Dissertations / Theses on the topic 'Obsidienne – Mines et extraction'

Le quartz et l'obsidienne, de part leurs qualités mécaniques et esthétiques, ont été utilisés par les hommes préhistoriques pour confectionner des outils, des armes, des éléments de parure, etc. L'étude de ces matériaux par différentes méthodes physiques offre aux archéologues les moyens d'appréhender la circulation des matières premières et les prémices d'échanges organisés. L'étude préliminaire de quartz de synthèse par cathodoluminescence (CL), thermoluminescence (TL) et résonance paramagnétique électronique (RPE) a mis en évidence l'influence des conditions de cristallogenèse, notamment de la pression et de la composition du fluide minéralisateur, sur l'insertion des impuretés (aluminium, germanium,. . . ) dans le réseau cristallin. L'étude par RPE et spectrométrie de CL de quartz hyalins naturels prélevés au sein de différents gîtes des Alpes occidentales et de pièces archéologiques (déchets de taille) mises au jour sur trois sites alpins (méso- à néolithiques) a montré les potentialités de ces méthodes pour la recherche de provenance. Les expériences de RPE menées sur des obsidiennes provenant des principales îles-sources de Méditerranée et sur des échantillons d'origine archéologique et de source géographique connue ont confirmé les possibilités discriminantes de cette technique et nous conduisent à la proposer pour rechercher la provenance d'obsidiennes archéologiques. En effet, comparée aux méthodes habituellement utilisées pour les études de recherche de provenance, la RPE apparaît suffisamment discriminante, rapide et économique (en matière et en moyens) pour permettre l'analyse d'un grand nombre d'échantillons et répondre aux attentes des archéologues.

La Néolithisation du Proche-Orient est un vaste sujet de recherche impliquant des spécialistes issus de disciplines variées. Le présent travail y contribue à travers l’étude d’une matière première lithique diffusée à grande échelle : l’obsidienne. L’intérêt de ce matériau consiste notamment en sa prédisposition pour les études de provenance. Il est d’autant plus déterminant dans ces civilisations dépourvues de céramique, l’obsidienne restant alors le seul marqueur d’échange univoque. D’un point de vue géologique et géochimique, le corpus sur les sources de l’obsidienne proche-orientale demeurait lacunaire. Nous avons proposé de l’enrichir par la caractérisation d’une quarantaine de gisements répartis dans toute l’Anatolie et en Transcaucasie. Une centaine d’aliquotes géologiques ont été analysés par ICP-MS, ME-WDS, PIXE et MEB-EDS. Leurs potentiels de discrimination respectifs ainsi que les possibilités et limites de leur application à des artefacts archéologiques parfois précieux ont été discutés. Ces considérations ont conduit à la mise en place d’une stratégie analytique originale pour déterminer la provenance de 500 obsidiennes archéologiques issues d’horizons spatio-temporels diversifiés. Leur étude a dispensé une meilleure connaissance de l’exploitation des sources d’obsidienne d’une part, de la distribution de leurs produits respectifs d’autre part. A la lumière de ces résultats, une synthèse renouvelée sur le ‘phénomène obsidienne’ a été proposée, celui-ci en outre repensé dans une optique à la fois synchronique et diachronique à chaque étape du processus de Néolithisation. Les données ainsi réunies ont conduit à considérer l’obsidienne non plus comme un simple traceur d’échanges mais comme une caractéristique du Néolithique, au même titre que d’autres critères (économie de subsistance, architecture, technologie). Le ‘phénomène obsidienne’ s’est révélé partie intégrante du ‘phénomène social total’ qu’est la Néolithisation<br>The ‘Neolithisation’ of the Near East is a vast topic of research implying specialists of various fields. This work contributes to its better understanding through the study of a lithic raw material diffused on a large scale : obsidian. This material is of particular interest based on its predisposition for provenance studies. In aceramic civilisations, obsidian remains the only univocal marker of exchange. From a geological and chemical point of view, the corpus of the Near Eastern obsidian sources was still incomplete. We proposed to enrich this knowledge by the characterization of about forty sources spread through Anatolia and Transcaucasia. About 100 geological aliquotes were analyzed by ICP-MS, EMP-WDS, PIXE and SEM-EDS. Their respective potential for discrimination within the samples was weighed against the limitations in the application to sometimes precious archaeological artefacts. Those considerations led to the creation of an original analytical strategy to determine the provenance of 500 archaeological obsidian samples from various spatio-temporal horizons. Their study allowed a better understanding of both the obsidian sources exploitation, and their respective products distribution. According to these data, we proposed a renewed synthesis on the ‘obsidian phenomenon’, a summary now considered with a synchronic and diachronic perspective at each step of the process of ‘Neolithisation’. The data led us to consider obsidian, not only as a simple exchange tracer, but also as a characteristic of the Neolithic, along with other criteria such as subsistence economy, architecture and technology. The ‘obsidian phenomenon’ appears to be an integral part of the ‘total social phenomenon’ that constitutes Neolithisation

L’obsidienne peut se rencontrer dans des gisements archéologiques préhistoriques parfois très éloignés de ses gîtes volcaniques. Nous avons développé un ensemble de techniques analytiques peu destructives à strictement non-destructives pour les recherches de provenance de cette matière première de l’industrie lithique. Nous montrons les mérites respectifs des déterminations de compositions élémentaires par microsonde électronique en dispersion de longueur d’onde, par microscopie électronique à balayage en dispersion d’énergie et sous faisceaux d’ions produits par un accélérateur (particle induced X-ray emission), comme de méthodes innovantes par spectroscopies vibrationnelles Raman et Infrarouge. Ces techniques ont été appliquées à l’établissement des premières cartes des sources primaires et secondaires d’obsidienne du Monte Arci (Sardaigne, Italie) et du massif volcanique de Balchit (Melka Kunturé, Ethiopie). L’origine de plusieurs centaines d’obsidiennes ‘archéologiques’ a été déterminée pour des sites néolithiques de Méditerranée occidentale (Corse, Sardaigne) et du Paléolithique inférieur de Simbiro III (Melka Kunturé, Ethiopie). Les résultats sont discutés en termes de chaînes opératoires, de stratégies d’acquisition et de modes régionaux de circulation<br>Obsidian artefacts can be encountered in prehistoric sites sometimes far away from its volcanic outcrops. We developed several analytical techniques, quasi non-destructive to non-destructive, for the determination of provenances of this lithic industry raw material. We show the respective potentialities of elemental analyses by electron microprobe in wavelength dispersion, by scanning electron microscopy in energy dispersion and by accelerator-produced ion beams (particle induced X-ray emission), as of innovative approaches based on the InfraRed and Raman vibrational spectroscopies. These techniques were applied to the realization of maps of the primary and secondary obsidian sources associated to the Monte Arci (Sardinia, Italia) and Balchit (Melka Kunture area, Ethiopia) volcanic massifs. The origin of hundreds of ‘archaeological’ obsidians was determined for Neolithic sites of western Mediterranean (Corsica -France-, Sardinia) and of the lower Palaeolithic of Simbiro III (Melka Kunture). The results are discussed in terms of chaînes opératoires, procurement strategies and regional modes of obsidian circulation

La dissolution du sulfure de Zn synthétique en solution aqueuse sulfurique en présence ou non d'o::(2) en autoclave jusqu'a 200**(o) c. Sous pression d'o::(2), h::(2)s est oxyde et il y a formation de soufre et de h::(2)so::(4). La cinétique de la réaction est étudiée en fonction de la masse de sulfure de Zn, de la concentration h::(2) So::(4), de la pression partielle d'o::(2) et de la température

Les incitations des Institutions de Bretton woods et le contexte mondial de la fin des années 1990 marqué par la hausse des cours des ressources minières ont encouragé certains pays africains, dont le Sénégal, le Mali et la Guinée, à se doter de nouveaux codes miniers. Ceux-ci ont crée un climat favorable à l'investissement d'entreprises minières étrangères dans des régions situées entre l' est du Sénégal, l' ouest du Mali et le nord-est de la République de Guinée. Des perspectives de voir ces régions sortir de leur pauvreté et leur enclavement semblent se présenter. Les espoirs sont d'autant plus grands que les activités minières ont débuté dans un contexte de vulgarisation de nouvelles approches du développement censées favoriser une meilleure implication des populations locales dans la gestion des projets qui les concernent. Ce travail de recherche tente d'analyser les retombées économiques des mines, leur échelle d'extension, ainsi que les types de gouvernances locales qui découlent de leur gestion, dans le but de savoir si l'extraction industrielle constitue un facteur d'intégration des territoires de production ou de fragilisation.

L’objectif de cette thèse est d’étudier la capacité des charbons humiques à générer des hydrocarbures.Un charbon humique d’âge crétacé, provenant du bassin de Sabinas (Mexique) et deux autres d’âge carbonifèreprovenant du bassin du Donets (Ukraine) ont été sélectionnés dans le cadre de cette étude. Ces échantillons ont été caractérisés puis pyrolysés en milieu confiné. Les résultats de cette pyrolyse révèlent que la classification macérale grossière d’un charbon en grandes familles (liptinite, vitrinite et inertinite), ne permet pas de définir correctement sa capacité à produire du bitume au cours de la maturation thermique. Les résultats de la modélisation 1D et 2D du système pétrolier dans le bassin du Donets confirment la bonne capacité des charbons du Donets à générer des hydrocarbures. La zone de génération maximale des hydrocarbures est obtenue dans la partie Sud-Est de la zone étudiée. Cependant, les phases de soulèvement et d’érosion des couvertures étanches au Permien supérieur et Crétacé supérieur ont causé une migration intense et une dismigration des hydrocarbures à la surface. Ainsi, de façon générale, l’absence d’occurrences commerciales d’huiles associées aux charbons humiques carbonifères semble plutôt due à l’histoire et à l’âge du bassin. Finalement, la modélisation prédit des accumulations de méthane au Nord-Ouest du bassin du Donets, une région pratiquement inexplorée, là où les couvertures étanches permiennes et mésozoïques sont présentes.Une relation linéaire simple entre la génération du méthane et le %Rr a été obtenue après les expériences de pyrolyse. Les conclusions déduites de l’utilisation de cette relation empirique dans le bassin de Donets sont comparables à celles issues de l’observation de terrain et de la modélisation numérique 2D de ce bassin. Il reste néanmoins à l’appliquer sur un plus grand nombre de bassins à charbons afin de la généraliser<br>The objective of this thesis is to study the capacity of two different humic coals to generate hydrocarbons.Two bituminous humic coals were selected for this study in objective to evaluate their petroleum potentiality, a Cretaceous coal from the basin of Sabinas, and two Carboniferous coals from the basin of Donets. Pyrolysis in confined system was used in this work. More oil, wet gas, solid bitumen and even methane were produced during the pyrolysis of Donets coals than its amount produced from Olmos coal.The obtained results of modeling study of the petroleum system in Donets Basin show that: coalification level increases towards the E &amp; SE parts of studied area of Donbas, the major erosion phase occurred at late Permian time with maximum total erosion in the SE part, the main phase of hydrocarbon generation occurred during the Carboniferous and early Permian subsidence phase, three phases of oil expulsion from source rock in Donets Basin were predicted, the major quantity of trapped methane is located in the southern and northern parts of main anticline.Finally, in this work a simple experimental relation between the generation of methane and %Rr of coal was formalized and validated by using field data and the results of the modeling study in the basin

