The Al-Cu 206 cast alloys have been widely used in automotive and aerospace industries due to the high strength and good elevated temperature properties. However, this family alloys have an extremely low upper limit for the iron content (usually less than 0.15 wt. %) because the presence of more Fe can cause a great loss of the mechanical properties, particularly the ductility. With the increasing use of the recycled aluminum alloys, the requirement for extremely low iron contents has become a main concern in terms of the manufacturing technique and cost. Therefore, manufacturing premium castings with higher iron contents has become a great challenge. In this study, the solidification behavior of the iron-rich intermetallics and the effect of alloy composition, cooling rate and solution heat treatment on the iron-rich intermetallics were systematically investigated in 206 cast alloys at 0.15, 0.3 and 0.5 wt. % Fe. The effect of the iron-rich intermetallics on the tensile properties was also evaluated. An optical microscope, a scanning electron microscope and a transmission electron microscope were used to observe the microstructures and analyze the volume fraction of the iron-rich intermetallics as well as the fracture surface. The solidification sequences of 206 cast alloys at 0.15-0.5 wt. % Fe were well established. The experimental results in the present thesis are divided into four parts. In the first part, the iron-rich intermetallics in 206 cast alloys at 0.15 wt. % Fe were studied. It was found that Chinese script a-Fe and platelet-like B-Fe can precipitate and coexist in the finally solidified alloy and the individual addition of either Mn or Si promotes the formation of a-Fe and hinders the occurrence of B-Fe. The critical cooling rate to effectively suppress the formation of B-Fe depends on the alloy composition. A casting process map is established to correlate the Mn and Si contents with cooling rate for the 206 cast alloys. In the second part, the iron-rich intermetallics in 206 cast alloys at 0.3 wt. % Fe were investigated. Platelet B-Fe and Chinese script a-Fe were observed in the solidified samples. Both the a-Fe and B-Fe phases can nucleate on the oxide films. In addition, a-Fe can also nucleate on Al6(FeMnCu) and Al3Ti particles while the earlier formed a-Fe phase can also nucleate the later formed B-Fe phase. In addition, Either Si or Mn favors the transformation of B-Fe into the a-Fe phase. At a combination of both high Mn and high Si, almost all B-Fe platelets can be converted into Chinese script a-Fe. For a cast Al-4.5Cu-0.3Fe alloy, 0.3% Mn and 0.3% Si are required to completely suppress the B-Fe phase. In the third part, the iron-rich intermetallics in 206 cast alloys at 0.5 wt. % Fe were studied. In addition to the two typical platelet B-Fe and Chinese script a-Fe phases, two extra phases, i.e. Chinese script Alm(FeMn) and platelet Al3(FeMn) were experimentally observed in the solidified alloys for the first time in the 206 cast alloys. Alm(FeMn), a-Fe and Al3(FeMn) are all possible as dominant iron-rich intermetallic phases. The individual addition of Si favors the formation of a-Fe but inhibits the precipitation of B-Fe while the individual addition of high Mn promotes the formation of Al3(FeMn). The combined addition of both Si and Mn enhances the formation of predominate a-Fe. Furthermore, the formation temperature of each iron-rich intermetallic phase decreases and the stable iron-rich intermetallic is gradually replaced by the metastable phase with increasing cooling rate. There exists a threshold cooling rate to obtain the predominant Chinese script Alm(FeMn) or a-Fe phases. Finally, the effect of iron-rich intermetallics on the tensile properties of the 206 cast alloys was performed. It was found that the tensile strengths linearly decrease with increasing iron content but higher strength are obtained for the alloys with dominant Chinese script iron-rich intermetallics than those with dominant platelet ones at similar iron levels. The 206 alloys above an iron level of 0.15% are hard to meet the minimum ductility (7%) in artificial overaging treatment (T7). However, the iron content limitation can be extended to 0.3%, or even to 0.5% to meet the 7% elongation in natural aging treatment (T4) condition under well controlled Mn and Si contents, providing the great potential to cast premium 206 alloys at high iron levels. - L'alliage Al-Cu 206 est largement utilisé dans les industries automobile et aéronautique en raison de sa grande résistance et de ses bonnes propriétés à température élevée. Toutefois, ce type d'alliage possède une faible teneur en fer (généralement une fraction massique inférieure à 0,15%), car la présence davantage de fer peut causer une diminution considérable des propriétés mécaniques. Avec l'utilisation de plus en plus croissante des alliages d'aluminium