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Enjeux et impacts de l'exploitation minière du bassin houiller de Ronchamp (1810/1870)Godard, Michel 16 May 2012 (has links) (PDF)
Le petit bassin minier de Ronchamp Champagney, situé dans les Vosges saônoises à environ soixante-dix kilomètres au Sud de Mulhouse, a été exploité de 1750 à 1958. Ce mémoire retrace l'histoire de l'exploitation charbonnière de 1812 à 1867, période de basculement technique au moment de la première révolution industrielle. Le mode d'extraction change de technologie et d'échelle pour stabiliser à la fois ses structures techniques et son espace d'exploitation. L'analyse prend le parti d'un double regard celui des enjeux de fond et des contraintes de surface, appréhendés principalement à partir des procès-verbaux des délibérations des conseils d'administration et des assemblées générales. Cette histoire reste liée à la vision entrepreneuriale de quelques notables locaux et à la persistance de relations familiales et personnelles. Ignorée par une métallurgie comtoise agonisante, paradoxalement la concession houillère contribue fortement au processus d'industrialisation alsacien, fournissant du charbon aux chaudières des machines à vapeur. L'histoire du bassin minier de Ronchamp, bien qu'enclavé dans son territoire, atteste néanmoins la réalité d'une modernité technique, et la quête permanente d'une rationalité productive.
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Mutations socio-spatiales et environnementales du bassin minier de Gafsa (Sud Ouest de Tunisie) : apport des outils géomatiques / Socio-spatial and environmental changes in the Gafsa mining basin (South-West of Tunisia) : contribution of geomatics toolsSalhi, Bilel 29 September 2017 (has links)
Depuis la fin du 19ème siècle, l’espace minier de Gafsa (Sud-Ouest de Tunisie) s’est spécialisé dans la mono-activité de l’extraction et l’enrichissement du phosphate pour des raisons de profits économiques certains. Avec ces exportations, l’espace a subi une dégradation intense des ressources du sol, de la couverture végétale et une détérioration avancée des zones agricoles. La gestion des infrastructures minières n’a pas su répondre aux normes environnementales et a provoqué ainsi des inégalités sociales et spatiales et a accentué le niveau des risques environnementaux.L’activité minière a été à l’origine de la naissance et de la genèse des villes minières dans le Bassin Minier de Gafsa (BMG). La formation de cités spontanées a provoqué la désarticulation du tissu urbain. Les extensions urbaines notamment l’expansion des quartiers anarchiques, s’étendant vers les laveries et vers les mines, ont créé ainsi des conflits avec le domaine phosphatier. Tenant compte de la complexité des multiples aspects sociaux, spatiaux et environnementaux du BMG, nous avons utilisé à la fois l’approche géographique classique et l’approche géomatique qui nous a semblé appropriée pour aider à la prise de décision. L’intérêt de cette dernière approche permet d’identifier, d’analyser, et de modéliser l’état des lieux, les mutations urbaines et environnementales en relation avec la croissance spatiale-minière. Les principaux résultats permettent d’avoir une banque de données statistiques et cartographiques, à différentes échelles, pour une vision synthétique et une meilleure compréhension du BMG et de réaliser un modèle d’aide à la décision. / Since the end of the 19th century, the mining area of Gafsa (south-west Tunisia) has specialized in the single-activity extraction and enrichment of phosphate for reasons of economic profits. With these exports, this area has suffered an intense degradation of soil resources, vegetation cover and an advanced deterioration of agricultural areas. The management of the mining infrastructure has failed to meet environmental standards, causing social and spatial inequalities and increasing the level of environmental risks.The mining activity was at the origin of the birth and genesis of the mining towns in the Basin of Gafsa (BMG). The formation of spontaneous cities has caused the disarticulation of the urbanization. Urban extensions, including the expansion of anarchic cities, extending to laundries and to mines, thus created conflicts with the phosphatier domain. All these factors make costly and complicated attempts at development and rehabilitation that mining companies do not dare to commit.Taking into account the complexity of the many social, spatial and environmental aspects of the BMG, we used both the classical geographical approach and the geomatics approach that seemed appropriate for better decision-making. The interest of this latter approach makes it possible to identify, analyze, and model the state of the sites, the urban and environmental mutations in relation to the spatial-mining growth.