Le but de cette thèse était d'étudier l'évolution du paysager minier lorrain, du XIXe siècle à nos jours. Mais avant tout, j'ai tenu à montrer l'impact de l'activité minière sur ce paysage. Aussi, afin de mieux le connaître j'ai choisi de commencer mon travail par un inventaire du paysage actuel, en définissant les différentes parties qui le composent, le but étant ici d'en avoir une vue d'ensemble. Afin de mieux comprendre quelle a été l'évolutiion de ce paysage j'ai décidé d'adopter une méthode chronologique. Ainsi, ma seconde partie est-elle consacrée à l'évolution de cette partie de la Lorraine. J'ai tenté d'expliquer quel était le paysage originel et ce qu'il est devenu. Effectivement, à la fin du XIXe siècle le paysage de la Lorraine était principalement agraire. Le minerai de fer était déjà connu mais il ne s'gissait pas encore de la minette lorraine. La découverte de cette dernière allait bouleverser le paysage et faire de la région une des régions industrielles les plus importantes de France et d'Europe. Peu à peu le paysage s'est transformé en un véritable paysage industriel avec ses cités minières et ses bâtiments de surface. Mais, à la fin des années soixante l'activité minière a connu un déclin progressif dû à la concurrence d'autres pays comme la Suède ou le Brésil qui possédaient des mines à ciel ouvert. Les coûts de production y étant moins élevés la France préféra y acheter son minerai. Peu à peu toutes les mines de Lorraine fermèrent leurs portes faisant de la Lorraine une région sinistrée. Dans ma dernière partie je me suis demandé quel héritage cette exploitation minière avait laissé au sein du paysage lorrain. En fait il reste très peu de traces, les plus évidentes étant les cités minières, pratiquement les seuls témoins d'une époque à jamais révolue. Les bâtiments miniers de surface n'ont jamais été nombreux et ceux qui subsistent abritent aujourd'hui de petites industries. Les autres emplacements miniers sont pour la pluaprt devenus des friches sur lesquelles les communes tentent d'attirer de nouvelles activités, ce qui est très difficile depuis les effondrements miniers de 1996/97. Finalement il est très surprenant qu'une activité économique si importante, qui a fait de la Lorraine une des régions industrielles les plus importantes de France et d'Europe, ait eu un impact si faible au niveau paysager<br>With this thesis, I have studied the evolution of Lorraine's mining landscape, from the nineteenth century to present day. But before all, I wanted to show the impact of mining on this landscape. In order to get to know it, I chose to start my work with an inventory of the present landscape, by defining the different parts which make it up. The only goal was to see what the present landscape looked like. In order to understand better what the evolution of this landscape has been, I decided to adopt a chronological process. My second part recounts all the evolution of this part of Lorraine ; I explained what was the original landscape and what it became with the beginning of the mining. Actually, at the end of the nineteenth century, the landscape of Lorraine was mainly agricultural. The iron ore was already known in Lorraine in the last centuries but it was a different type. The discovery of this iron ore was going to disrupt the landscape which became one of the most famous mining iron and steel regions of Europe. Little by little the landscape really became a mining landscape with the houses of the workers and the mining fittings on the surface. Unfortunately at the end of the sixties the mining work declined because of the competition from other countries like Sweden, Brazil or Mauritania, which had some open cast iron mines. The cost of production was lower and France preferred to buy its iron ore from these countries. Then, all the iron mines stopped their working and he mining Lorraine became a " disaster " region. In my last part I wondered what has become of the surface weren't important and only a few buildings still exist, which are now occupied by some small craft companies, the other mining places becoming industrial wastelands where the different mining cities try to attract new activities, which is very difficult, especially since the mining collapses which affected the landscape again. Finally we can say tha it is realyy amazing that such an important economic activity which made Lorraine one of the most important industrial regions of France and Europe, had such little impact on the landscape

Il existe une grande disparite dans la repartition des gisements de minerais argentiferes au quatorzieme siecle. L'europe centrale est alors de loin la principale region productrice et distribue le metal blanc dans tout le reste du monde. Cette detention d'un metal strategique pour l'activite economique de des societes est l'un des vecteurs de l'affirmation des europeens qui progressivement dominent les echanges commerciaux et monetaires. Deux faits majeurs sont mis en evidence : - le role premier tenu par les italiens qui deviennent les principaux intermediaires dans la commercialisation de l'argent vers les mondes musulman et asiatique. - l'incapacite des detenteurs d'or soudanais au maghreb et en egypte a s'affirmer dans les echanges avec les europeens, alors que les besoins monetaires en metal jaune augmentent fortement<br>There is a great disparity in the distribution of the deposits of silver - bearing ore at the fourteenth century. The centrale europe is at that time the main producing area and distribute silver in the others parts of the world. This possession of a strategic metal for the economic activity of the societies is one fo the vector of the affirmation of the europeans who, progressively, dominate the market and monetary exchange. Two major occurentes are examinated : - the first role of the italians who become the main middlemen in the marketing of silver towards the islamic and asiatic worlds. The incapability of the possessors of sudanese gold in maghreb and egypt to assert their position in the exchanges with the europeans, while the needs in gold increase strongly

Au debut des annees 1980, le bassin houiller lorrain est une region marquee par la mono-industrie, mais qui a deja engage en processus de diversification de ses activites, a l'occasion du declin charbonnier des annees 1960. La crise petroliere de 1973, en redonnant de l'interet au charbon, permet au bassin lorrain de se classer au premier rang des bassins francais, avec une production de 10 mt et un effectif d'environ 23000 mineurs pendant 10 ans. En 1984, cdf elabore un nouveau programme de restructuration se traduisant en lorraine par une diminution des effectifs (sans licenciements9 de l'ordre de 2000 par an. Les hbl constituent la cheville ouvriere d'une vaste operation de conversion et d'"industrialisation" dont le succes relatif s'appuie sur la situation frontaliere du bassin, avec la venue d'entreprises d'origine allemande. L'accent est mis sur le developpement de la plasturgie et la formation des hommes. Les operations de renovation et d'amenagement se multipient. Le terme de bassin houiller lorrain s'efface au profit de celui de moselle-est. Cependant, la crise economique, sociale et demographique est en partie occultee par l'importance de l'emploi frontalier qui occupe plus de 15000 personnes. La problematique essentielle reside ici dans la conjoncture de deux facteurs : la reconversion et la frontiere.

Notre thèse en histoire et en archéologie médiévales porte sur les entreprises minières argentifères (plomb, cuivre, zinc, argent) des XIe-XVe siècles en Languedoc oriental (départements 07, 48, 30, 34, 12). Elles sont analysées avec une approche d’histoire des techniques, dans le but d’articuler le déroulement du processus de production avec l’organisation sociale du travail et de questionner les liens que ces entreprises entretiennent avec les pouvoirs<br>Our thesis in medieval history and archeology concerns the silver mining enterprises (lead, copper, zinc, silver) of the 11th-15th centuries in eastern Languedoc (départements 07, 48, 30, 34, 12). They are analyzed with a technical history approach in order to articulate the process of production with the social organization of work and to question the links that these firms maintain with the authorities

Issu de la désintégration de l’uranium-238, le polonium-210 (210Po) est un radionucléide naturellement présent dans l’environnement. A sa présence naturelle, s’ajoutent les activités anthropiques qui peuvent conduire à une augmentation locale de la concentration en 210Po, notamment les extractions minières d’uranium. L’objectif de cette étude vise à mieux comprendre l’impact des activités humaines sur la distribution et le comportement du 210Po dans les sols. Pour cela, deux anciens sites miniers français sont examinés. Le premier dit « Rophin » situé dans le Puy-de-Dôme a été exploité au milieu du XXème siècle. Le second non exploité est situé sur le lieu-dit « les Granges du colonel » dans le parc national du Mercantour dans les Alpes-Maritimes. Ce deuxième site n’a jamais été exploité, mais il a été référencé comme un site potentiel dans les années 1960. Les échantillons de sols ont été prélevés dans les zones humides des deux sites. L’activité totale en 210Po dans chaque échantillon a été mesurée. La méthode d’extraction séquentielle a ensuite été appliquée pour déterminer la distribution géochimique du 210Po dans les sols étudiés. La plupart du 210Po (plus de 70%) est présent dans la fraction résiduelle, uniquement soluble dans des acides concentrés (HF, HNO3). Cela suggère une faible labilité du polonium dans l’environnement. A part dans la fraction résiduelle, le 210Po se trouve principalement dans la fraction liée aux carbonates à pH 5. Une étude de l’impact du pH et de la teneur en bicarbonate sur le coefficient de distribution solide-liquide du 210Po a également été étudiée. Les résultats ont montré que les activités d’exploitation minière à Rophin favorisaient l’exhalation du 222Rn et conduisaient à un déséquilibre entre 210Po et 238U<br>Polonium-210 (210Po) is a naturally occurring radionuclide resulting from the decay of uranium-238. In addition to its natural presence, anthropogenic activities can lead to a local increase in the concentration of 210Po, in particular uranium mining. The aim of this study is to better understand the impact of human activities on the distribution and behaviour of 210Po in soils. To this end, two former French mining sites are examined. The first, called "Rophin", located in the Puy-de-Dôme region, was mined in the middle of the 20th century. The second one, not exploited, is located on the site called "les Granges du colonel" in the Mercantour National Park in the Alpes-Maritimes. This second site has never been exploited, but it was listed as a potential site in the 1960s. Soil samples were taken from the wetlands of both sites. The total 210Po activity in each sample was measured. The sequential extraction method was then applied to determine the geochemical distribution of 210Po in the soils studied. Most of the 210Po (more than 70%) is present in the residual fraction, soluble only in concentrated acids (HF, HNO3). This suggests low lability of polonium in the environment. Apart from the residual fraction, 210Po is mainly present in the carbonate-related fraction at pH 5. The impact of pH and bicarbonate content on the solid-liquid distribution coefficient of 210Po was also studied. The results showed that mining activities at Rophin promoted the exhalation of 222Rn and led to disequilibrium between 210Po and 238U