recyclé, l'exigence pour une teneur très basse en fer est devenue une préoccupation majeure en termes de technique de fabrication et de coût. Par conséquent, la fabrication de pièces de haute gamme avec une teneur élevée de fer est un très grand défi. Dans cette étude, le comportement des composés intermétalliques riches en fer au cours de la solidification et les effets de la composition de l'alliage, de la vitesse de refroidissement et de la mise en solution sur les phases intermétalliques riches en fer dans l'alliage 206 coulé à différentes teneurs massique de fer : 0,15, 0,3 et 0,5% a été étudié. L'effet des composés intermétalliques riches en fer sur les propriétés de traction a également été étudié. Un microscope optique, un microscope électronique à balayage et un microscope électronique à transmission ont été utilisés pour observer les microstructures et analyser la fraction volumique des composés intermétalliques riches en fer ainsi que la surface de rupture. Les séquences de solidification de l'alliage 206 coulé à teneur massique en fer comprise entre 0,15 ~ 0,5% ont été mis en place. Les résultats expérimentaux de la présente thèse sont divisés en quatre parties. Dans la première partie, les phases intermétalliques riches en fer dans l'alliage 206 coulé avec une teneur en fer de 0,15% ont été étudiées. Il a été constaté que la phase a-Fe à charactère chinois et B-Fe en forme de plaquettes coexistent et peuvent précipiter dans l'alliage solidifié et l'addition individuelle de Mn ou de Si favorise la formation de a-Fe et empêche l'apparition de B-Fe. La vitesse critique de refroidissement pour supprimer efficacement la formation de B-Fe dépend de la composition de l'alliage. Une carfographie du processes de coulée a été établie pour corréler entre la teneur du Mn et du Si avec un taux de refroidissement pour l'alliage 206 coulé. Dans la deuxième partie, les phases intermétalliques riches en fer dans l'alliage 206 coulé avec une teneur en fer de 0,3% ont été étudiées. Les phases à plaquettes B-Fe et celle à écriture chinoise a-Fe ont été observées dans les échantillons solidifiés. Les deux phases a-Fe et B-Fe peuvent germer sur des films d'oxyde. En outre, a-Fe peut aussi germer sur Al6(FeMnCu) et sur les particules Al3Ti, tandis que les phases a-Fe formées plus tôt peuvent également germer sur la phase B-Fe formée plus tard. En plus, ni Si ni Mn ne favorisent la transformation de la phase B-Fe en celle de a-Fe. À une combinaison du Mn et du Si élevés, presque toutes les plaquettes B-Fe peuvent être converties en phase à caractères chinois a-Fe. Pour une coulée de l'alliage Al-4,5Cu-0,3Fe, 0,3% Mn et 0,3% Si sont requis pour supprimer complètement la phase B-Fe. Dans la troisième partie, les phases intermétalliques riches en fer dans l'alliage 206 coulé avec une fraction de fer de 0,5% du poids ont été étudiées. En plus des deux phases, celle typiquement à plaquettes B-Fe et celle à écriture chinoise a-Fe, deux phases supplémentaires, c'est-à-dire, à écriture chinoise Alm(FeMn) et à plaquettes Al3(FeMn) ont été observés expérimentalement dans les alliages solidifiés pour la première fois dans l'alliage 206 coulé. Alm(FeMn), a-Fe et Al3(FeMn) sont toutes possibles comme phases intermétalliques riches en fer dominantes. L'addition individuelle de Si favorise la formation de a-Fe mais inhibe la précipitation de B-Fe, tandis que l'ajout individuel d'une grande fraction de Mn favorise la formation de Al3(FeMn). L'addition combinée de Si et de Mn améliore la formation prédominante de a-Fe. En outre, la température de formation de la phase intermétallique riche en fer diminue et la phase intermétallique riche en fer stable est progressivement remplacée par la phase métastable avec l'augmentation de la vitesse de refroidissement. Il existe un seuil de vitesse de refroidissement pour obtenir une prédominance de la phase à écriture chinoise Alm(FeMn) ou a-Fe. Enfin, l'effet des composés intermétalliques riches en fer sur les propriétés de traction de l'alliage 206 coulé a été étudié. Il a été constaté que la résistance ultime à la rupture diminue linéairement avec l'augmentation de la teneur en fer, mais une plus grande résistance à la traction est obtenue pour les alliages contenant des composés intermétalliques à écriture chinoise riches en fer que ceux à dominance de plaquettes à des teneurs similaires de fer. Les alliages 206 à teneur de fer suppérieur à 0,15% traités pas vieillissenent artificiel atteignent difficilement la ductilité minimale (7%) comparés à ceux ayant subi un traitment de type (T7). Cependant, la limitation de la teneur en fer peut être étendue à 0,3%, voire à 0,5% pour répondre à l'allongement de 7% dans le traitement de vieillissement naturel (T4) sous la condition de bien contrôler la teneur en Mn et celle en Si, ce qui fournit un grand potentiel de couler l'alliage 206 à des teneurs de fer élevées.

