opératoires.
Pour mieux comprendre ces phénomènes, leurs liens avec la réponse biologique et améliorer le procédé, deux modèles numériques sont parallèlement développés. D'un côté, la mécanique des fluides numériques (CFD) permet de décrire localement les écoulements et l'hydrodynamique. D'un autre côté, un bilan de chaleur global permet de mieux appréhender les phénomènes dominant les flux de chaleur, et de prédire la température d'équilibre dans le bassin.
mines & carrières n° 291 – Hors-série 28 - mai 2021 – pp 83-92
- Yann Foucaud, Université de Lorraine – Laboratoire GeoRessources : Valorisation du skarn à tungstène complexe de Tabuaço (Portugal).
2019
Les enjeux que représentent les skarns à tungstène en Europe et l’importance de développer des procédés écologiques, adaptables et efficaces pour leur valorisation sont mis en exergue. Pour cela, le skarn de Tabuaço, un archétype des skarns à tungstène mondiaux, a été choisi. La caractérisation minéralogique est présentée, ainsi que ses implications pour la définition du procédé et pour les essais minéralurgiques. Globalement, la flottation aux acides gras a été optimisée en matière de déprimants (carbonate et silicate de sodium) et de collecteurs grâce à la théorie des plans d’expérience. Toutefois, elle ne permet pas d’atteindre une élimination suffisante des minéraux de gangue, notamment de la fluorite. Une combinaison entre une séparation gravimétrique centrifuge (concentrateur Falcon) et une flottation a donc été étudiée afin de produire un concentré commercialisable de scheelite.
mines & carrières n° 280 – Hors-série 26 - mai 2020 – pp 70-83
- Thomas Poitrenaud, Université d'Orléans – Institut des Sciences de la Terre d'Orléans : Le gisement périgranitique à W – Au de Salau (Pyrénées, France) : histoire polyphasée d'un système minéralisé tardi-varisque.
2018
Le gisement de Salau fut le plus important gisement de tungstène français en produisant 13 950 t WO3 à partir d'un minerai à teneur particulièrement élevée (> 1,5 % WO3). Cela s’explique par sa genèse polyphasée. Un skarn à silicates calciques, rare scheelite fine et sulfures disséminés se formant vers 295 Ma est recoupé 6 Ma plus tard par une brèche à sulfures massifs (pyrrhotite dominante), or et scheelite grossière abondante qui a constitué l’essentiel du minerai exploité. Ces minéralisations, issues de deux intrusions successives (granodiorite puis leucogranite), mettent en évidence un phénomène plus global en s’inscrivant à grande échelle dans l'évolution tardi-varisque de la zone axiale des Pyrénées. La carte de paléo-thermicité Raman le démontre en étendant le district minéralisé sur plus de 7 km jusqu’en Espagne.
mines & carrières n° 269 – Hors-série 24 – mai 2019 – pp 66-78
- Blandine Gourcerol, Université Laurentienne (Canada) : Application et procédure de traitement des compilations de données issues d'analyses au LA-ICP-MS effectuées sur des sulfures aurifères.
2017
L'analyse semi-quantitative de la distribution des éléments par spectrométrie de masse à plasma induit couplée à l'ablation laser fournit des cartes de concentrations élémentaires permettant la localisation de chaque élément dans un contexte cristallin et d'établir des associations d'éléments, ainsi qu'une paragénèse cristalline. Le but de cette recherche est de mettre au point une routine de traitement consistant à intégrer les cartes de distributions élémentaires, ainsi que le traitement des données de tranches de temps individuelles associées. Cette procédure permet d'optimiser l'interprétation des donnée dans le contexte de paragenèse élémentaire, de genèse de gisements et, par extension d'exploration. Cette procédure, bien que mise en place sur des gisements sulfurés aurifères, est enclin à être applicable à n'importe quel autre type de gisement et présente donc, un intérêt majeur notamment pour l'ensemble des métaux stratégiques
mines & carrières n° 258 – Hors-série 22 – mai 2018 – pp 39-48
- Mathieu Henry, Centre Terre et Pierre (Belgique) : Projet Recyglass - Traitements minéralurgiques en vue d'une valorisation en four de verrerie de groisil de verre plat.