Le Brésil et le Canada sont deux pays dont l’activité minière joue un rôle économique très important. Dans ces pays, les investissements dans l’exploitation d’une ressource minérale sont souvent associés aux besoins des marchés nationaux et internationaux. En même temps, nous ne pouvons pas négliger les impacts sur l’environnement associés à cette activité. Au Brésil, l’ancienne mine d’uranium de l’INB est responsable des impacts majeurs sur l’environnement de la région de Caldas, à Minas Gerais. À part la problématique de la radioactivité inhérente à l’uranium, la présence de sulfures dans les roches stériles et dans les résidus miniers est la cause de la génération du drainage acide, lequel peut affecter les eaux de surface et souterraines. Malgré des instruments légaux brésiliens très pertinents, les démarches entreprises par cette compagnie minière sont encore plutôt palliatives et l’extension de la problématique du drainage acide ne cesse de s’accroître sur ce site. Cette problématique environnementale a été bien étudiée par le secteur minier canadien, dû à sa présence dans plusieurs sites miniers. Ainsi, nous sommes allés chercher l’expertise acquise dans la région uranifère d’Elliot Lake, en Ontario, et dans la région minière de l’Abitibi, au Québec. Les gouvernements et l’industrie minière canadienne se sont impliqués dans le développement de politiques et de programmes de recherche qui visent la compréhension et la minimisation de cette problématique. Des investissements majeurs ont été requis et plusieurs solutions technologiques ont été mises en place. Ces solutions ne sont pas encore efficaces à 100% et demandent un suivi à très long terme, cependant la problématique est significativement minimisée et la performance environnementale du secteur minier canadien est beaucoup en avance sur le secteur minier brésilien. Les démarches politiques et technologiques entreprises au Canada peuvent servir d’exemple au secteur minier brésilien, et plusieurs technologies environnementales peuvent ainsi être évaluées et adaptées par l’INB, à Poços de Caldas. Le développement de politiques environnementales de coopération internationale, en particulier entre le Brésil et le Canada, pourrait jouer un rôle important dans la minimisation des problématiques environnementales brésiliennes, pays moins développé et dont le pouvoir d’investir en technologie environnementale est limité.<br>Mining has been historically recognized as one of the most important sources of economic activity in the world. Environmental hazards are intrinsically related to this activity. New environmental policies and mining technologies are continually being discussed in many countries. Nowadays acid mine drainage and other waste streams are the biggest challenges for the worldwide mining industry. The generation of acid drainage at the uranium mine from the brazilian governmental company INB has been recognized as an environmental hazard to the Poços de Caldas region. Despite all the political and technological steps taken by this company, the environmental impacts are still a problem at the uranium mine. With the goal of solving the problems resulting from acid mine drainage in the mining sector, Canada has developed many policies and research programs. Some technological alternatives have been implemented and evaluated by the canadian government and mining companies. These alternatives are not yet 100% efficient and are not long-terme solutions. Monitoring for many years or centuries will be necessary. However, the environmental performance of the the canadian mining sector is notably better than brazilian mining sector. Consequently, all the steps realized by the canadian government and mining industry can be a good example to the brazilian mining sector. Some technological alternatives developed in Canada to minimize acid mine drainage generation can be evaluated by the brazilian government and applied to the environmental management of the INB uranium mine. The development of international environmental policies is also an important tool to minimize environmental problems in some countries whith limited capacity to invest in environmental technologies.<br>A antiga mina de urânio das Indústrias Nucleares do Brasil, situada no Complexo Mínero industrial de Poços de Caldas/CIPC, em Minas Gerais, no Brasil, cujas atividades de explotação mineral foram encerradas em 1995, é responsável pela geração de drenagem ácida. A drenagem ácida é decorrente da presença de sulfetos, mais especificamente a pirita, na jazida mineral, na rocha estéril et nos rejeitos da mineração. Constitui um impacto ambiental que pode contaminar as águas superficiais e o lençol freático. Consequentemente, a flora, a fauna, as atividades agro-pastoris e a saúde da população local podem ser afetadas. Apesar da existência de uma legislação ambiental brasileira abrangente e, inclusive, de uma Lei de Crimes Ambientais extremamente rigorosa, as medidas adotadas por essa empresa estatal com o intuito de minimizar os impactos e os riscos ambientais decorrentes da atividade mineral no CIPC, são extremamente pontuais e paliativas. Desta forma, a ocorrência de drenagem acida é frequentemente encontrada dentro dos limites deste complexo minero-industrial. No Canadá, diversas políticas governamentais e programas de pesquisa foram desenvolvidos em colaboração com a indústria mineral, afim de caracterizar e minimizar os impactos decorrentes da geração de drenagem ácida, problemática associada à diversas minas canadenses em explotação ou desativadas. Com o intuito de solucionar o problema ambiental encontrado no CIPC, as alternativas tecnológicas adotadas em diversos sítios minerais canadenses foram avaliadas. As pesquisas centrarem-se mais especificamente na regíão uranífera de Elliot Lake, em Ontario et na região mineira da Abitibi, em Quebéc. Apesar das alternativas adotadas no Canadá não serem consideradas 100% eficazes, e necessitarem de um monitoramento durante alguns séculos, os impactos e os riscos ambientais de maior magnitude foram minimizados. Consequentemente, as medidas políticas e técnicas adotadas no Canadá, constituem um exemplo a ser avaliado pelo governo brasileiro durante a elaboração de um plano de gestão ambiental adequado ao CIPC. Dentro deste contexto, o desenvolvimento de políticas ambientais de cooperação internacional, inclusive entre o Brasil e o Canadá, é considerado um instrumento extremamente importante a ser utilizado para a compreensão e minimização dos impactos e riscos ambientais relacionados às atividades de explotação mineral no Brasil.

Les boues ferritiques produites à l'état de lixiviation neutre de la métallurgie du zinc aux usines à zinc de Kolwezi de la gecamines, qui titrent entre 14 et 20% de zinc, ont été étudiées dans l'objectif principal de la récupération de ce métal en vue de son électrodépôt. La dissolution du zinc des boues a été optimisée en milieu sulfurique réducteur. Une première séparation des métaux a été réalisée par cémentation aux poudres de fer et de zinc. L'extraction liquide- liquide du zinc a ensuite été étudiée avec les systèmes D2EHPA et CYANEX 301 dissous dans le dodecane. Elle a permis, après desextraction, de produire un électrolyte de zinc répondant aux normes de l'electrodépôt industriel du zinc. Un procédé efficace et relativement simple a été dimensionné pour chacun de ces deux extractants, permettant de valoriser le zinc présent dans les résidus miniers.