Les méthodes destructives des roches dures revêtent une importance capitale pour l'industrie minière. À l'heure actuelle, le forage de type mécanique, où une pièce mobile et tenace entre directement en contact avec la surface rocheuse à désintégrer, est largement utilisé. Cependant, certaines formations géologiques fortement abrasives réduisent la productivité et la rentabilité de ce forage conventionnel. Il est reconnu que certaines roches cristallines s'effritent au contact d'une source de chaleur intense et localisée. Il existe des techniques d'abattage de roc qui tirent avantage d'un tel mode de rupture. Pour être commercialement attrayante, une technique de forage thermique doit atteindre des vitesses de pénétration assez comparables à celles produites par les méthodes mécaniques. À cet effet, les brûleurs à jet supersonique ont démontré une efficacité accrue dans certaines formations géologiques. La puissance de fragmentation de ces brûleurs est redevable à leur capacité à propulser des gaz à hautes températures à de très grandes vitesses qui provoquent l'écaillage de la surface rocheuse. Au fil des décennies, de nombreux types de brûleurs à jet supersonique commerciaux ont été développés. Or, peu de données scientifiques sont disponibles ou publiées quant à leurs puissances réelles et à leurs performances thermiques. La présente recherche s'inscrit dans cette optique et vise à développer une méthode comparative qui permet la caractérisation des brûleurs à jet supersonique. Pour y parvenir, cette recherche propose dans un premier temps de cibler une plage de puissance de travail plus optimale pour chaque type de brûleur. Puis, une analyse comparative des performances thermiques est effectuée par une méthode spécifique permettant d'estimer le transfert de chaleur tout autour de la flamme. Cette procédure requiert l'utilisation d'un calorimètre cylindrique adapté à cet effet, qui permet la mesure des historiques de températures à sa surface en différents points stratégiques. Ces mesures de températures servent de conditions frontières pour le modèle numérique transitoire qui évalue le flux thermique transmis. À titre de validation, des essais de fragmentation en conditions pratiques ont été réalisés. Le projet de recherche comporte également un volet exploratoire où une approche visant le développement d'un brûleur à flux thermique cyclique est considérée. Ce développement pourrait éventuellement mener à une augmentation de l'efficacité de la technologie par fragmentation thermique.