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Évaluation environnementale et géométallurgique de minerais sulfurés polymétalliques, basée sur une approche minéralogique pluridisciplinaire / Environmental assessment of polymetallic sulfide ores based on a multidisciplinary approachChopard, Aurélie 20 December 2016 (has links)
Ce travail de thèse a pour objectif de développer une méthodologie permettant de prédire l’impact environnemental des futurs projets miniers, dès l’étape d’exploration. Le drainage minier acide, connu comme le principal problème environnemental des gisements sulfurés, se produit lors de l’oxydation des sulfures par l’oxygène et l’eau. Des échantillons de sulfures et sulfosels ont été soumis à des tests géochimiques afin d’étudier leur taux de réactivité. Les minéraux ont été classés par ordre décroissant: gersdorffite > pyrrhotite > arsénopyrite > Ni-pyrite > Ni-pyrrhotite > Fe-sphalérite > pyrite > galène > chalcopyrite. L’influence des interactions galvaniques sur le taux de réactivité de la pyrite, la chalcopyrite et la sphalérite a été étudiée. La pyrite est protégée galvaniquement en présence de chalcopyrite mais n’est pas complètement protégée en présence de sphalérite. Des mélanges synthétiques de minéraux purs ont permis la modification du calcul de potentiel de génération d’acidité par l’ajout d’un facteur cinétique, basée sur les équations de Paktunc (1999) et Bouzahzah et al. (2013). Dix minerais polymétalliques et aurifères ont été caractérisés selon une méthodologie pluridisciplinaire. La caractérisation minéralogique des minerais a permis de connaître leur composition minéralogique quantitative et de détecter les éléments contaminants ainsi que leur spéciation. Une méthode automatisée de quantification minéralogique basée sur la microscopie optique multispectrale a été développée. Cette innovation vise à développer la microscopie optique pour des applications métallurgiques et environnementales de routine / This thesis proposes the implementation of a reliable methodology, based on the characterization of ores at the exploration stage. The main environmental issues for the mining industry are acid mine drainage and contaminated neutral drainage. Sulfides and sulfosalts, when in contact with water and oxygen, oxidize at different rates, resulting in the production of acid and release of various contaminants. Samples of pure sulfides were submitted to geochemical testing to determine their oxidation rates. The pure minerals can be ordered from the highest to the lowest reactivity as: gersdorffite > pyrrhotite > arsenopyrite > Ni-pyrite > Ni-pyrrhotite > Fe-sphalerite > pyrite > galena > chalcopyrite. Galvanic interactions between pyrite, chalcopyrite, and sphalerite were geochemically investigated. Pyrite was galvanically protected in presence of chalcopyrite, and partially protected in presence of sphalerite. Five synthetic tailings, simulating realistic tailings sulfides compositions, were prepared to compare geochemical behaviors and produce a better assessment of the acid-generation potential (AP). A new method is proposed by adding a kinetic factor. Ten polymetallic and gold sulfide ores were fully characterized with multidisciplinary techniques. Mineralogical investigations allowed for the mineralogical quantification of the ores, and for the knowledge of trace elements and their speciation. A method was developed to automatically quantify sulfides by multispectral optical microscopy. Detailed mineralogical work can save time and money and allows detecting the problems at the beginning of mining developments, improving mine waste management and mine closure planning
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Valorisation des rejets miniers à faible teneur en sulfures comme granulats pour mortiers / The reuse of low sulfide mineArgane, Rabei 07 May 2015 (has links)
Les résidus miniers représentent les sous-produits minéraux finement broyés issus des procédés de traitement et d’enrichissement des minerais. Durant l’exploitation d’une mine, ces rejets sont habituellement transportés sous formes de pulpes et entreposés en surface dans des aires d’accumulation appelées parcs à résidus. Ces derniers sont des ouvrages, le plus souvent, difficiles à gérer et coûteux à restaurer. Ils sont à l’origine d’une multitude d’impacts environnementaux qui dépendent principalement de leur potentiel polluant, de leur mode de gestion, de la stabilité physique des infrastructures de confinement et des conditions climatiques spécifiques au site d’entreposage. Dans ce contexte, plusieurs études ont été entreprises afin de développer de nouvelles techniques qui permettraient une gestion effective et durable de ces sous-produits minéraux. Des