L’or, en raison de sa rareté et de ses nombreuses applications, est l’un des métaux les plus convoités. Il est principalement recherché pour sa valeur monétaire élevée qui a d’autant plus subi une hausse importante au cours des dernières années. Cette hausse de la valeur de l’or a grandement contribué à modifier le visage des nouveaux projets aurifères mis de l’avant en permettant à plusieurs compagnies d’exploiter des gisements à faibles teneurs ou contenant des minerais difficiles à traiter. Une chute drastique du prix de l’or aurait un impact important sur la rentabilité de ces nouveaux projets. L’une des façons de minimiser ce risque est de cibler une optimisation économique des circuits de cyanuration. Ce projet propose d’optimiser les circuits de cyanuration de l’or par simulation en basant son raisonnement sur la caractérisation de l’accessibilité des surfaces d’or. Pour ce faire, on caractérise cette accessibilité et on exploite ensuite l’information obtenue pour modéliser les différentes étapes d’un circuit conventionnel d’extraction de l’or par cyanuration. Lors de l’étape de broyage, les particules aurifères sont fragmentées pour libérer les surfaces d’or. Étant donné la grande différence de densité entre l’or et la gangue, cette libération a un impact considérable sur la classification gravimétrique des particules. Finalement, lors de l’étape de lixiviation, l’accessibilité des surfaces facilite l’attaque de l’or par le cyanure en présence d’oxygène et joue un rôle primordial sur l’optimisation du circuit. Pour créer des modèles représentatifs, il est essentiel d’avoir en main des données cohérentes et justes. Sans une bonne qualité de données, la calibration et même l’identification de la structure d’un modèle peuvent être faussées. Dans le cas des minerais aurifères, la nature intrinsèque du minerai et les difficultés associées à l’analyse des concentrations en or dans les phases liquides et solides peuvent entraîner des mesures non représentatives de la population globale à caractériser. La première étape de ce projet de recherche consiste donc à explorer l’application de la réconciliation de données aux procédés d’extraction de l’or. Ceci permet de rendre cohérentes les données issues de campagnes industrielles d’échantillonnage et de créer des modèles représentatifs de fragmentation, de classification et de lixiviation. La vitesse de cyanuration est fortement dépendante du degré de libération de l’or et par conséquent de la taille des particules aurifères. Il est donc important d’identifier dans quelle classe granulométrique se trouvent les grains d’or dans le minerai. Le premier modèle proposé dans ce projet permet de caractériser la distribution de l’or dans les différentes classes granulométriques ainsi que son accessibilité. Ceci est effectué en combinant un modèle de libération cubique et un modèle de broyage qui fait intervenir des fonctions de broyage et de sélection différentes pour les particules porteuses d’or et celles de gangue. Le modèle proposé est calibré et validé sur une série d’essais de broyage effectués en laboratoire. La classification gravimétrique influence différemment le partage des particules mixtes, d’or libre et de gangue entre la surverse et la sousverse d’hydrocyclones. Étant donné que les particules mixtes et d’or libre ont des degrés d’accessibilité différents et, par conséquent, des cinétiques de lixiviation différentes, la classification influence la performance des circuits de cyanuration positionnés en aval d’hydrocyclones. On propose donc de coupler le degré d’accessibilité, obtenu par le modèle de broyage, au modèle de Plitt à l’aide de la densité des particules. En bref, selon que l’or est totalement libéré ou attaché à une particule de minerai, son comportement en classification est différent puisqu’il est influencé par la densité de la particule. Le modèle développé est ensuite appliqué à des données industrielles. Pour ce faire, il est cependant nécessaire de faire intervenir un second modèle puisqu’une cyanuration a lieu à l’intérieur des broyeurs de ce circuit. Un modèle simplifié permettant de caractériser la lixiviation de l’or simultanément à la fragmentation du minerai est donc proposé. L’information relative au degré d’exposition des surfaces d’or alimente un modèle phénoménologique de cyanuration. Le modèle intègre les concepts d’exposition et de diffusion tout en tenant compte de la stœchiométrie de la réaction de dissolution de l’or et de la consommation du cyanure par les cyanicides. Des essais en laboratoire sont utilisés pour confirmer la prédominance de la réaction diffusionnelle dans le processus de cyanuration industriel. Ces essais sont également utilisés pour calibrer et valider le modèle proposé. L’ensemble des modèles développés est regroupé dans un simulateur d’usine couplant l’accessibilité des surfaces d’or à sa dissolution. À cette fin, les modèles développés pour des conditions discontinues sont adaptés à une application continue. Finalement, le simulateur est utilisé pour étudier différents scénarios d’optimisation économique de circuits de cyanuration. Les modèles développés et les résultats obtenus sont encourageants et permettent de jeter les bases d’une approche reliant l’accessibilité des surfaces au broyage, à la classification gravimétrique et à la cyanuration de l’or.<br>L’or, en raison de sa rareté et de ses nombreuses applications, est l’un des métaux les plus convoités. Il est principalement recherché pour sa valeur monétaire élevée qui a d’autant plus subi une hausse importante au cours des dernières années. Cette hausse de la valeur de l’or a grandement contribué à modifier le visage des nouveaux projets aurifères mis de l’avant en permettant à plusieurs compagnies d’exploiter des gisements à faibles teneurs ou contenant des minerais difficiles à traiter. Une chute drastique du prix de l’or aurait un impact important sur la rentabilité de ces nouveaux projets. L’une des façons de minimiser ce risque est de cibler une optimisation économique des circuits de cyanuration. Ce projet propose d’optimiser les circuits de cyanuration de l’or par simulation en basant son raisonnement sur la caractérisation de l’accessibilité des surfaces d’or. Pour ce faire, on caractérise cette accessibilité et on exploite ensuite l’information obtenue pour modéliser les différentes étapes d’un circuit conventionnel d’extraction de l’or par cyanuration. Lors de l’étape de broyage, les particules aurifères sont fragmentées pour libérer les surfaces d’or. Étant donné la grande différence de densité entre l’or et la gangue, cette libération a un impact considérable sur la classification gravimétrique des particules. Finalement, lors de l’étape de lixiviation, l’accessibilité des surfaces facilite l’attaque de l’or par le cyanure en présence d’oxygène et joue un rôle primordial sur l’optimisation du circuit. Pour créer des modèles représentatifs, il est essentiel d’avoir en main des données cohérentes et justes. Sans une bonne qualité de données, la calibration et même l’identification de la structure d’un modèle peuvent être faussées. Dans le cas des minerais aurifères, la nature intrinsèque du minerai et les difficultés associées à l’analyse des concentrations en or dans les phases liquides et solides peuvent entraîner des mesures non représentatives de la population globale à caractériser. La première étape de ce projet de recherche consiste donc à explorer l’application de la réconciliation de données aux procédés d’extraction de l’or. Ceci permet de rendre cohérentes les données issues de campagnes industrielles d’échantillonnage et de créer des modèles représentatifs de fragmentation, de classification et de lixiviation. La vitesse de cyanuration est fortement dépendante du degré de libération de l’or et par conséquent de la taille des particules aurifères. Il est donc important d’identifier dans quelle classe granulométrique se trouvent les grains d’or dans le minerai. Le premier modèle proposé dans ce projet permet de caractériser la distribution de l’or dans les différentes classes granulométriques ainsi que son accessibilité. Ceci est effectué en combinant un modèle de libération cubique et un modèle de broyage qui fait intervenir des fonctions de broyage et de sélection différentes pour les particules porteuses d’or et celles de gangue. Le modèle proposé est calibré et validé sur une série d’essais de broyage effectués en laboratoire. La classification gravimétrique influence différemment le partage des particules mixtes, d’or libre et de gangue entre la surverse et la sousverse d’hydrocyclones. Étant donné que les particules mixtes et d’or libre ont des degrés d’accessibilité différents et, par conséquent, des cinétiques de lixiviation différentes, la classification influence la performance des circuits de cyanuration positionnés en aval d’hydrocyclones. On propose donc de coupler le degré d’accessibilité, obtenu par le modèle de broyage, au modèle de Plitt à l’aide de la densité des particules. En bref, selon que l’or est totalement libéré ou attaché à une particule de minerai, son comportement en classification est différent puisqu’il est influencé par la densité de la particule. Le modèle développé est ensuite appliqué à des données industrielles. Pour ce faire, il est cependant nécessaire de faire intervenir un second modèle puisqu’une cyanuration a lieu à l’intérieur des broyeurs de ce circuit. Un modèle simplifié permettant de caractériser la lixiviation de l’or simultanément à la fragmentation du minerai est donc proposé. L’information relative au degré d’exposition des surfaces d’or alimente un modèle phénoménologique de cyanuration. Le modèle intègre les concepts d’exposition et de diffusion tout en tenant compte de la stœchiométrie de la réaction de dissolution de l’or et de la consommation du cyanure par les cyanicides. Des essais en laboratoire sont utilisés pour confirmer la prédominance de la réaction diffusionnelle dans le processus de cyanuration industriel. Ces essais sont également utilisés pour calibrer et valider le modèle proposé. L’ensemble des modèles développés est regroupé dans un simulateur d’usine couplant l’accessibilité des surfaces d’or à sa dissolution. À cette fin, les modèles développés pour des conditions discontinues sont adaptés à une application continue. Finalement, le simulateur est utilisé pour étudier différents scénarios d’optimisation économique de circuits de cyanuration. Les modèles développés et les résultats obtenus sont encourageants et permettent de jeter les bases d’une approche reliant l’accessibilité des surfaces au broyage, à la classification gravimétrique et à la cyanuration de l’or.<br>Gold, because of its rarity and its various applications is one of the most coveted metals. It is mainly known for its high value that has significantly increased recently. This increase in the value of gold contributed to change the face of new gold projects by allowing companies to exploit low grade deposits or difficult ore to process. A drastic fall in the price of gold would have a significant impact on the profitability of these new projects. One way to minimize this risk is to focus on economic optimization of cyanidation circuits. This project proposes to optimize gold cyanidation circuits with simulation based on the characterization of gold surfaces accessibility. To do so, gold accessibility is characterized. The information is then use to model the different stages of a conventional cyanidation gold extraction circuit. During the grinding step, the gold particles are broken to liberate gold surfaces. Given the high density difference between gold and the non-value minerals, liberation has a significant impact on the gravimetric classification. Finally, during leaching, the accessibility of surfaces facilitates the attack of gold by cyanide in presence of oxygen. This latest link is used to optimize leaching circuits. To create representative models, it is essential to have consistent data. With poor data quality, calibration, and even model structure may be distorted. In the case of gold ores, the intrinsic nature of the ore and the difficulties associated with gold concentration measurements in the liquid and solid phases can lead to non-representative data sets of the ore to characterize. Therefore, the first step of this research project is to explore the data reconciliation application to gold extraction processes measurements. This corrects data from industrial sampling campaigns and allows creating representative models of fragmentation, classification and leaching. Cyanidation kinetic is highly dependent of the degree of gold liberation and consequently is dependant on ore particle size. It is therefore important to identify in which ore size class the gold grains are. The first model proposed in this project characterizes the distribution of gold in different size classes as well as its accessibility. This is done by combining a cubic liberation model and a grinding model that uses different breakage and selection functions for mixed and non-value particles. The proposed model is calibrated and validated on a series of laboratory grinding tests. The gravimetric classification influences differently mixed particles, free gold and free non-value particles partition to the overflow and underflow of hydrocyclones. Liberated gold grains and gold attached to mixed particle have different classification behavior because they are influenced by the density of the particle. Furthermore, mixed particles and liberated gold grains have different degrees of accessibility and different leaching kinetics. Consequently, classification as an influence on cyanidation circuits performances positioned downstream of hydrocyclones. It is therefore proposed to link the information on the degree of gold accessibility obtained by the grinding model to Plitt’s classification model by using particle density. The model is then applied to industrial data. To do so, it is however necessary to introduce a second model since cyanidation takes place inside the mills of this grinding circuit. A simplified model for characterizing the gold leaching simultaneously with the fragmentation of the ore is proposed. Information on the exposure of gold surfaces feed a phenomenological model of cyanidation. The model incorporates the concepts of exposure and diffusion while taking into account the stoichiometry of gold dissolution reaction and cyanide consumption by cyanicides. Laboratory tests are used to confirm that the reaction rate is limited by diffusion in the industrial cyanidation process. These tests are also used to calibrate and validate the proposed model. All the models developed are grouped in a simulator combining the degree of gold surface accessibility to gold dissolution. To this end, the models developed for batch conditions are adapted for continuous application. Finally, the simulator is used to study different scenarios of cyanidation circuit economic optimization. The models developed and the results obtained lay the foundations to integrate liberation to grinding, gravity classification and cyanidation of gold.<br>Gold, because of its rarity and its various applications is one of the most coveted metals. It is mainly known for its high value that has significantly increased recently. This increase in the value of gold contributed to change the face of new gold projects by allowing companies to exploit low grade deposits or difficult ore to process. A drastic fall in the price of gold would have a significant impact on the profitability of these new projects. One way to minimize this risk is to focus on economic optimization of cyanidation circuits. This project proposes to optimize gold cyanidation circuits with simulation based on the characterization of gold surfaces accessibility. To do so, gold accessibility is characterized. The information is then use to model the different stages of a conventional cyanidation gold extraction circuit. During the grinding step, the gold particles are broken to liberate gold surfaces. Given the high density difference between gold and the non-value minerals, liberation has a significant impact on the gravimetric classification. Finally, during leaching, the accessibility of surfaces facilitates the attack of gold by cyanide in presence of oxygen. This latest link is used to optimize leaching circuits. To create representative models, it is essential to have consistent data. With poor data quality, calibration, and even model structure may be distorted. In the case of gold ores, the intrinsic nature of the ore and the difficulties associated with gold concentration measurements in the liquid and solid phases can lead to non-representative data sets of the ore to characterize. Therefore, the first step of this research project is to explore the data reconciliation application to gold extraction processes measurements. This corrects data from industrial sampling campaigns and allows creating representative models of fragmentation, classification and leaching. Cyanidation kinetic is highly dependent of the degree of gold liberation and consequently is dependant on ore particle size. It is therefore important to identify in which ore size class the gold grains are. The first model proposed in this project characterizes the distribution of gold in different size classes as well as its accessibility. This is done by combining a cubic liberation model and a grinding model that uses different breakage and selection functions for mixed and non-value particles. The proposed model is calibrated and validated on a series of laboratory grinding tests. The gravimetric classification influences differently mixed particles, free gold and free non-value particles partition to the overflow and underflow of hydrocyclones. Liberated gold grains and gold attached to mixed particle have different classification behavior because they are influenced by the density of the particle. Furthermore, mixed particles and liberated gold grains have different degrees of accessibility and different leaching kinetics. Consequently, classification as an influence on cyanidation circuits performances positioned downstream of hydrocyclones. It is therefore proposed to link the information on the degree of gold accessibility obtained by the grinding model to Plitt’s classification model by using particle density. The model is then applied to industrial data. To do so, it is however necessary to introduce a second model since cyanidation takes place inside the mills of this grinding circuit. A simplified model for characterizing the gold leaching simultaneously with the fragmentation of the ore is proposed. Information on the exposure of gold surfaces feed a phenomenological model of cyanidation. The model incorporates the concepts of exposure and diffusion while taking into account the stoichiometry of gold dissolution reaction and cyanide consumption by cyanicides. Laboratory tests are used to confirm that the reaction rate is limited by diffusion in the industrial cyanidation process. These tests are also used to calibrate and validate the proposed model. All the models developed are grouped in a simulator combining the degree of gold surface accessibility to gold dissolution. To this end, the models developed for batch conditions are adapted for continuous application. Finally, the simulator is used to study different scenarios of cyanidation circuit economic optimization. The models developed and the results obtained lay the foundations to integrate liberation to grinding, gravity classification and cyanidation of gold.