La mine Troilus est une mine à ciel ouvert qui est la propriété de la corporation minière Inmet. Elle se situe à 175 km au nord de Chibougamau dans la portion orientale de la ceinture volcano-sédimentaire archéenne de Frotet-Evans. La stabilité des pentes rocheuses de la mine Troilus est importante pour différentes raisons : le massif est fortement folié, recoupé de failles et de réseaux de joints systématiques. Il y a différents modes de rupture possible, soit : la rupture progressive par zones de fracturation, la rupture circulaire, le glissement sur un plan ou d'un dièdre et le développement de zone d'instabilité en kink pour former des zones de rupture en flambage ou à la limite une rupture par fauchage {toppling). Tous ces types d'instabilité peuvent se produire concurremment dans le cadre de la même fosse à ciel ouvert dépendamment de l'attitude spatiale des différentes structures géologiques, de la nature de la roche et de la compétence de la roche. La conception géomécanique de la fosse, dans ces milieux rocheux, doit donc tenir compte de ces divers modes de rupture et d'instabilité des pentes rocheuses jointées et foliées. Ce projet a comme objectif d'analyser les conditions susceptibles de provoquer le développement des divers modes de rupture dans un massif rocheux fracturé dans le but de développer des critères de conception (design) et des modes de soutènement plus adéquats pour assurer la stabilité des pentes de la fosse. La démarche du projet comporte les étapes suivantes : premièrement, réaliser une compilation et une analyse structurale du gisement; deuxièmement, caractériser les propriétés mécaniques des roches et des discontinuités des murs de la fosse à l'aide des travaux antérieurs; et finalement, simuler par ordinateur les divers modes de rupture susceptibles de se développer. Ces travaux permettront de procéder à un zonage structural de la fosse, c'est-à-dire identifier les zones structurales qui contrôlent la stabilité des gradins et des murs finaux de la fosse. Dans le cadre de ce zonage, les propriétés mécaniques seront établies pour les zones homogènes. Par la suite, l'analyse de la stabilité des murs principaux de la fosse sera évaluée en fonction des modes de rupture mentionnés plus haut à l'aide de méthodes de simulation analytique adaptée aux divers modes de rupture susceptibles de se développer. Cette étude a permis de cerner quatre domaines structuraux distincts, soit : A(2A), A(2B), A(2B,2C) et B. À l'intérieur de chacun de ces domaines trois familles de discontinuités ont été identifiées. La famille verticale, la famille horizontale et la foliation se retrouvent dans chacun de ces domaines. La différence entre les domaines A(2A), A(2B,2C) et A(2B) est le pendage de la famille horizontale. Les qualificatifs entre parenthèses représentent le pendage de la fracture horizontale. Le qualificatif 2A indique un pendage entre 0 et 15°, tandis que 2B indique un pendage de 16 à 25°. Finalement, le terme 2C indique un pendage de 26 à 40°. Pour ce qui est du domaine structural B, il est caractérisé par une fracture ayant une patine d'altération verdâtre et un pendage vers la fosse. Cette famille de discontinuité a été appelée zone problématique. C'est le domaine responsable d'un nouveau design au mur ouest. A l'intérieur de chaque domaine structural les possibilités de rupture ont été identifiées à l'aide d'une étude de stéréogrammes et d'équilibre limite. Ceci a permis de cerner les différentes possibilités de rupture planaire, en coin et fauchage. Dans le cadre de cette analyse de stabilité, un facteur de sécurité de 1,3 a été utilisé comme limite entre la stabilité et l'instabilité. Cette analyse a permis de faire ressortir neuf cas de rupture en coin pour les murs secs et à l'échelle du banc individuel. Six de ces neuf cas correspondent à la zone problématique combinée à un joint vertical. Pour ce qui est de l'échelle inter-rampe, c'est le passage de la zone problématique à l'intérieur du domaine B qui crée les sept cas. La présence d'eau a un effet très important sur la stabilité des pentes. En effet, le nombre de cas de rupture en coin passe de neuf à seize avec l'application d'une pression interstitielle dans les logiciels de modélisation. Des cas de rupture planaire ont aussi été identifiés. À l'échelle du banc individuel et avec des murs secs, il est possible de retrouver onze cas de rupture planaire. Les deux familles de discontinuités les plus importantes qui présentent des ruptures de type planaire sont la foliation et la zone problématique. À l'échelle inter rampe, seulement six cas sont présents. Ils sont caractérisés par le passage de la zone problématique. La présence d'eau joue aussi un rôle important pour les cas de rupture planaire. En effet, la présence d'eau diminue grandement le facteur de sécurité de chacune des possibilités de rupture. Les abaques de Zanbak permettent de dire que les possibilités de fauchage sont limitées au couloir de déformation présent au mur ouest de la fosse 87. Ce couloir de déformation est caractérisé par le passage de grands joints de foliation majeurs et continus. Il se situe à l'intérieur des domaines A(2B) et A(2A). Les abaques de Zanbak ne tiennent pas compte de plusieurs facteurs et ceci laisse présager que les cas de fauchage pourraient être plus étendus.