voies de valorisation dans le domaine du BTP ont ainsi été explorées. Les résultats ont montré la possibilité de réutilisation de certains rejets miniers comme matériaux cimentaires et additifs pour mortiers ou béton. Toutefois, la majorité des formulations proposées n’ont pas dépassé le stade du laboratoire. De plus, l’utilisation des rejets miniers comme matériaux de construction est encore sujet à des difficultés en matière d’acceptabilité sociale et à d’innombrables préoccupations, notamment leur stabilité physico-chimique et leur éco-compatibilité. En parallèle, l’utilisation artisanale et non contrôlée des rejets miniers à faibles teneurs en sulfures comme matériaux de construction est en pleine croissance dans quelques pays tel que le Maroc. En effet, à proximité de quelques sites miniers abandonnés, ces rejets sont considérés comme des sables naturels et sont utilisés pour la confection de mortier de finition et de surfaçage des murs d’habitations. Ce recyclage artisanal peut constituer des risques mécaniques et environnementaux liés surtout à la non-conformité mécanique de ces matériaux et à la présence de concentrations non négligeables de métaux résiduels dans les rejets miniers. L’objectif de ce travail de recherche est donc d’évaluer l’impact de l’utilisation actuelle de deux rejets miniers marocains (Zeida et Mibladen), communément utilisés comme agrégats dans la région de la haute-Moulouya, sur les propriétés physico-chimiques des mortiers de finition et d’étudier, sur le long terme, le relargage des métaux lourds en scénario de lixiviation. Ce travail se donne aussi comme objectif spécifique, d’étudier la faisabilité technique d’utilisation des rejets miniers à faible teneur en sulfures comme substituant au sable conventionnel pour la confection de mortiers d’enduit et de maçonnerie. / Mine tailings represent the finely ground industrial by products generated throw beneficiation of ore minerals. During mine exploitation, these tailings are generally transported in slurry form to large storage facilities, called tailings ponds or impoundments. These facilities are, in most cases, difficult to manage and expensive to rehabilitate. They are responsible for the generation of important environmental impacts and significant ecological disruptions, depending on their pollution potential, management technique, physical stability and the climate conditions. In this context, numerous studies have been conducted to develop new techniques for a sustainable management of mine tailings. The feasibility of reusing some tailings in the construction sector as cementing materials and additives for mortars or concretes were successfully achieved. However, the majority of the conducted studies are still at laboratory stages. Moreover the reuse of tailings as construction material is yet subject of numerous difficulties in term of social acceptance. Various parameters are also of concern, especially the physical and chemical stability of tailings as well as their eco-compatibility. In parallel, the uncontrolled reuse of low sulfide tailings as construction material is increasing in some developing countries (e.g. Morocco). In fact, nearby some abandoned mine sites, these tailings are considered as natural sands and are used for the manufacture of surface finishing mortars. This traditional recycling may constitute mechanical and environmental risks, principally related to tailings mechanical unconformity and to their non-negligible residual metal concentrations. Therefore, the aim of the current research is to evaluate the actual impact of two Moroccan mine tailings (named Zeida and Mibladen), commonly used as aggregates in the Upper-Moulouya region, on the mechanical properties of mortars and on their long term environmental behavior. This work has also as specific aim, to study the technical feasibility of using low sulfide tailings as sand substitute for the manufacture of rendering and masonry mortars. To attain this aim, a thorough characterization of the physical, chemical and mineralogical properties as well as the geochemical behavior of mine tailings was carried out. Mechanical properties of tailings-based mortars were then measured and compared to reference samples (sand-based mortars) using different tests such as setting time, entrained air volume and compressive strength. In parallel, mortars durability and hydration products were evaluated by mean of durability tests (wetting drying cycles, sulfate attack and acid rain simulation) and analytical methods (scanning electron microscopy, X-ray diffraction and thermo-gravimetric analysis). Finally, mortar samples were submitted to various leaching tests to evaluate the pollution potential of these matrices.