Le district de Melle a été exploité entre le VIIe et le Xe siècle. Il représente la plus importante mine d'argent de l'empire carolingien. Ce site est bien connu des numismates puisque les deniers et les oboles de Melle sont les pièces les plus abondantes de cette période. L'absence d'exploitation postérieure a cette période offre la possibilité d'étudier les techniques de production carolingiennes sans risque de confusion avec celles de périodes plus récentes. Cette thèse a pour objectif de recenser l'ensemble des sites liés à l'activité minière et métallurgique, et de retracer toute la chaine opératoire qui conduit du minerai au plomb et à l'argent. Elle s'appuit à la fois sur l'étude d'un réseau minier, les fouilles d'une laverie de minerai et d'une fonderie, et sur l'expérimentation archéologique des techniques extractives, minéralurgiques et métallurgiques. Afin de mieux comprendre et apprécier la qualité du travail des mineurs et métallurgistes carolingien, l'ensemble des résidus (déblais miniers, sables de lavage et scories de fusion) a fait l'objet d'études archéométriques appropriées. Une première approche des problèmes environnentaux liés à cette industrie est aussi tentée. Elle regarde à la fois les problèmes de déforestation, conséquence directe de l'exploitation minière, et ceux de la pollution au plomb en liaison avec le traitement du minerai.

L’archéologie minière est une discipline archéologique récente et exigeante, passage obligé pour l’étude de l’exploitation des métaux aux époques anciennes. L’étain est un métal encore par bien des côtés mystérieux, malgré l’abondante documentation disponible. Plusieurs aspects de ce métal indispensable pendant la Protohistoire et l’Antiquité sont abordés dans ce travail. Il était nécessaire de comprendre, tout d’abord, la géologie et la métallogénie de son principal minerai, la cassitérite, et ses utilisations spécifiques pendant ces périodes : en petits objets, en décors appliqués sur céramique et sous forme d’alliage avec le cuivre. Ensuite, il fallait faire une synthèse sur l’état actuel de la recherche des mines d’étain anciennes en Europe, vérifier si les zones d’exploitation décrites par les textes antiques : la péninsule Ibérique et les Cornouailles, sont confirmées par les données archéologiques et montrer les autres districts l’Erzgebirge, la Turquie, et en France, la Bretagne, le Morvan, le Rouergue, le Tarn. Une zone stannifère a fait l’objet d’une étude approfondie, le Limousin. Des prospections de terrain ont permis de mettre en évidence plusieurs districts miniers dans les monts de Blond, les monts d’Ambazac en Haute-Vienne et en Creuse à Soumans. Un sondage archéologique a été réalisé sur le site du Repaire à Vaulry (Haute-Vienne) dans les monts de Blond pour essayer de dater ces travaux miniers. Les premiers résultats, en cours d’étude, permettent de croire à une exploitation pendant le deuxième âge du Fer. Cette fouille archéologique est une première en France sur une mine d’étain en roche. Elle devrait ouvrir la voie à d’autres recherches<br>Mining archaeology is a recent and demanding field of archaeology, an indispensable discipline for investigating the extraction and use of metals in ancient times. The exploitation and use of tin, one of the metals in question, is still fairly mysterious, in spite of the large amount of available literature. This thesis deals with several aspects of tin during Protohistory and Antiquity. The first objective was to understand the geology and metallogeny of its principal mineral component, cassiterite and the specific uses to which it was put during the periods in question, in the form of small objects, decorative patterns applied to ceramic items and as an alloy with copper. The second stage involved writing a synthesis of the current state of research and knowledge of ancient tin mines in Europe, in order to check whether the exploitation zones described in old documents, the Iberian peninsula and Cornwall, have been confirmed by archaeological data, while referring as well to the other districts of Erzgebirge in Turkey and in France, areas in Brittany, Morvan, Rouergue and Tarn. A thorough investigation had been made of a stanniferous zone in the Limousin. Field surveys revealed several ancient mining areas in the Monts de Blond, the Monts d’Ambazac in Haute-Vienne and in the Creuse at Soumans. An archaeological probe was undertaken at the site of Repaire at Vaulry (Haute-Vienne) in the Monts de Blond to try and date these mining activities. The first results, still being analysed, appear to suggest that they were exploited during the second Iron Age. This archaeological dig is the first in France for a tin mine in a rock substratum and should lead to further research

L'or est extrait dans le bassin de l'Ankobra au Ghana depuis des siècles. L'activité minière engendre des rejets de mercure et d'arsenic qui peuvent être toxiques pour l'écosystème aquatique et la population humaine. Pour déterminer l'impact des polluants, le mercure et l'arsenic ont été analysés dans de l'eau, la matière en suspension, des sédimants, des sols, des végétaux alimentaires et des poissons. Les concentrations totales en mercure et arsenic ont été déterminées par CV-AFS et HG-AFS. La spéciation a été effectuée par couplage de méthodes chromatographiques avec l'AFS. Les résultats montrent une contamination par l'arsenic et le mercure due à l'exploitation minière. Les deux éléments sont préférentiellement transportés dans la phase aqueuse plutôt que dans la phase particulaire. Le méthylmercure représente en moyenne 1% du métal total dans les sédiments. L'arsenic est essentiellement sous forme inorganique. Certains poissons et sédiments sont significativement contaminés<br>Gold has been mined in the Ankobra river basin of Ghana for centuries. These activities emit mercury and arsenic whose impacts could be deleterious to the basin's ecosystem and the human population. To assess these impacts, mercury and arsenic were analysed in water, bed and suspended sediments, soils, edible vegetables and fish collected from the basin. Tota concentration and speciation analysis were done by single and hyphenated techniques of chromatography and atomic fluorescence spectrometry. High levels of mercury and arsenic were found in the proximities of the mining zones. The two elements are transported mainly in the aqueous phase of the river and they showed seasonal variation in both water and sediments. Detectable methylmercury in sediment averaged 1% of the total. Arsenic species detected in water and sediments were the inorganic forms. The sediments and fish were significantly contaminated in mercury

Les matériaux mésoporeux à base de silice sont des plateformes polyvalentes qui offrent une réponse aux besoins de domaines variés comme l’environnement, la santé et les énergies. La fonctionnalisation avec des groupements organiques en fait des matériaux hybrides qu’il est aisé d’orienter vers une application spécifique. Ainsi, afin de fournir une alternative aux procédés industriels, dommageables pour l’environnement actuellement utilisés pour l’extraction et la purification des terres rares, à savoir l’extraction liquide-liquide (ELL) majoritairement, les silices mésoporeuses ont été sollicitées à titre d’adsorbant dans l’extraction sur phase solide. Cette dernière, en opposition à l’ELL, présente de nombreux avantages dont, la suppression des solvants organiques, le contrôle de la sélectivité envers et parmi le groupe des éléments de terres rares (ÉTR) à travers l’ancrage du ligand sur un support solide et la possibilité de réutiliser plusieurs fois l’adsorbant. Les ÉTR sont des métaux qui participent à la transition vers des technologies moins coûteuses en énergie, il est donc primordial de rendre leurs procédés d’extraction plus verts. Dans le cadre de ce travail, différents types de silices ordonnées mésoporeuses, MCM-41, SBA-15 et SBA-16, ont été synthétisées, fonctionnalisées avec un ligand approprié, et leurs comportements vis à vis de ces éléments, comparés. Ces matériaux ont de nombreux points communs mais certaines caractéristiques les différencient néanmoins : la taille et la géométrie des pores, la connexion entre les pores, l’épaisseur des parois, l’accessibilité aux pores ou encore la diffusion des liquides ou gaz dans la matrice. C’est pourquoi, le but de cette étude est d’élucider l’impact de ces diverses propriétés sur l’adsorption sélective des ÉTR en condition statique et dynamique.<br>Ordered mesoporous silica materials are versatile platforms that can offer answers in different areas: environment, healthcare and energy. Furthermore, the possibility of functionalization with a variety of organic molecules permits to dedicate them to a specific application. Thus, in order to address alternatives to the industrial extraction processes of Rare Earth Elements (REEs) which are often environmentally hazardous, functionalized silica materials appear to be well suited as adsorbent for the solid-phase extraction (SPE). Indeed, oppositely to liquid-liquid extraction (LLE), SPE is more advantageous in terms of organic solvent consumption, fine-tuning of the selectivity for and among REEs and lastly, the possibility to regenerate the sorbents after each extraction procedure. REEs became important and critical metals as they are participating in the transition to new technologies with low energy cost, therefore, any greener extraction process is required. In this work, different ordered silica materials such as MCM-41, SBA-15 and SBA-16, have been synthesized, functionalized with an appropriate ligand and their behavior towards REEs have been studied and compared. Despite their similarities, these materials have some disparities in their textural properties, their pore size, geometry and connection, their wall thickness, the accessibility to the pore and the diffusion of gases and liquid through the porous matrix, for example. Therefore, this study wishes to investigate the role of these various properties on the REEs adsorption in both static and dynamic conditions.