Le comportement mécanique et hydraulique des massifs rocheux fracturés est grandement influencé par la dilatance produite lors du déplacement en cisaillement des fractures. La plupart des travaux de génie civil et minier impliquent le comportement mécanique de massifs rocheux recoupés de plusieurs réseaux de joints et il est primordial d'anticiper les variations de la dilatance lorsque ces milieux discontinus sont sollicités par différents types de forces externes. Une méthode de caractérisation de la dilatance en fonction du déplacement en cisaillement, sous contrainte normale nulle, est proposée. La méthode est basée sur l'analyse de la distribution des angularités des aspérités sur les profils prélevés sur les surfaces d'une fracture à l'étude. L'adaptation de la méthode de Feckers-Rengers de caractérisation de la répartition statistique de I'angularité des faces latérales des différentes irrégularités en fonction de leur largeur a été utilisée comme procédure de base. Les distributions des angles extrêmes, en fonction de la longueur de base des aspérités, ont été calculées en utilisant le logiciel « CalculDilat », spécialement conçu pour cette méthode. Ce logiciel a permis de déterminer les courbes de dilatance en fonction du déplacement en cisaillement, sous contrainte normale nulle, pour une direction de cisaillement donnée. Des essais expérimentaux de cisaillement, réalisés sur une réplique de la fracture à l'étude, avec mesure de la dilatance, ont été effectués afin de valider la méthode de calcul proposée. Les courbes de dilatance expérimentales et calculées ont été réalisées dans quatre directions différentes et, pour chacune des directions, dans les deux sens de cisaillement (dextre et senestre). Les résultats obtenus montrent que les courbes de dilatance calculées et expérimentales coïncident presque parfaitement lorsque le cisaillement est effectué selon une pente générale positive ou pratiquement nulle. Par contre, lorsque le cisaillement est effectué selon une pente générale négative, la courbe de dilatance calculée se situe au dessus de la courbe de dilatance expérimentale. La cause de cette surestimation de la dilatance est probablement attribuable au fait que la méthode ne tient pas compte de la possibilité qu'il y ait contractance lors du déplacement en cisaillement de la fracture. Les différentes courbes de dilatance expérimentales obtenues dans les différentes directions étudiées ont permis de définir l'anisotropie selon la direction de cisaillement. Les courbes de dilatance calculées ont démontré le même phénomène ce qui permet de conclure que la méthode de calcul proposée tient compte de l'anisotropie directionnelle. Les mêmes observations ont également été faites en ce qui concerne l'anisotropie selon le sens du cisaillement. Les courbes de dilatance ont été tracées selon différentes conditions d'analyse. Les résultats ont démontré que la méthode n'est pas sensible au nombre de profils utilisés pour faire les calculs mais plutôt à quels profils sont utilisés. Ce sont les grandes structures qui contrôlent le comportement de la dilatance et ce sont donc les profils passant sur ces grandes structures qui sont importants. L'intervalle d'échantillonnage utilisé sur les profils est de 0,5 mm mais l'analyse des courbes de dilatance a démontré qu'un intervalle d'échantillonnage de 2 ou 3 mm permet de tracer des courbes de dilatance tout aussi précises. En ce qui concerne le cisaillement selon une pente générale négative, la surestimation des courbes de dilatance calculées, engendrée par le fait que la méthode de calcul ne tient pas compte de la possibilité qu'il y ait de la contractance lors du déplacement en cisaillement peut être solutionnée en diminuant la valeur de l'angle de pente négative des profils aux angles maximaux ; alors, la dilatance calculée concorde nettement mieux avec les valeurs de dilatance expérimentales. L'influence d'une contrainte normale non nulle a été étudiée sur une base préliminaire. L'application d'une contrainte normale a pu être simulée par l'élimination des aspérités à faible longueur de base dans la détermination des angles extrêmes. Toutefois, le manque de données expérimentales à contrainte normale non nulle laisse un doute dans l'application de cette technique. Ainsi la relation entre la longueur de base maximale des aspérités à négliger et l'application de la contrainte normale n'a pu être déterminée avec certitude.