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La vulnérabilité des ouvrages soumis aux aléas mouvements de terrains ; développement d'un simulateur de dommages / Development of a damage simulator for evaluation of buildings vulnerability due to ground movementsSaeidi, Ali 12 February 2010 (has links)
L’objectif de cette thèse a été de concevoir et développer un simulateur de dommages permettant d’étudier la vulnérabilité d’un territoire soumis à des aléas de mouvements de terrains associés à la présence d’exploitations souterraines. Ce développement repose sur la combinaison d’une méthode de prévision des affaissements miniers, de fonctions de vulnérabilité pour l’évaluation des dommages et d’une base de données des bâtiments. L’enjeu scientifique est le développement de fonctions de vulnérabilité pour les bâtiments en zone d’affaissement minier. Ces fonctions sont comparables à celles utilisées vis-à-vis d’autres aléas comme les séismes et les tsunamis. On a développé et appliqué une méthodologie basée sur des simulations de type Monte-Carlo qui utilise les méthodes existantes d’évaluation des dommages dans les zones d’affaissement minier (méthodes empiriques ou analytiques). Elle permet de prendre en compte l’incertitude sur les paramètres géométriques et mécaniques du bâti. Afin de valider cette méthodologie, les dommages estimés par les fonctions vulnérabilité développées pour des bâtiments en maçonnerie du bassin ferrifère lorrain sont comparées aux dommages observés, consécutifs aux affaissements de 1996 à 1999 en Lorraine. Dans une étape suivante, la méthode des fonctions d’influence a été implémentée dans le simulateur avec certains développements permettant de tenir compte de la variabilité des angles d’influences et permettre le calcul des déformations horizontales du terrain. Les résultats de cette méthode sont validés sur un cas d’affaissement observé dans le bassin ferrifère de lorrain. Enfin, une approche probabiliste d’évaluation des dommages est implémentée pour tenir compte de différents scénarios d’affaissement possibles. L’application sur les bâtiments de la ville de Joeuf, permet d’illustrer les différents résultats obtenus / The objective of this thesis has been the design and the development of a damage simulator for evaluation of building damage in subsidence regions affected by undergrounds excavations. The simulator is combining a method for the subsidence prediction, vulnerability functions for assessment of building damage and a database of buildings. The scientific challenge is the development of vulnerability functions for buildings in subsidence regions. These functions are similar to those used for other hazards such as earthquakes and tsunamis. We then developed and applied a methodology based on Monte-Carlo simulations which involves existing methods of building damage assessment in subsidence area (empirical or analytical methods). It allows to take into account uncertainties on both geometrical and mechanical parameters of buildings. To validate this methodology, damages given by the vulnerability functions developed for masonry buildings in the Lorraine Iron ore field are compared to observed damages, resulting from subsidence from 1996 to 1999 in Lorraine. In a next step, the method of influence functions is implemented in the simulator with developments to take into account variability of the influence angles and to allow the calculation of horizontal ground strain. Results of this method are validated with a subsidence case study in the Lorraine iron ore field. Finally, a probabilistic approach to assess damage is implemented in the simulator to take into account different scenarios of possible subsidence. The application of the simulator on the buildings of the Joeuf city, allows to illustrate the different results
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Étude de la symbiose actinorhizienne chez l'aulne en présence de résidus miniers aurifères acidogènesBarrette, Kathleen January 2017 (has links)
Les concentrations de métaux lourds retrouvées dans les sols augmentent considérablement depuis la révolution industrielle et s’accumulent quotidiennement dans la biosphère. Ces composés métalliques persisteront pendant plusieurs années au niveau des différents écosystèmes affectés et voyageront dans les chaînes alimentaires par bioaccumulation. Les activités humaines, telle que l’industrie minière contribuent activement à cette problématique environnementale. En effet, l’excavation minière perturbe la roche-mère et favorise l’oxydation des métaux lourds sulfurés qui, lentement, produiront de l’acide sulfurique. Cette acidification peut mobiliser les éléments métalliques stables en condition neutre ou alcaline. Ces phénomènes induisent la formation du drainage minier acide (DMA) qui peut contaminer les cours d’eau ou les nappes phréatiques à proximité.
Plusieurs mines sont situées en Abitibi-Témiscamingue en raison de l’abondance de divers minerais dans la roche mère tels que l’or. Une importante quantité de déchets industriels est produite lors de l’excavation du minerai, dont les résidus miniers entreposés dans des bassins de rétention extérieurs. Ces bassins prennent de l’expansion quotidiennement autour du site minier substituant la place de la végétation saine et des territoires. Une mise en végétation des sites miniers du Québec est exigée depuis 1995 afin de redonner une apparence naturelle aux sites et limiter le phénomène d’érosion. Depuis 2013, un plan de réaménagement et de restauration des sites exploités est obligatoire selon la loi sur les mines. Ces bassins seront donc ciblés pour effectuer des essais de revégétalisation par l’entremise de plantes actinorhiziennes.
Les plantes actinorhiziennes sont des végétaux robustes pouvant coloniser nombreux habitats perturbés et hostiles. L’aulne est une plante actinorhizienne pouvant établir une relation symbiotique avec l’actinobactérie fixatrice d’azote du genre Frankia. La symbiose actinorhizienne est une interaction équitablement profitable entre la plante et la bactérie. Cette symbiose repose sur la capacité de la bactérie à transformer, au niveau des nodules, l’azote atmosphérique en ammonium assimilable grâce à une enzyme spécifique, la nitrogénase. Lorsque la symbiose est bien établie, elle donnera un avantage significatif aux plantes pour leur développement et leur croissance, et ce, même dans un substrat pauvre en nutriments ou contaminé. En effet, la symbiose actinorhizienne permet d’améliorer la structure physicochimique d’un sol et de l’enrichir en azote grâce à la fixation de l’azote atmosphérique.