Ce mémoire rend compte d’une étude avec un minerai aurifère pour quantifier l’effet de la dilution excédentaire sur l’extraction de l’or. Depuis une quinzaine d’années, une tendance d’augmentation de la profondeur des mines souterraines est observée au Canada et dans le monde. Lorsque ces exploitations souterraines atteignent des profondeurs supérieures à 1000 m, elles deviennent sujettes à de fortes pressions et tensions causées par la roche. Cependant, l’effet résultant sur l’extraction du minerai est difficilement quantifiable occasionnant une dilution opérationnelle excédentaire à celle planifiée. Le projet de maîtrise analyse l’impact de cette dilution excédentaire sur le traitement du minerai d’une mine d’or située dans la région de l’Abitibi (nord-ouest du Québec). Pour ce faire, deux types de dilution sont considérés : la roche stérile et le remblai. Les résultats du test de Bond et de données de cyanuration issues de la littérature illustrent dans quelle mesure le taux d’alimentation peut être augmenté pour mitiger l’effet de cette dilution excédentaire et la perte de production en or. La discussion étudie également les points positifs et négatifs du montage conçu pour l’automatisation de la cyanuration du projet.

L’exploitation minière de l’uranium et les processus de traitement du minerai sont à l’origine d’un marquage potentiel de l’environnement par les descendants des chaînes de désintégration U-Th et des éléments traces métalliques (ETM) associés. Ces contaminants s’accumulent ensuite préférentiellement dans des zones de sédimentation continentales (étangs ou lacs) ou des zones humides (tourbières, berges de rivière) situées à l’aval hydraulique des mines. Les zones humides en particulier sont des milieux sensibles aux changements globaux et à la pression anthropique, situés en général en tête de bassin versant. Cela pose donc un risque en cas relargage des contaminants depuis ces milieux. L’objectif de cette étude est de mettre en place une méthodologie aisément reproductible, y compris aux sites miniers orphelins, et permettant l’identification et la caractérisation des contaminations et la compréhension des mécanismes d’accumulation et des risques de relargage. Cette étude a été réalisée dans l’environnement de l’ancienne mine de Bertholène (Aveyron, 12, France). Les zones d’accumulations préférentielles ont été identifiées par spectrométrie gamma in situ mobile et fixe. Des échantillons de sols, sédiments, végétaux, eaux et tourbes ont été prélevés autour du site, afin (a) de caractériser l’activité des différents descendants des chaînes de l’U et du Th et les contaminations en ETM associées à différentes échelles d’observation, (b) de comprendre les mécanismes d’accumulation et de relargage potentiel et (c) de tracer les sources des contaminants. Les résultats obtenus montrent que l’essentiel de la contamination est localisée dans une zone inondable de l’environnement proximal aval de la mine. Les activités en uranium élevées (U-238 &gt; 20000 Bq.kg-1) et le fort enrichissement des radionucléides du début de chaîne par rapport à la fin de chaîne de l’U-238 traduisent un apport préférentiel d’U-238 et de Th-230, par rapport au Ra-226, lors d’inondations. Les contaminations en ETM associées sont relativement faibles, excepté en Mn, en Ba et en S. Les accumulations en radionucléides et en ETM sont expliquées à la fois par les caractéristiques géochimiques du minerai d’uranium et par les processus de traitement du minerai et des eaux d’exhaure. Les lessivages chimiques réalisés révèlent que les fractions acido-solubles et oxydes amorphes des sols constituent des pièges prépondérants des contaminants et que des variations du pH ou du potentiel d’oxydoréduction pourraient générer des relargages important d’uranium et de radium dans l’environnement. Finalement les déséquilibres radiologiques et les isotopes du plomb sont des traceurs fiables de la contamination associée à l’exploitation d’une mine d’uranium<br>Uranium mining and uranium ore processing increase the environmental activity of U and Th decay products and trace elements, in particular in case of releases to the adjacent rivers. Contaminants accumulate then preferentially in sedimentation areas (such as ponds or lakes) or in wetlands (peatlands, marshes or riverbanks) located downstream to the mine. Wetlands – generally located at the head of watershed – are particularly sensitive to environmental changes and anthropogenic pressure. This poses a risk of release of contaminants from these accumulation areas. The objective of the present study is to propose an easily reproducible methodology – in particular for the orphan mining sites – to identify and characterize accumulation areas. This study also aims to improve our understanding of the mechanisms of accumulation and release, in these areas. This study was performed around the former mining site of Bertholène (France). Standing and mobile in situ gamma spectrometry is used to accurately locate the accumulation areas. Soils, sediments, vegetation, water and peat are also sampled upstream and downstream of the mine, in order to (a) characterize the activities and the disequilibria of the U-Th decay chains and the associated trace elements according to the scale of observation, (b) understand the mechanisms of accumulation and release and (c) identify the potential sources using geochemical proxies and isotopic analyses. The results obtained show that radionuclides are mainly accumulated in a flooding area located downstream the mine. Strong U-238 activities (&gt; 20000 Bq.kg-1) and strong Ra-226/U-238 and Th-230/Ra-226 activity ratios are recorded, involving preferential inputs of U-238 and Th-230 during flooding events. Trace element contamination is low, except for Mn, Ba and S. Such contaminations are potentially explained by the geochemical composition of the uranium ore and by the past and current processes of ore and water mine. Sequential extractions highlight the importance of the acido-soluble and the amorphous oxides in the trapping of contaminants. Thus, pH or Eh potential changes could induce major releases of uranium to the environment. The large differences in Pb isotope composition between natural soils and uranium ores, as well the activity ratios of the U-238 and decay chain products, make these indicators helpful to identify the soils and the sediments impacted by uranium mining

Ces travaux de thèse, effectués dans le cadre des études sur le retraitement des combustibles nucléaires usés par extraction-liquide-liquide, concernent l’étude cinétique d’extraction de l’uranium(VI) et du plutonium(IV) en milieu acide nitrique par un mélange d’extractants de type monoamide. Trois techniques ont été utilisées pour étudier les cinétiques d’extraction et identifier les régimes de transfert : la méthode de la goutte unique, la cellule d’extraction de Nitsch et la cellule à membrane tournante (RMC). Les résultats obtenus avec la goutte unique indiquent que les cinétiques de transfert d’U(VI) et Pu(IV) sont proches. Une étude hydrodynamique des gouttes et la modélisation du transfert de l’U(VI) ont montré que la présence d’une circulation interne à la goutte diminue les résistances diffusionnelles pour des tailles de goutte croissantes. L’influence de la concentration d’U(VI) dans le solvant sur la cinétique d’extraction a montré que le transfert d’U(VI) et Pu(IV) ralentit lorsque la concentration d’U(VI) en phase organique et la viscosité augmentent. L’ensemble de ces résultats couplé à l’étude du transfert de l’U(VI) par la cellule de Nitsch conduisent à supposer une cinétique gouvernée par la diffusion principalement localisée dans la phase organique. Les études réalisées avec la RMC ont permis de déterminer la constante chimique d’extraction de l’U(VI), du même ordre de grandeur que les cinétiques obtenues par la goutte unique et de confirmer la présence d’une réaction chimique interfaciale. Enfin, le transfert d’U(VI) et Pu(IV) s’avère 3 fois plus lent que celui par le TBP mais reste adapté pour un procédé d’extraction à l’échelle industrielle<br>This thesis was conducted in the framework of the reprocessing of spent nuclear fuels. The kinetics extraction of uranium(VI) and plutonium(IV) by N,N-dialkylamides or monoamides in an aliphatic diluent were studied from an aqueous nitric solution using 3 different techniques: “single drop technique”, Nitsch cell and Rotating Membrane Cell (RMC). All these experiments were useful to attempt the identification of the transfer process between the phases which can be controlled by kinetic or diffusional regime. The kinetics of extraction of U(VI) by monoamides solvent seems to be similar to that of the Pu(IV). In general, molecular diffusion in organic phase slows down the extraction process and the limiting thickness of organic phase increases with solvent viscosity. The process in “single drop technique” seems to be controlled not only by diffusion but also by the chemical reaction. Then the extraction kinetics of U(VI) has been carried out by Nitsch cell and the RMC. Diffusionnal regime is the limiting step in Nitsch cell and the results confirm that molecular diffusion in organic phase should mainly control the kinetics transfer. Then experiments performed by the RMC indicate that the kinetics is in the same order as transfer coefficient obtained by “single drop” and the chemical reaction occurs at the interface. Finally, these results were compared with data obtained with a TBP solvent (tributyl phosphate) currently used in the PUREX process in order to estimate the interest of such a new solvent. The kinetics of extraction of U(VI) by this monoamide-based solvent is three times lower that of the TBP 30 % but remains fast and suitable for a future industrial process