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Thèse univ.--Montpellier II--Géologie appliquée, 1979. / Bibliogr. p. 259-269.

La filtration sous haute pression des résidus miniers en suspension s’avère être une technique hautement efficace pour augmenter la siccité de ces résidus jusqu’à de très hautes fractions solides. Cette augmentation de siccité offre une opportunité aux industries de diminuer significativement la quantité de résidus devant être disposés. Dans cette optique, le présent travail est une étude expérimentale de la filtration sous haute pression de divers résidus miniers pour l’obtention de haute fraction solide. Le comportement rhéologique de la boue rouge pendant la filtration est aussi étudié. Les propriétés, telles que la limite d’élasticité en compression, la résistance spécifique massique et le taux de déposition des particules solides sous forme de gâteau, sont étudiées. En utilisant différentes procédures expérimentales, il a été démontré que la limite d’élasticité en compression de la boue rouge augmente exponentiellement et son comportement devient semblable à celui d’un solide au-delà d’une fraction solide massique d’environ 70%. La résistance spécifique massique du gâteau augmente linéairement selon sa fraction massique et le taux de déposition des particules solides atteint un plateau lorsque la pression de filtration dépasse 6000 kPa. Différents montages expérimentaux ont été fabriqués afin d’étudier la filtration sous haute pression des résidus miniers. Il est démontré qu’une filtration radiale au travers une enveloppe filtrante composée d’un empilement de disques métalliques compressés permet d’atteindre de hautes fractions solides puisque l’enveloppe peut résister à de très hautes pressions tout en assurant une bonne séparation solide-liquide. Différents paramètres sont étudiés, tels que la rugosité de surface, la mouillabilité du medium, l’épaisseur filtrante, la densité de plaques et la force de compression appliquée sur celles-ci. La rugosité de surface s’avère être la propriété qui influence le plus la perméabilité du filtre. L’acier inoxydable pulvérisé au jet de billes de verre et un acier recouvert de peinture cuite sont les principaux choix de médium filtrant pour la filtration des résidus miniers étudiés. Des modèles de filtration axiale et radiale de boue compressible et non-compressible sont présentés tout au long du présent travail. Ces modèles permettent d’étudier de la filtration des résidus de la production d’alumine, du bore, du fer, et de la digestion du charbon. Des procédures expérimentales de filtration sur presse hydraulique et avec pompe à déplacement positif permettent de filtrer sous haute pression ces divers résidus. Tous les résidus démontrent une bonne capacité de séparation solide-liquide à l’aide des méthodes employés, à l’exception du résidu de la production du bore. Dans le cas du bore, la taille des particules et la viscosité de la suspension offre une trop grande résistance pour obtenir une haute fraction solide.

Dans le but d'une meilleure caractérisation de l'aléa gaz dans les bassins houillers miniers ennoyés, un dispositif expérimental a été développé pour quantifier la libération du méthane depuis le charbon. Des échantillons de charbon saturés en méthane ont été soumis à des pressions hydrostatiques allant de 3 à 4,3 MPa, dans une cellule autoclave. Le protocole développé à partir du système initial et des moyens techniques apportés au cours des travaux de thèse s'est révélé opérationnel. Les résultats des expériences et leur analyse ont mis en évidence deux phénomènes : une désorption significative du méthane initialement adsorbé et l'effet de la pénétration de l'eau dans les pores du charbon sur la pression dans la cellule. Les différents niveaux de pression imposée au charbon ont montré que la fraction de méthane désorbé augmente avec la pression, du fait d'une sollicitation plus profonde des pores saturés en méthane.Les constantes d'équilibre déterminées ont été utilisées dans des modèles numériques visant à simuler la migration du méthane dans des structures minières ennoyées. Les modèles les plus simples ont montré l'importance des perméabilités du charbon et des vides miniers, ainsi que l'effet inhibiteur de l'ennoyage sur la libération de méthane. La concentration atteinte en méthane dissous est limitée par la constante de sorption attribuée au charbon et à sa teneur initiale en méthane. D'autres scénarios reprenant un contexte de gestion de la remontée des eaux de mine illustrent l'impact d'un pompage sur la sollicitation du méthane et son influence quant à une possible émission en surface, au terme d'une durée de l'ordre de la décennie, voire du siècle.