Dans la région de l’Abitibi-Témiscamingue, la mine Doyon est une mine d’or qui détient des sols acidogènes contenant des traces non négligeables de métaux lourds. Ce projet de recherche en microbiologie environnementale avait comme objectif principal d’évaluer la capacité des aulnes rugueux et des aulnes crispés à coloniser des résidus miniers acidogènes aurifères (concentrations différentes de 0 %, 35 %, 65 % et 100 %) avec ou sans l’aide de Frankia. La dispersion des contaminants par les feuilles a aussi été étudiée afin d’évaluer le risque environnemental de l’utilisation des aulnes sur le terrain à des fins de revégétalisation. Les objectifs préliminaires avaient comme but d’évaluer la résistance, de manière individuelle, de la souche ACN10a du genre Frankia (par extrait aqueux) puis des espèces d’aulne aux résidus miniers non stérilisés. Par le fait même, la microflore des résidus miniers a été étudiée dans le but d’isoler des espèces symbiotiques d’endophytes écoadaptées aux conditions arides du site minier Doyon.
Concernant les objectifs préliminaires, les résultats ont démontré que la souche ACN10a résiste bien jusqu’à 35 % d’extrait aqueux de résidus miniers de la mine Doyon. Pour les concentrations supérieures à 50 %, Frankia (souche ACN10a) a démontré une respiration cellulaire et des concentrations protéiques décroissantes en raison de la présence d’éléments toxiques biodisponibles dans l’extrait aqueux. Par ailleurs, les aulnes rugueux et crispés ont démontré une tolérance jusqu’à la concentration de 35 % de résidus miniers non stérilisés sans la présence de Frankia. Par la suite, les résultats d’isolement n’ont pas démontré la capacité des aulnes à recruter des bactéries symbiotiques à partir des résidus miniers de la mine Doyon. Concernant l’objectif principal, les résultats ont démontré que l’aulne rugueux résiste mieux que l’aulne crispé jusqu’aux concentrations de 35 % de résidus miniers lorsqu’inoculés en manifestant une meilleure biomasse sèche totale, une plus grande concentration de chlorophylle dans les feuilles et un plus grand nombre spécifique de nodules. L’établissement symbiotique a été affecté par la présence des résidus miniers acidogène révélant que le nombre de site d’infection racinaire diminuait en fonction des concentrations de résidus miniers croissantes (0 %, 35 %, 65 % et 100 %). Ensuite, une analyse des éléments chimiques des feuilles a démontré que le transfert des métaux lourds des résidus miniers vers les feuilles était minime. Les plantes révélant de hautes teneurs en métaux lourds dans leurs feuilles ont développé par le fait même, une faible biomasse aérienne limitant ainsi la dispersion de contaminants lors de la perte des feuilles à l’automne. Le modèle expérimental aulne-Frankia possédait un seuil de tolérance visible à la concentration de 35 % de résidus miniers acidogènes aurifères de la mine Doyon. De plus, la présence de la symbiose actinorhizienne a modulé la distribution de certains éléments chimiques dans les feuilles en comparaison avec les aulnes non-inoculés (molybdène, nickel). Puis, une similarité a été notée dans la composition chimique des feuilles d’aulnes inoculés s’étant développés dans 0 % (témoin positif) et 35 % de résidus miniers.
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Environnement, Ressources et Conflits au Burkina FasoHubert, Nicolas 10 March 2021 (has links)
Cette thèse s’interroge sur les relations existantes entre l’exploitation des ressources naturelles, les dégradations de l’environnement et la propagation des dynamiques conflictuelles au Burkina Faso. En adoptant une approche interdisciplinaire, cette recherche explique que l’altération des conditions socio-environnementales modifie non seulement les conditions de vie, mais également les représentations et structures sociales, politiques et environnementales des sociétés affectées. Tout en s’intégrant dans le débat abordant le nexus environnement et conflits armés, cette recherche se distancie volontairement des études portant exclusivement sur les changements climatiques et étudie directement les dégradations environnementales anthropiques issues de l’industrie extractive, ou des exclusions environnementales accompagnant les aires naturelles protégées, participant aux altérations globales du climat et constituant un catalyseur des impacts sociaux et politiques contemporains des changements climatiques. En effectuant une étude qualitative de 4 sites miniers industriels et de deux aires naturelles protégées, cette thèse montre alors que l’altération des conditions et structures socio-environnementales a été en même temps un facteur constitutif de l’érosion de la légitimité et de l’autorité de l’État central burkinabè et de l’accroissement des zones d’influence ainsi que des bassins de recrutement des groupes armés au Burkina Faso.