Une des limites spécifiques au recyclage de débris de verre plat (groisil) dans un four produisant du verre plat trempé est la présence de nickel qui provoque une casse spontanée et différée dans le temps. Un procédé alternatif de traitement final avant enfournement a été envisagé afin d'améliorer celui actuellement utilisé qui consiste, après concassage du groisil à – 10 mm, à le broyer et à effectuer ensuite une séparation magnétique afin d'en éliminer les contaminants. Un procédé alternatif a été testé au CTP, procédé dans lequel les étapes de séparation magnétique et de tamisage sont situées entre le concassage et le broyage. Ce schéma de traitement permet d'augmenter la masse de la fraction utile après purification de 75,4 à 81,9 % tout en maintenant une teneur en nickel largement inférieure à la spécification de 100 ppm et cela même sur des échantillons dopés par 5 % d'acier inoxydable.
mines & carrières n° 258 – Hors-série 22 – mai 2018 – pp 49-56
- Camille Crouzet, Université de Grenoble Alpes : Valorisation hydrothermale de coproduits et déchets ferreux par la production d'hydrogène et la récupération d'oxydes de fer : application aux laitiers d'aciérie.
2016
Le procédé, développé dans le cadre de cette étude consiste en une oxydation du fer réduit (FeO, Fe2+) en conditions hydrothermales : 150 à 350 °C et 20 à 100 bars. La température, le pH, la chimie en solution et la taille des particules sont des paramètres qui ont été optimisés afin d’améliorer la cinétique d’oxydation. Ce nouveau procédé produit de l’hydrogène (H2) de haute pureté ainsi qu’un oxyde de fer à forte valeur ajoutée, la magnétite (Fe3O4) sous forme de micro- et nanoparticules. Le procédé peut être complété par la valorisation de la matrice alcaline par stockage minéral de CO2.
mines & carrières n° 247 – Hors-série 20 – mai 2017 – pp 49-57
- Baptiste Anger, EDF : Caractérisation de sédiments fins des retenues hydroélectriques en vue d'une pré-orientation vers des filières de valorisation matière.
2015
Des sédiments de plusieurs retenues ont été caractérisés et les possibilités d’orientation de ces matériaux vers des filières industrielles (clinkers, mortiers, ciments, céramiques) ont été examinées en fonction de leurs caractéristiques propres.
mines & carrières n° 236 – Hors-série 18 – mai 2016 – pp 89-102
- Laurent Soum, Société française de céramique : Valorisation de cendres de chaufferie bois dans le secteur céramique.
Dans le cadre du projet Céracendres, il a été montré que la valorisation des cendres de chaufferies au bois dans l’industrie des céramiques (insertion de 5 % de cendres) peut apporter des améliorations en termes de résistance mécanique, des abaissements de température de cuisson et des modifications dans la couleur des produits.
mines & carrières n° 236 – Hors-série 18 – mai 2016 – pp 103-112
- Quentin Dehaine, Université de Lorraine : Métaux critiques (terres rares légères, niobium, tungstène) et étain comme coproduits de la production de kaolin – Identification et caractérisation du flux le plus favorable.
2014
Cette recherche a démontré les potentialités de gisements de minéraux industriels (kaolins de Cornouailles) comme sources de métaux critiques (terres rares, niobium, tantale, étain et tungstène). Il est notamment montré que les minéraux hôtes sont la monazite pour les terres rares légères, le rutile pour le niobium, et que les teneurs de ces éléments peuvent être estimées à partir des contenus en silice et en titane des résidus micacés de la production de kaolin.
mines & carrières n° 225 – Hors-série 16 – mai 2015 – pp 99-111
- Simon Pouget, Eiffage Travaux publics : GB5® et BB5® : optimisation granulaire des bétons bitumineux – Matériaux composites routiers à haute performance.
Cet article présente un procédé breveté d'amélioration du comportement des chaussées en économisant à la fois le bitume et certaines tranches granulométriques de granulats, aussi bien pour les couches d'assise que pour les couches de roulement, avec plusieurs exemples d'applications.
mines & carrières n° 225 – Hors-série 16 – mai 2015 – pp 113-120
- Kathy Bru, BRGM : Amélioration de la compréhension du fonctionnement d'un bassin de décantation.