Les communautés autochtones et non autochtones de la région de Chibougamau s'inquiètent de la présence de mines sur le bassin versant de lacs fréquemment utilisés pour la pêche sportive et de subsistance. Cette étude concerne quatre lacs dont trois sont impactés par le lessivage de parcs à résidus issus de l'extraction industrielle de cuivre et de zinc. Cette recherche caractérise la pollution au mercure due à la biodisponibilité de cet élément et les risques de contamination des poissons. L'objectif est de différencier l'origine du Hg sédimentaire, entre le lessivage du bassin versant et celui des parcs à résidus, puis d'évaluer le potentiel de méthylation du Hg par rapport aux particularités biogéochimiques de ces milieux. Cette recherche utilise des indicateurs de géochimie inorganique (concentrations en métaux et métaux lourds, diffractométrie aux rayons X, granulométrie) de manière à caractériser l'intensité, l'extension géographique et l'évolution chronologique de la contamination des sédiments. Ces données sont complétées par des indicateurs organiques tels que le rapport (C/N)a et les biomarqueurs de la lignine pour caractériser le transfert de matière organique terrigène (MOT) depuis les bassins versants. Les différences observées dans la nature et l'origine de la matière organique terrigène permettent d'expliquer certaines variations des teneurs en mercure. Par ailleurs la caractérisation moléculaire de la MOT permet d'évaluer son état de dégradation. Ces nouvelles données sont mises en relation avec les teneurs en méthyle mercure afin d'expliquer dans une certaine mesure le potentiel de méthylation des milieux caractérisés. Il apparaît ainsi que des milieux situés à proximité des mines ont subi une contamination importante en Hg. Pourtant le potentiel de méthylation de ces milieux est moins élevé que celui des sédiments situés plus en aval, ayant reçu des apports en Hg moins importants. De la même façon des sédiments situés en dehors de toute influence minière ont des teneurs en Hg plus élevées que certains milieux proches des mines. Ces différences s'expliquent notamment par la quantité et la qualité de la MOT arrivant dans le système aquatique qui agit sur le métabolisme des bactéries méthylatrices.

Le secteur de Monsabrais est un centre volcano-plutonique situé au nord-ouest du Groupe de Blake River. Il est situé entre les réseaux de failles internes et externes de la caldeira de Misema, basée sur le modèle de méga-caldeira pour le Groupe de Blake River. La présence d'une séquence volcanique recoupée par un essaim de dykes radiaux et concentriques autour de la suite plutonique de Monsabrais est un facteur clé du secteur. Cet environnement est généralement très favorable pour la formation de minéralisations volcanogènes. Le projet avait pour objectif principal la mise en place et le rôle génétique des dykes sur la minéralisation. Une série de techniques ont été utilisées: cartographie et échantillonnage, étude pétrographique des échantillons frais, altérés et minéralisés, lithogéochimie des dykes et des roches encaissantes, et étude des sulfures basée sur la signature des éléments traces analysés par LA-ICP-MS. Comme résultat de l'application de ces techniques, il est possible de déterminer le caractère co-magmatique de ce système volcano-plutonique de composition intermédiaire et d'affinité magmatique transitionnelle. Les lithologies intrusives sont: dykes majeurs, dykes équigranulaires, dykes porphyriques, la suite plutonique de Monsabrais et les dykes aplitiques. Les dykes majeurs sont interprétés comme des conduits d'alimentation de la séquence volcanique. La suite plutonique de composition gabbroique à granodioritique recoupe les unités précédentes. Les dykes aplitiques de composition granodioritique à granitique sont une phase plus felsique et tardive du pluton. Les dykes équigranulaires et porphyriques recoupent les autres lithologies, et ont la même composition que le pluton, mais se distinguent texturalement par leur granulométrie plus fine. L'altération hydrothermale a une distribution diffuse interprétée comme résultant de la superposition de zones d'altération semi-conformes. Les zones d'altération sont envahissantes et se manifestent sous la forme des minéraux suivants: quartz, épidote, chlorite et carbonate. Les veines de quartz-carbonates sont considérées comme étant syn-génétiques à l'altération hydrothermale. Ces modifications sont la conséquence de l'action des fluides hydrothermaux et du lessivage d'éléments dans une zone distale suivi par leur précipitation dans une zone proximale plus chaude. La source du fluide est