Les allotropes de carbone sont des matériaux très polyvalents qui sont étudiés par la communauté scientifique depuis plusieurs décennies. Depuis la découverte des fullerènes, des nanotubes et du graphène, une grande part de la recherche scientifique s’est concentrée sur ces matériaux à cause de leurs caractéristiques uniques. En effet, le carbone a le potentiel d’être utilisé dans une foule d’applications. Sa stabilité chimique et sa conductivité thermique, de même que sa conductivité électrique, expliquent le grand intérêt de la communauté scientifique pour ce type de matériaux. La silice structurée est intéressante pour l’adsorption de divers produits puisqu’il est possible d’en modifier simplement la surface avec des ligands adaptés pour l’application voulue. Au cours des dernières années, des recherches ont été réalisées pour la séparation et l’extraction des terres rares (TRs). En effet, il a été démontré que l’utilisation de silice modifiée avec un ligand de type amide diglycolic mène à de meilleurs résultats qu’une résine commerciale pour la séparation des terres rares. En revanche, la silice ne possède pas la stabilité chimique à des pH acide (<4) nécessaire pour les applications industrielles. Le carbone mésoporeux est une bonne alternative pour obtenir un adsorbant solide pour l’extraction des TRs. Cette forme de carbone nanostructurée est un matériau intéressant pour l’adsorption de composé puisqu’elle possède à la fois une grande surface spécifique et une excellente stabilité chimique. Ces caractéristiques en font un matériau qui pourrait être bien adapté pour les extractions au niveau industriel. Ce mémoire porte sur la modification de surface de carbone mésoporeux pour l’extraction sélective des TRs et leur application à des pH acides. Les différentes structures de carbone poreux (CMK-3, CMK-5, CMK-8, etc…) ont été synthétisées, modifiées par des ligands sélectifs pour les TRs et leurs comportements pour la sélectivité et l’extraction des TRs. Le développement de ces supports est intéressant dans la perspective du développement durable et des technologies vertes en milieu industriel. En effet, ce type de matériaux très stables offre un grand potentiel industriel. En effet, il serait théoriquement possible de les réutiliser de nombreuses fois, ce qui entrainerait une diminution des quantités de matières premières et de déchets associés requises pour leurs synthèses.<br>Carbons allotropes have been under constant study for more than two decades. Ever since the discovery of fullerene, nanotube and graphene, the number of papers showing different synthesis route for their surface modification has been steadily increasing. Indeed, carbon has the potential to be a great support for a lot of applications. Carbon’s unique attributes for chemical resistance, thermal stability, thermal conductivity and high electrical conductivity explain the high interest of the scientific community for this material. Structured silica is useful for adsorption of various products since it is possible to simply modify its surface with ligands suitable for the desired application. Over the last few years, research has been conducted for the separation and extraction of rare earth elements (REEs). Indeed, it has been demonstrated that the modified silica with a diglycolic amide-type ligand obtained better results than the current commercial resin for the separation of rare earth elements. However, silica lack of chemical resistance to acidic pH (˂4) required for industrial applications is a major drawback for this material. The mesoporous carbon is a good alternative to be used as a solid adsorbent for extraction of REEs. This allotrope of carbon presents a large surface area as well as a greater chemical resistance which makes it better suited for industrial extractions. This research therefore focuses on the surface modification of mesoporous carbon for the selective extraction of REEs and their application to acidic pH. Different porous carbon structures (CMK-3, 5-CMK, CMK-8, etc.) were synthesized, modified by selective ligands for the REEs and behaviours for selectivity and extraction of REEs. The development of these materials is interesting in the context of sustainable development and green technologies in an industrial environment

Les tranferts de techniques ont toujours ete des actes courants et essentiels dans l'histoire des societes. Ils sont au coeur des interactions entre les groupes. De fait, les mecanismes de leur mise en oeuvre et leurs repercussions socioculturelles relevent des champs d'interets de l'anthropologie en general et de la technologie culturelle en particulier. Le transfert de techniques peut alors etre considere comme un objet d'etude ethnographique a part entiere. Il releve de la sphere anthropologique, au meme titre que la religion, l'economie et la parente. C'est un phenomene social qui nous amene au coeur des choix techniques et des processus de transition. De ce fait, en reunissant les logiques de plusieurs systemes sociaux, il cree des interactions fortes, entre des individus et des groupes, interessantes a etudier. Il permet enfin de faire apparaitre la mouvance des rapports sociaux, leur contradiction et les oppositions d'interets. Dans cette optique, l'ouvrage decrit et analyse les conditions d'emergence d'une innovation relative a la production de sel au sein d'une population de guinee maritime, avant l'arrivee d'un projet de transfert auquel nous avons participe. Cette premiere etape ne fait pas exception, dans les themes qu'elle aborde, a la regle de la monographie ethnographique. Dans un deuxieme temps, au regard du contexte social prealablement decrit et qui represente en fait une partie du materiel ethnographique a partir duquel nous avons formule des reperes pour la conception d'une innovation, nous presentons les etapes de notre intervention, qui lie la demarche ethnographique a celle de l'ergonomie francophone, et ses resultats. En filigrane a cette intervention, il y a une reflexion sur les conditions "d'implication" de l'ethnologue dans le cadre de transferts de techniques et une volonte d'aide a la conception d'un systeme technique centre sur l'homme et la societe pourvoyeurs et utilisateurs<br>Technological transfers have always been current and essential actions in the story of societies. They are constituting one of the most important vector in the understanding of social groups relations. Thus the way people are bringind them into play, as well as their consequential effects are answereable to social anthropology. Technological transfer may fully form the subject of an ethnographic approach, as religion, economy and kinship. It is a social phenomenon which brings us into the heart of technological choices and transition processes. Linking the logic of different social systems, it is creating strong interactions between individuals and groups. In the first part the thesis we are describing and analysing the emergence conditions of a technological choice (salt production) in a susu community before the arrival of an ngo's program in which we were participating. This first stape respects the rule of the anthropology monographic approach. In regard to the social context we described in the first part, the second part deals with the anthropological implication modalities in such a program, knowing that in regard to the ethnographic and french ergonomic methodologies (we named anthropotechnology), we wanted to help in the conception of technical processes focusing more on the providers and users than on the pure technical aspect itself

Dans la région nomée Quadrilátero Ferrífero, à l’ état de Minas Gerais, Brazil, sont localisées quelques des plus importants dépôts minéraux de fer du monde. Dans cette même région on trouve le Bassin Hydrographique du Rio Doce et le sub-Bassin du Rio Piracicaba (Rivière Piracicaba), an affluent du Rio Doce. La région entourant le haut et le moyen cours du rivière présente plusieurs entreprises d’ exploitation du fer. Les activités minéraux sont fréquemment résponsables pour l’ augmentation des taux de lixiviation chimique et érosion des sols. Au début on a étudié les tenneurs des minéraux de fer dans des sédiments déposés sur le lit la rivière Piracicaba pour chercher l’ éxistence d’une corrélation entre l’ ensablemment de la rivière et les activités mineures dans la région. Les échantillons prèlévées dans des sites à la voisinage des sources du Piracicaba ont présentées les tenneurs des minéraux de fer hématite et magnétite les plus importants. Les valeurs élevés des concentrations des oxydes de fer sont originés, probablément, du transport des sédiments des terrains des mines par des pétits affluents de la rivière. Les concentrations d’ hématite sur ces sites sont quatre fois plus importantes que les valeurs moyennes observées au long de la plage du Piracicaba recherchée. Donc, l’ étude des conditions pour accélérer la sédimentation des eaux superficielles troubles des mines de fer, avant qu’elles ne se déversent dans la fleuve Piracicaba, sont prioritaires pour ceux concernés avec l’ équilibre hydrologique et environnemental de la région. Au courant de ce travail on a étudié la coagulation/flocculation des suspensions riches en particules des oxydes de fer en utilisant deux agents coagulants: le sulfate d’aluminium (alumen) et un biopolymère naturel appellée Moringa oleífera. Les suspensions naturels sont composées essentiellement des minéraux goethite, hematite, kaolinite et quartz, qui présentent une charge superficielle nette positive sous les pH’s de ce travail. Le sulfate d’aluminium a présenté une bonne performance coagulante vers les suspensions riches en oxydes de fer. Le mécanisme de coagulation/floculation responsable pour la réduction de la turbidité des suspensions traitées a été investigué. Une première étape d’adsorption spécifique des produits de l’ hydrolyse des sels d’ aluminium sur la surface des oxydes, suivie par un processus d’hétérocoagulation entre les agrégats positivemente chargés et des particules chargées negativement présentes dans la suspension, a été proposé. Pourtant, depuis les années 1970, la toxicité de l’aluminium est considerée menaçante pour la santé publique. En ce qui concerne l’ être humain le métal est suspecté d’intervenir dans des maladies telles que le cancer et les maladies d’Alzheimer et Parkinson. Moringa oleífera est un coagulant naturel extrait des graines d’une arbre très bien adaptée au climat du Nord Brésilien dont les fruits sont largement employés dans l’Afrique pour clarifier des eaux troubles sans présenter des risques environnementales. Des travaux en utilisant la Moringa comme coagulant pour les eaux riches en oxydes de fer n’ont pas encore étés publiés. La performance de cet agent coagulant vers les suspensions naturelles provénantes des mines de fer est comparable à celle du sulfate d’aluminium. Le mécanisme de coagulation/floculation des graines a été étudié par bilan de matière et des analyses du précipité par isotermes d’adsorption, spectroscopie IR, diffraction des Rayons-X, spéctroscopie Mössbauer, analyse thérmique, des mésures de potentiel Zéta et par granulométrie laser pour suivre la taille des agrégats formés. La fraction coagulante active des graines de la Moringa oleífera est constituée par des proteínes cathioniques qui adsorbent sur les particules d’ oxydes. Le mécanisme de réaction proposé comprend deux étapes : à la première, il y a un encombrément de l’oxyde par une monocouche de polymère, à la seconde étape, probablement, on a la formation des multicouches. La couche plus externe expose les sites cathioniques vers la solution, ce qui provoque la redispersion des particules pour des concentrations plus importants du coagulant<br>The Quadrilátero Ferrífero area, Minas Gerais, Brazil, contains some of the largest global iron mineral deposits. There it is located Rio Doce Hydrographic Basin and the sub-Basin of Rio Piracicaba (Piracicaba River), a tributary of Rio Doce. The area around the high and medium course of Piracicaba River concentrates an important number of mining companies. Iron ore mining activities are considered one of the main agents responsible for raising chemical and mechanical soil leaching rates. In this work, the iron oxide content of the bottom sediment of the river was investigated in order to try to correlate the sediment accumulation and the mining activities of the region. The samples collected closest to the springs of Piracicaba river showed the higher contents of iron minerals, probably carried by the tributaries which drain the mining areas. At these stations, hematite concentration values are about four times higher than the average value for the river. Considering this, studying coagulation of iron oxide rich superficial waters from mining areas is imperative to those concerned with the environmental and hydrological equilibria of the river. We tried to do this by using two different coagulants, the traditional aluminum sulphate (alumen) and a natural biopolymer named Moringa oleífera. The superficial waters consist essentially of a suspension of goethite, hematite, kaolinite and quartz, which shows a positive net superficial charge under environmental pH conditions. Alumen showed a good performance in the destabilization of those iron oxide rich particle suspensions. Its coagulation/flocculation mechanism was investigated. Specific adsorption of hydrolysis products of aluminum salts on iron oxide particles followed by an heterocoagulation process involving differently charged substrates have been proposed to explain the turbidity reduction of the suspensions. However, since the seventies, aluminum is under suspicion of being responsible for neurovegetative diseases as Alzheimer, Parkinson’s disturb and cancer. Moringa oleífera is a natural coagulant from a tree, well adapted to North and Northeastern Brazilian climate, whose seeds are largely employed in poor countries of Africa as an efficient coagulant for turbid waters. No test with Moringa in oxide rich waters has been reported so far. Its coagulation efficiency with iron oxide suspensions was similar to that of alumen. The mechanism of coagulation/flocculation of the aqueous extract of the seeds has been investigated through adsorption isotherms, infrared spectroscopy, X-Rays diffraction, Mössbauer spectroscopy, thermal gravimetric analysis, Zeta potential measurements and laser granulometric analysis. The active coagulant fraction of Moringa oleífera seeds are cationic proteins that adsorb on the oxide surface probably by a two step mechanism: establishment of a polypeptide monolayer followed by formation of multilayers that redisperse the destabilized particles