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De l’or et des putes : vie et mort d’un village de 'squatters' abitibienFaucher, Alexandre 08 1900 (has links)
Cette étude s’intéresse au village de squatters de Roc-d’Or, surnommé Putainville, qui apparaît en 1936 avant d’être détruit par le gouvernement provincial au milieu des années 1940. Notre but est de comprendre pourquoi cette agglomération, qui est érigée illégalement sur les terrains gouvernementaux et qui est réputée pour être un important foyer de déviance, est relativement tolérée pendant une décennie avant que les résidences soient détruites ou déménagées à Malartic.
D’abord, nous expliquons pourquoi cette agglomération, sans reconnaissance légale et dans laquelle les résidents ne sont pas propriétaires des terrains sur lesquels leurs bâtiments sont érigés, apparaît en Abitibi-Témiscamingue au début des années 1930. Ensuite, nous nous intéressons à l’aspect physique et à la population de Roc-d’Or. Le taux de masculinité, la mobilité, la diversité d’emploi et l’origine ethnique des résidents sont analysés. De plus, nous nous penchons sur la mauvaise réputation de Putainville : autant le contrôle judiciaire que la présence du monde interlope sont étudiés. Finalement, comme les mœurs légères des résidents et l’influence du curé de Malartic sont souvent considérées comme étant à l’origine de la décision d’éliminer ce village, nous évaluons la pertinence de cette croyance et nous déterminons si d’autres motifs, notamment monétaire ou politique, sont aussi entrés en ligne de compte. / This research is about the squatters’ village of Roc-d'Or nicknamed Putainville. It was established in 1936 and demolished by the Québec government in the mid 1940. Our objective is to learn why this town with a lawless reputation that was built on the government fields has been tolerated for a decade even if it was considered as illegal by the authority and to learn why all the buildings were destroyed or moved to Malartic.
First of all, we will explain why this village without any legal status was built in the 1930s and why all the people who have lived in Roc-d'Or were not owners of their field. After that, the memoires will focus on the geographical and architectural aspect and on the population of Roc-d'Or. We'll explore the gender rate, the mobility of the people, the different kinds of jobs we found in Roc-d'Or and the ethnical origins of the inhabitants. Furthermore in this research, it will be about how was the reputation of the town. We will develop about the judicial intervention and the underworld. Finally, the last part of this dissertation will look at the idea that Roc-d'Or was shut down by the clerical authorities due to the deviant behavior, or we will try to see if it's a myth.
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Evolution de la qualité de l'eau dans les mines abandonnées du bassin ferrifère lorrain. De l'expérimentation en laboratoire à la modélisation in situCOLLON, Pauline 21 October 2003 (has links) (PDF)
Depuis une vingtaine d'années, l'abandon des mines de fer lorraines a entraîné un ennoyage progressif des anciens travaux miniers avec pour conséquences sur l'eau souterraine : une modification des écoulements et une dégradation de la qualité de l'eau. Dans ce contexte, notre travail avait pour objectifs de caractériser l'évolution de la qualité de l'eau souterraine pendant et après l'ennoyage, d'en déterminer les causes et de fournir les bases d'un outil d'aide à la gestion de l'eau. A cet effet, une synthèse des connaissances concernant le drainage minier, et plus particulièrement les mécanismes chimiques qui en sont la cause, a été réalisée. Notre attention s'est ensuite portée sur le cas particulier du bassin ferrifère lorrain (BFL). Une étude expérimentale a été réalisée en laboratoire sur des échantillons prélevés en mine dans la partie nord du BFL. Elle comprend une étude minéralogique, des essais en réacteurs fermés, dont certains ont intégré un suivi de la composition des gaz, et des expériences de lessivage en colonne. Cette étude a permis de caractériser l'évolution de la qualité de l'eau lorsqu'elle est mise en contact avec les roches du BFL : nature de la pollution, durée et origine minéralogique probable. A partir de ces résultats, un modèle chimique cinétique a été construit, puis a été intégré dans un modèle de mélangeur parfait. Ces simulateurs reproduisent les concentrations observées dans l'eau à l'issue des essais en réacteurs fermés et au cours des expériences de lessivage en colonne. Un scénario expliquant l'évolution de la chimie de l'eau lors de sa mise en contact avec les roches du BFL a ainsi pu être proposé. Enfin, sur cette base, un simulateur a été construit et permet de reproduire l'évolution de la qualité de l'eau au point de débordement du secteur Sud du bassin ferrifère lorrain, dont l'ennoyage a débuté en 1995.
