L’exploitation durable des ressources naturelles : une nécessité !

Le projet CONVERGENCE vient de se terminer. Ce projet français associait 55 chercheurs de multiples horizons, le Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) et des industriels. Avec l’étude de l’altération météorique des roches, le Dr. Augustin Dekoninck, chercheur au département de géologie, institut ILEE, a collaboré à l’établissement d’un modèle transposable pour l’exploitation durable des ressources naturelles. Voyage au centre de la Terre.

La tectonique des plaques

Il y a 100 millions d’années, la chaîne des Pyrénées n’existait pas.  Prolongement des Alpes, elle est le résultat de la collision entre la plaque africaine et la plaque eurasiatique, conséquence de la dérive des continents. Lorsque les plaques tectoniques entrent en collision, il se produit un soulèvement de la croute terrestre à un endroit précis, ce qui fait les chaines montagneuses, mais pas seulement.  A l’image d’une collision entre deux voitures, le pare-chocs se déforme.  Le Massif Central, moins élevé, serait un des résultats.

La géodynamique, ce sont ces mouvements et soulèvements qui entraînent à la surface des roches se trouvant auparavant en sous-sol.  Elles sont dès lors en contact avec les éléments extérieurs (climat, eau de pluie, atmosphère, végétation, …) et donc s’altèrent puis s’érodent.  Bien plus qu’une simple usure, le phénomène d’altération météorique (ou supergène) est une transformation intense des roches et minéraux, en présence d’eau.  La géodynamique est différente selon l’endroit sur le globe terrestre.  Le continent africain, par exemple, est constitué de grandes masses qui ont été très stables durant des millions d’années alors que des zones comme la France ont subi des changements plus nombreux et plus radicaux.

D’un point de vue scientifique, Augustin Dekoninck a étudié certains oxydes de manganèse riches en potassium, présents dans les roches du Massif Central.  Au contact de l’eau qui percole, des roches ou minerais naturellement riches en manganèse, produisent certains oxydes dont la structure cristallographique forme un tunnel.  Le potassium contenu dans ce tunnel se désintègre de manière naturelle, il produit de l’argon, un gaz volatile, qui reste piégé dans cette structure particulière. C’est un outil primordial qui permet la datation des périodes-clés lorsque les roches sont entrées en contact avec l’atmosphère, la biosphère et l’hydrosphère. 

Les minerais supergènes

Cela permet aussi de comprendre le contexte de formation des minerais supergènes, afin de déterminer quels métaux se concentrent dans ces systèmes, comment et quand ils se forment lors de leur interaction avec l’atmosphère (l’altération météorique). L’eau de pluie qui percole dans les roches provoque des réactions chimiques naturelles qui transforment ces minerais primaires (cuivre, fer, aluminium, manganèse, cobalt, nickel, …). Ils produisent des minerais secondaires ou « supergènes », plus concentrés, parfois d’un facteur 10. De plus, l’impact sur l’environnement est fortement réduit. L’extraction de cuivre de minéraux primaires (sulfures – contenant du souffre), par exemple, libère de l’acide sulfurique, alors que le cuivre d’origine supergène contenu dans des carbonates (malachite) n’en produit pas.

Perspectives et valorisation

Alors, quels sont les avantages de ces minerais supergènes ?  
•    Ils se situent près de la surface du sol, donc il ne faut pas creuser très profondément pour les trouver. 
•    Les roches sont plus meubles, donc plus faciles à extraire.
•    Ils sont enrichis en métaux.
•    Ce sont des oxydes ou des carbonates : ils ne produisent donc pas d’acides et donc sont moins nocifs pour l’environnement et la santé.

En revanche, la composition complexe des minerais supergènes freine leur exploitation pérenne. Cette étude fondamentale va permettre d’établir un modèle transposable à d’autres régions du gmobe, avec des implications bien concrètes. 

Dans un monde qui vise un futur à basses émissions de carbone, l’énergie verte est d’une importance capitale.  Mais les panneaux photovoltaïques, les éoliennes, les batteries, et ne l’oublions pas, nos téléphones, nécessitent des métaux issus de différents minerais ! Trouver des alternatives aux gisements classiques est donc un élément fondamental pour notre futur. 

Un séminaire de clôture du projet a eu lieu fin février.  Les données de l’étude vont prochainement être publiées en open access.

Augustin Dekoninck

Augustin Dekoninck obtient son doctorat en sciences géologiques à l’UNamur en 2019.  Il est actuellement chercheur postdoctoral et chargé de cours au sein du département de géologie (Institut ILEE).  Son domaine d’expertise est la caractérisation des minerais supergènes.

Le projet CONVERGENCE (2015- 2020)

Cofinancé par le CNRS (équivalent français du FNRS), le Bureau des Recherche Géologiques et Minières (BRGM) et la société TOTAL.  Ce projet était partagé en plusieurs sous-projets, dont la partie « Source to Sink » à laquelle de nombreux chercheurs ont participé. Augustin Dekoninck a apporté son expertise dans la caractérisation minérale et la datation des surfaces d’altération.

 

Contact : Augustin Dekoninck - augustin.dekoninck@unamur.be
Plus d'info : https://convergent-margins.com/