2013
Un bassin de décantation est un élément essentiel de la gestion des ressources en eau utilisées par l'industrie extractive des granulats. Le site d'étude a été attentivement suivi par des mesures en continu, avant le remplissage du bassin, puis pendant son remplissage, ce qui a permis de modéliser le fonctionnement hydrogéologique du bassin et de son environnement immédiat. Les évolutions des hauteurs d'eau, des hauteurs et densités de sédiments, ainsi que de la nappe aquifère, ont ainsi permis d'évaluer l'importance des échanges entre le bassin et l'aquifère, en fonction des rejets de la carrière. Ceci ouvre la possibilité de tester différents scenarii de fonctionnement du procédé de traitement, afin d'identifier des voies de réduction des impacts sur l'environnement.
mines & carrières n° 214 – Hors-série – mai 2014 – pp 117-130
- Ludovic Moëllo, Brunone Innovation : Éléments d'amélioration pour la maintenance des cribles.
Après avoir fait le tour des modalités de fonctionnement des cribles industriels, quatre axes prioritaires à développer ont été identifiés : la maintenance, la sécurité, l'ergonomie et l'efficacité des cribles. Ceci a conduit à concevoir un nouveau type de crible, à plateaux superposés amovibles, vibrant à des fréquences différentes en fonction de la granulométrie traitée, susceptible d'apporter gain de place, accessibilité, efficacité et réduction de l'exposition des opérateurs aux poussières.
mines & carrières n° 214 – Hors-série – mai 2014 – pp 131-135
- Nathalie Gineys, Centre Terre et Pierre (Belgique) : Influence de la teneur en éléments métalliques sur les propriétés techniques et environnementales du ciment Portland.
2012
L'objectif de cette recherche est de montrer que la valorisation des déchets fortement contaminés en éléments métalliques dans le four cimentier peut être une alternative viable au procédé de stabilisation / solidification pour certains éléments traces. Les déchets visés étant pour la plupart contaminés par un élément métallique majoritaire, il a été choisi de travailler selon une approche basée sur des essais de dopage mono-élémentaire menés sur des clinkers synthétisés en laboratoire. Les éléments métalliques choisis sont Cu, Ni, Sn et Zn. Les principales raisons de ce choix sont liées à leur toxicité, à leur forte teneur dans les déchets, à leur faible teneur dans les ciments industriels et aux problèmes qu'engendrent ces éléments lors de la stabilisation / solidification. Trois axes principaux de travail ont été abordés. Tout d'abord, les quantités maximales (valeurs limites) en éléments métalliques qui peuvent être incorporées dans le clinker ont été déterminées. La seconde étape a consisté à évaluer si cette voie de valorisation pouvait être viable par rapport au traitement par stabilisation / solidification, en étudiant la réactivité des ciments produits. Enfin un système complexe simulant un cas de pollution multiple a été étudié afin d'évaluer si ce type de déchets peut être aussi valorisé dans les fours des cimenteries.
mines & carrières n° 203 – Hors-série – mai 2013 – pp 83-93
- Guillaume Tellier, Imerys : Optimisation de la compaction des poudres par vibrations sinusoïdales – Application aux stations de remplissage de grands récipients à vrac souples.
2011
La problématique soulevée est importante puisque le conditionnement des minéraux "peu denses" comme la kaolinite, la diatomite et la perlite expansée broyée est un facteur économique important tant du point de vue de la production en usine (vitesse de remplissage) que des coûts de transport (le volume étant dans ce cas le facteur limitant et pas le poids). Sur base d'une étude réalisée en laboratoire, les principales conclusions ont été appliquées avec succès à l'échelle industrielle.
mines & carrières n° 192 – Hors-série – mai 2012 – pp 30-39
- Émeline Richard, Travaux publics des Pays de Loire : Valorisation d'excédents ardoisiers.
2010
L'objectif de cette étude était la réalisation d'une plateforme de valorisation d'excédents ardoisiers qui transforme en produits commercialisables des rejets de l'industrie ardoisière, au fil de l'eau dans un premier temps, avec des perspectives d'extension qui permettraient ultérieurement la reprise de haldes entassées depuis des décennies.
mines & carrières n° 181 – Hors-série – mai 2011 – pp 67-72
- Sylvain Eckert, Vicat : Modélisation géologique et minière tridimensionnelle en carrières souterraines.
2009
Ce travail de modélisation d'un gisement complexe a pu intégrer toutes les données disparates dans un modèle cohérent, et ainsi mettre en évidence des nécessités urgentes de démarrages d'infrastructures pour assurer la continuité de la production.
mines & carrières n° 170 – Hors-série – mai 2010 – pp 75-78
- Bastien Wauthoz, Valbois (Belgique) : Possibilités marbrières des pierres siliceuses.