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Dépollution et valorisation des rejets miniers sulfurés du Katanga : cas des tailings de lAncien Concentrateur de KipushiKitobo Samson, Willy 07 July 2009 (has links)
Ce travail présente les résultats dune étude menée sur la dépollution des tailings de Kipushi
(RD Congo) par la valorisation des métaux contenus. Ce sont les rejets anciens dun
concentrateur. Ils contiennent de la pyrite et des sulfures résiduels de cuivre et de zinc. Du fait
du stockage à lair libre pendant plus de 40 ans, ces sulfures sont partiellement oxydés.
Ces tailings présentent une certaine instabilité physique et chimique qui est à la base de la
dégradation des milieux environnants les plus proches (rivières naturelles, sols sous-jacents,
nappes souterraines, etc.) suite à la migration et à la dispersion dETM (éléments traces
métalliques) tels que larsenic, le cadmium, le cobalt, le cuivre, le plomb, le zinc,
Linstabilité physique se manifeste par des phénomènes dérosion par les eaux de
ruissellement pendant la saison des pluies et par des phénomènes dérosion éolienne pendant
la saison sèche. Leur stockage en surface saccompagne dune lente oxydation des sulfures
avec production deaux acides qui dans leur neutralisation par la dolomie présente dans les
rejets et celle des formations géologiques sur lesquelles ils reposent, contribuent à
laccroissement des réseaux karstiques, au durcissement des eaux des nappes et parfois
provoquent des phénomènes daffaissements, voire même deffondrements de terrains.
Pour réduire les impacts environnementaux majeurs de ces tailings, nous avons effectué ce
travail en recherchant un traitement qui combinerait dune part la dépollution par la réduction
des ETM et du soufre sulfure et dautre part la valorisation du cuivre et du zinc contenus. Les
deux voies qui ont été testées commencent par une flottation globale de tous les sulfures
(désulfuration environnementale). Les résultats de nos expérimentations montrent quon peut
obtenir un nouveau rejet de flottation dans lequel une majeure partie des ETM facilement
mobilisables dans lenvironnement est éliminée ainsi que presque tout le soufre (95 %), ce qui
écarte donc tout risque de DMA. Nous avons démontré que pour atteindre ces résultats, il
suffit de ne broyer que la fraction la moins libérée de dimension supérieure à 75 μm et
dactiver par un prétraitement à pH 6 les sulfures dont la collection par le xanthate est sinon
inhibée par laltération superficielle avec formation doxydes ou par les complexes cyanométalliques
formés lors de la flottation avec dépression de la pyrite par les ions cyanures
ayant produit les tailings étudiés.
Nous avons tenté denrichir le concentré global de la désulfuration environnementale par une
flottation différentielle avec dépression de la pyrite à pH 11. Cet enrichissement est difficile à
réaliser à cause de la finesse des grains et des caractéristiques minéralogiques du concentré
global qui contient beaucoup de grains mixtes.
Les essais ont alors porté sur la lixiviation chimique acide oxydante (avec Fe3+) et la
lixiviation bactérienne du concentré global après son enrichissement en cuivre et en zinc dans
un circuit de flottation avec deux finissages. Une étude approfondie des paramètres qui
influencent le mécanisme des biolixiviations a été effectuée et les conditions de leur mise en
pratique industrielle ont été déterminées. La lixiviation chimique doit être réalisée à des
températures élevées (98°C) pour fragiliser la couche de passivation de soufre élémentaire qui
se forme à la surface des grains et qui tend à freiner la diffusion des réactifs et des produits de
la réaction.
Par contre, la biolixiviation donne de bons résultats à température modérée. Elle est
techniquement applicable aux tailings de Kipushi. Nous proposons de réaliser la biolixiviation
en deux étapes successives, la première avec des bactéries thermophiles modérées (55°C) à
une densité de pulpe de 15 % (poids/volume) et la deuxième avec des bactéries mésophiles
(33°C) sur des pulpes à 4 % de solides. Dans ces conditions, on réussit à produire deux
solutions de lixiviation (PLS : pregnant leach solution), lune à 3 g/l de cuivre et 7 g/l de zinc
et lautre à 0,2 g/l de cuivre et 7 g/l de zinc, quon purifie et concentre facilement dans un
circuit dextraction par solvant. Lextraction par solvant du cuivre est réalisée avec le
LIX984N directement sans modifier le pH des PLS (1,7-1,9) et le zinc est extrait par le
D2EHPA après précipitation dions Fe3+ du raffinat cuivre à des pH entre 3 et 3,5. On obtient
ainsi des solutions aqueuses de cuivre et de zinc convenant aux installations délectrolyse
industrielle.