interprétée comme étant l'eau de mer chauffée et possiblement des fluides hydrothermaux tardifs provenant de la suite plutonique. La minéralisation est représentée par la présence de pyrite, de pyrrhotite et de chalcopyrite sous trois formes: disséminée dans la matrice de la roche, en remplissage d'amygdules et moins communément dans les veines de quartzcarbonate. La classification texturale des pyrites met en évidence deux familles qui partagent les mêmes signatures géochimiques. La pyrrhotite a une signature géochimique similaire à celle des pyrites, attestant que les sulfures résultent d'un même événement hydrothermal. De plus, ces textures et signatures géochimiques sont comparables à celles d'autres gisements volcanogènes connus. Le modèle d'évolution définit le complexe de Monsabrais comme un événement magmatique formé en deux étapes. Un premier événement extrusif responsable de la formation de la séquence volcanique, où les dykes majeurs étaient des conduits nourriciers du magma. Le deuxième événement magmatique est responsable de la mise en place de la suite plutonique. Les autres dykes sont mis en place pendant les deux événements. Ces caractéristiques appuient la présence d'une ou plusieurs chambres magmatiques. L'activité hydrothermale résulte pour la plupart de la percolation d'eau de mer durant l'édification volcanique sous marine. - The Monsabrais area is a volcano-plutonic center located at the Northwest of the Blake River Group. It is situated between the inner and outer ring faults of the interpreted Misema Caldera based on the mega caldera complex model for the Blake River. The presence of a volcanic sequence intruded by a swarm of radial and concentric dykes within the plutonic suite of Monsabrais is the key features of the sector, and commonly very favourable for volcanogenic mineralization. The project had for main objective the establishment of the genetic role of the dykes on the mineralization. A series of techniques were used: mapping and sampling, pétrographie study of fresh and altered and mineralized samples, lithogeochemistry of dykes and host rocks and sulfide studies based on trace element signature yields by LA-ICP-MS. As result of the application of those techniques, it is possible to determine the co-magmatic character of this predominant intermediate, transitional magmaticvolcanic system. The intrusive lithologies are: major dykes, equigranular dykes, porphyritic dykes, Monsabrais plutonic suite and aplitic dykes. The major gabbroic dykes are interpreted as feeder conduits for the volcanic sequence. The gabbro to granodiorite plutonic suite crosscuts the precedent units. The granodiorite to granite aplitic dykes are a late and felsic phase from the pluton. The equigranular and porphyritic dykes have the same plutonic composition but a finer granulometry and occur crosscutting the other lithologies. The hydrothermal alteration has a random distribution interpreted as resulting from the analogous overprinting of semi-conformable alteration zones. The alteration zones are represented by the pervasive alteration of the following minerals: quartz, epidote, chlorite and carbonate. The quartz-carbonate veins are considered as related to the alteration zone genesis. Those alterations are the consequence of the distal leaching of elements from the rocks by hydrothermal fluids and the following precipitation of those elements in a proximal, hotter zone. The fluid source is interpreted as heated sea water and possibly later magmaticfluids from the plutonic suite. The mineralization is manifested by the occurrence of pyrite, pyrrhotite and chalcopyrite that occur on the area in three forms: disseminated in the whole rock, filling amygdules and less recurrent in quartz-carbonate veins. The pyrite defines texturally two families that share similar elemental signatures. The pyrrhotite has similar elemental signature to the pyrite families, evidencing that sulfides result from the same event. These are chemically and texturally comparable to other known volcanogenic deposits. Evolution model defines the Monsabrais complex as a two stage magmatic event. A first extrusive event is responsible for the formation of the volcanic sequence, fed by the major dykes. The second magmatic event is responsible for the plutonic suite emplacement. The other dykes are emplaced continuously during and between both events. Those features support the presence of one or more magmatic chambers in a volcanic center with complex and long evolution magmatism. Hydrothermal activity, mostly by seawater percolation was related to the volcanic edification under water.