L'objectif du travail était de convaincre des industriels de valoriser leurs pierres marbrières siliceuses, à partir de carrières qui n'avaient jamais envisagé cette possibilité auparavant.
mines & carrières n° 163 – Hors-série – octobre 2009 – pp 62-64
- Patrick Fullenwarth, École Nationale Supérieure de Géologie de Nancy : Influence du traitement HPEMP sur la surface et la texture de pyrites de minerais réfractaires.
2008
Ce projet fait l’état des connaissances et apporte des résultats inédits sur le traitement HPEMP (High Power ElectroMagnetic Pulses), une technique non conventionnelle et innovante de fragilisation sélective des minerais réfractaires. Les travaux de recherche ont porté sur des pyrites de minerais réfractaires contenant de l’or invisible et traitées selon différents paramètres expérimentaux se voulant représentatifs des réalités industrielles (voie humide, voie sèche, intensités d’impulsions variables). Les transformations chimiques affectent les phases superficielles de la pyrite. Les principales découvertes sont l’oxydation des sulfates de fer, l’hydratation des sulfates de fer et de calcium et la néoformation de sulfates de calcium hydratés, si la pyrite de départ contient de la calcite ou de l’anhydrite. Cette dernière information est loin d’être dénuée d’intérêt puisque, dans le milieu industriel, le gypse facilite le procédé de flottation. Les transformations physiques affectent la matrice même des grains traités. À l’échelle macroscopique, une fragilisation réduisant la cohérence du matériel a été mise en évidence et quantifiée. À l’échelle microscopique, ce sont des microfractures de taille nanométrique qui ont été décelées. Elles ont un comportement de genèse variant selon l’intensité du traitement et sont à l’origine de la diminution de cohérence de la matrice réfractaire. En milieu industriel, c’est cette fragilisation qui permet de réduire l’apport coûteux d’énergie mécanique lors du broyage, aussi était-il nécessaire de comprendre, d’un point de vue plus fondamental, l’origine du phénomène.
- Aurore De Boom, Université Libre de Bruxelles (Belgique) : Étude préalable à l'élaboration d'un traitement des Refiom – Caractérisation, séparation et comportement à la solubilisation des résidus.
2007
L'incinération d'ordures ménagères génère des effluents solides, les mâchefers et les résidus d'épuration des fumées (Refiom). Ces derniers sont considérés comme déchets dangereux, principalement à cause de la lixiviation des sels (chlorures) et des métaux lourds qu'ils contiennent. De nombreuses solutions concernant le traitement des Refiom ont été proposées. Les plus répandues en Europe semblent être l'inertage (stabilisation / solidification). Les analyses et les essais réalisés dans ce travail constituent un premier pas vers l'élaboration d'un traitement des Refiom permettant leur valorisation. La séparation constitue l'idée maîtresse de ce traitement : séparer les Refiom afin d'en extraire des fractions utiles. Certaines pistes pourraient conduire à la valorisation des Refiom : séparation à la source, séparations physiques (magnétiques et granulométriques) et séparation chimique (lavage).
mines & carrières n° 159 – Hors-série – mai 2009 – pp 36-41
- Sébastien Dupray, Imperial College London (Royaume Uni) : Caractérisation de l'effet des discontinuités sur la blocométrie des enrochements naturels utilisés dans les ouvrages hydrauliques – Vers une méthode d'essai in-situ objective.
2006
Cette recherche s'intéresse essentiellement à l'effet de la géologie sur les propriétés de l'enrochement, en particulier l'intégrité de l'enrochement définie comme sa capacité à ne pas présenter de modification majeure de sa blocométrie liée à la rupture des discontinuités. Un nouvel indicateur est proposé et un nouvel essai destructif in-situ est défini - l'Essai de Fendage ln-Situ (EFIS) - ; les campagnes expérimentales réalisées en carrière sont également présentées. Enfin, il est expliqué comment utiliser l'EFIS et sa méthode d'analyse associée comme un outil de prévision de la blocométrie à prendre en compte lors du dimensionnement d'un ouvrage hydraulique, notamment pour des sites dépourvus d'enrochements de première qualité. Enfin, l'utilisation des théories développées durant ce travail aux domaines des risques rocheux et de l'abattage en carrière sera brièvement présentée.
mines & carrières n° 139 – Hors-série – juillet/août 2007 – pp 72-83