Nous avons proposé un schéma de traitement des tailings de Kipushi qui pourrait fonctionner
pendant 20 ans avec les 36 684 600 tonnes sèches de rejets stockés à la digue 1 et 2.
Le traitement produirait un nouveau rejet plus ou moins dépollué qui représente 66 % en
poids des tailings traités, 80 950 tonnes de cuivre et 631 750 tonnes de zinc.
The work present results from research study devoted to de-pollution of the stocked tailings in
Kipushi (DR Congo) via valorization of the metals contained in the tailings. Pyrite and copper
and zinc sulfides present the principal mineral composition of the laid down tailings from the
concentrator. Due to the fact that the sulphides have been stocked during more than 40 years,
they are partly oxidized.
These tailings present a constant risk from physical instability and spillage, which reflects in
the deterioration of the surrounding environment (rivers, soil, underground water table, etc).
Moreover the migration and dispersion of TEM (trace metal elements) such as arsenic,
cadmium, cobalt, copper, lead, zinc, is leading to erosion and mine run-off phenomena during
wet season and generate air-borne particles during dry season. The stocking of the tailings is
accompanied by slow oxidation of the sulfides with concomitant production of acidic waters
which are neutralized by the dolomite present, which finally reflects in hardening of the
underground waters and even provoke soil subsidence and ground collapses.
In order to reduce the major environmental impacts from the tailings, we have performed a
study for their post-treatment which encompasses the cleanup from one side and the reduction
of TEMs and sulphur on the other side. Apart from this, the aim was to economically extract
the remaining non-ferrous metals, notably Zn and Cu. The approach which has been chosen to
accomplish this task has been to re-float by bulk flotation the majority of the sulphides and
thus by elimination of the nearly total sulphur (95 %) to eliminate the risk of AMD generation
and metals immobilization. We have shown that this is possible to be achieved via grinding
the 75 μm oversize fraction in order to facilitate minerals liberation, following by subsequent
activation at pH 6 before flotation. Without this pretreatment step, the flotation by use of
xanthates is impossible, due to the surface coatings of the grains, which are either of oxide
nature or are cyano-metallic complexes formed from the use of potassium cyanide as pyrite
depressor in the flotation circuit practiced at the times when the concentrator was operational.
The further attempts to produce monometallic flotation concentrates via selective flotation
with depression of the pyrite at pH 11 have been unsuccessful due to reasons of complex
mineralogy.
Therefore chemical (Fe3+) and bacterial leaching of the bulk concentrate enriched in Cu and
Zn via two cleaning flotation circuits have been envisaged. The technological parameters for
the both leaching options have been studied and the mechanisms of the bioleaching taking
place have been proposed in view industrial scale up of the process. It has been found that the
chemical leaching should be conducted at very high temperatures (98°C) in order to breakdown
the passivation coatings (sulphur).
In contrast, the bioleaching has shown good results at moderate temperatures. It has been
found that bioleaching is technically feasible to the tailings of Kipushi. We have suggested a
bioleaching in two successive stages: the first one with moderate thermophilic
microorganisms (55 °C) at pulp density 15 % (weight / volume) and the second one with
mesophilic microorganisms (33 °C) at pulp density of 4 % (w/v). Under these conditions two
principal PLSs (pregnant leach solution) can be obtained - a one with 3 g/l Cu and 7 g/ l Zn
and other one in 0.2 g/l Cu and 7 g/l Zn. The both PLSs could be further processed via
solvent extraction. The solvent extraction of Cu is accomplished with LIX984N without
modifying the pH of the PLS (1.7 - 1.9), while Zn is extracted using a D2EHPA at pH
between 3 and 3,5, after elimination of the iron from the copper raffinate. The aqueous
solutions thus obtained are suitable for Cu and Zn electrowinning.
Finally, a flow sheet for re-treatment of the Kipushi tailings which could operate during 20
years has been proposed. It could treat about 37 mln tones of dry tailings stocked in the tailing
ponds 1 and 2. Preliminary calculations estimate that such treatment would produce new
tailings with low environmental risk which will represent about 66 % in weight of the original
treated tailings and will yield about 80 950 tons of Cu and 631 750 tons of Zn.
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