La problématique de l’évolution des anthroposols développés sur résidus miniers revêt un intérêt majeur pour évaluer les risques de transfert de pollution métallique et métalloïde et de contamination de l’environnement. Cette étude a pour objectif de caractériser la contribution des colloïdes à la mobilité du plomb, de l’arsenic et de l’antimoine dans un anthroposol développé en région Limousin (France) sur des résidus miniers issus d’une ancienne mine d’or. Pour cela, deux méthodologies différentes mais complémentaires ont été appliquées : une étude spatio-temporelle in situ et des tests de lixiviation en laboratoire. L’étude in situ a révélé des fluctuations des paramètres physico-chimiques et chimiques des solutions de sol en fonction de la profondeur et au cours du temps. Il a été observé un comportement différent à l’échelle du profil de sol de Pb par rapport à As et Sb, malgré la ressemblance géochimique entre As et Sb. Ces comportements peuvent être expliqués par la nature différente de leurs phases porteuses, ainsi que par les différences de réactivité au cours de la pédogenèse. Dans les solutions de sol, ces phases sont infra micrométriques et/ou nanométriques et leur mobilité est dépendante des conditions physico-chimiques du milieu ainsi que des caractéristiques de la matière organique du sol. Ces résultats montrent l’importance de comprendre, à l’aide d’un suivi in situ, la mobilité des métaux et métalloïdes dans des milieux complexes et riches en matière organique afin d’évaluer le risque de pollution lié aux sites et sols pollués. Les tests de lixiviations ont non seulement partiellement reproduit l’étude in situ, mais ils ont pu aussi prévoir sur le long terme à la fois la nature des matières organiques lixiviées et une contribution plus importante des colloïdes sur la mobilité des métaux et métalloïdes dans le sol. La complémentarité des tests de lixiviation en laboratoire vis-à-vis de l’étude in situ a été avérée<br>The problem of the evolution of technosols developed upon mine tailings is of major interest for risk assessment related to metal and metalloid transfer, and then, to the environment pollution. In this study, we aimed to investigate the contribution of colloids to the mobility of lead, arsenic and antimony in a technosol developed on mine taillings from a French former gold mine. For that, two different, but complementary methodologies were carried out: in situ spatio-temporal study and in laboratory leaching tests. In the former study, the fluctuations of physico-chemical and chemical parameters of soil solutions were observed according to the depth and over time. The behavior of these elements is different from each other through the soil profile, despite of great geochemical similarity between As and Sb over time. These can be explained by the different nature of their bearing phases and the fact that the reactivities of the latters are not the same during the pedogenesis. However, these phases are infra-micrometric and/or nanometric particles and their mobility is dependent on physical and chemical medium conditions, as well as soil organic matter characteristics. These results highlight the importance of understanding the mobility of metals and metalloids in complex and high organic matter content mediums, with the help of in situ monitoring, in order to evaluate pollution risks associated with contaminated sites and soils. The leaching tests not only partially reproduced in situ study, but also could predict both the nature of leached organic matters and the more important contribution of colloids on the mobility of metal and metalloids in the long term. The complementarity of laboratory leaching tests vis-à-vis in situ study has been proven

Les pentes minières à proximité de routes publiques doivent être prises en compte lors du processus de conception de ces routes. Plusieurs mines à ciel ouvert sont actuellement en développement au Québec et certaines d'entre elles sont situées à proximité de routes nationales. Ce mémoire propose une revue de la littérature portant sur les pratiques mondiales actuelles en ce qui concerne la stabilité de pentes minières à proximité d’infrastructures publiques. Il examine ensuite la stabilité du mur ouest de la mine à ciel ouvert LAB Chrysotile à Thetford Mines (Québec) aux abords du nouveau tracé de la route 112. Les travaux de terrain effectués sur le site sont décrits. Des analyses déterministes et probabilistes sont effectuées à l'aide de la méthode de réduction de la résistance au cisaillement (SSR) implémentée dans un code d’éléments finis (FE) ainsi que l'analyse à l'équilibre limite (LE). L'impact du remplissage de la fosse et de sa vidange rapide ainsi que la stabilité à long terme de la pente sont également étudiés. Les résultats de toutes les analyses révèlent que cette pente respecte les limites acceptables des critères de conception étudiés.<br>Mining slopes in the vicinity of public roads must be considered during the road design process. Several open-pit mines are currently in development in Quebec and some of them are located close to national highways. This M.Sc. thesis provides a review of the literature on some current practices around the world regarding mining slope design close to public infrastructures. It then investigates the stability of the west wall of the LAB Chrysotile open-pit mine in Thetford Mines (Quebec) in the vicinity of the new Road 112 location. The field work performed at the site is described. Deterministic and probabilistic analyses are conducted using finite element shear strength reduction (FE-SSR) and limit equilibrium (LE) methods. The impact of pit infilling and rapid dewatering, as well as long-term stability of the slope are also investigated. The results of all analyses reveal that the current mining slopes are within acceptable design criteria limits.

Sous la terminologie pressions de terrains se regroupent les principaux soucis des exploitants. Les mines de plus en plus profondes et les conditions d'exploitation de plus en plus difficiles. De plus, afin d'améliorer la productivité imposée par les contraintes économiques, la largeur des tailles est augmentée. Pour pouvoir agir et prévoir le comportement des terrains dans de telles conditions, les aspects pratique et méthodologique de la question sont abordés. Un panorama complet a été présenté en rappelant les résultats des études et les règles précédentes. Deux approches de modélisation sont employées: la modélisation classique et une modélisation évolutive. La modélisation porte sur le mode de traitement taille remblayée ou foudroyée, largeur importante, tenseur des contraintes initiales et stratification. Une modélisation par phases a été développée pour tenir compte de l'évolution de chantier, et a été appliquée pour connaitre le comportement d'un pilier. La méthode des éléments distincts est employée pour modéliser le comportement du foudroyage, une validation du modèle est établie entre l'affaissement calculé par le modèle et les mesures d'affaissement réalisées in situ. Enfin, des études de cas réels des houillères du bassin de lorraine et des houillères de Provence ont été réalisées. La modélisation numérique s'avère être un outil indispensable pour la planification des chantiers et pour l'établissement des règles de pressions de terrains adaptées

Cet ouvrage est concu en trois parties complementaires. La premiere decrit les grands parametres ecologiques et physico-chimiques du systeme lagunaire beninois. La deuxieme partie est essentiellement consacre aux types de formation vegetale constituant la mangrove du benin. Enfin la troisieme interesse l'evolution et les possibilites d'amenagement de ces milieux. Cet ouvrage est actuellement le plus complet sur le sujet. En effet il renferme une foule de donnees physiques et physico-chimique sur le systeme lagunaire du benin. Quant a l'approche biologique, c'est-a-dire les interactions connues entre la faune et la flore de la mangrove, on peut dire qu'elle est traitee de la maniere la plus exhaustive pour cette region du monde. Mais l'originalite majeure de ce travail reside probablement dans des essais de conservation et de reboisement dans la zone intertidale du benin

Ce mémoire étudie l’effet de l’incertitude locale et spatiale sur les réserves du gisement d’or Troilus. Deux méthodes géostatistiques ont été utilisées, soit le krigeage des indicatrices et la simulation séquentielle des indicatrices. En premier lieu, une nouvelle interprétation géologique du gisement a été faite basée sur les trous de forage d’exploration. Pour chaque zone définie, une série de variogrames ont été calculés et un modèle de bloc a été interpolé par krigeage des indicatrices. La calibration de ce modèle a été faite en le comparant au modèle basé sur les trous de forage de production et aux données actuelles de production. L’incertitude reliée à la variabilité de la minéralization a été quantifiée par l’entremise de 25 simulations séquentielles. Une série de fosses optimales basées sur chaque simulation ont été réalisées afin d’analyser l’impact sur la valeur présente nette, le tonnage de minerai et le nombre d’onces d’or contenues.<br>This thesis examines the effect of local and spatial uncertainty of the mineral reserves estimates for the Troilus gold deposit. Two geostatistical methods have been used: indicator kriging and sequential indicator simulation. A new set of geological envelope has been defined based on the grade distribution of the exploration hole samples. For each zone, composites, statistics and variograms have been calculated based on gold assays coming from exploration holes (DDH) and production blastholes (BH). A recoverable reserve block model based on indicator kriging was created from the exploration holes and a grade control block model was produced from the production blastholes. The recoverable reserve model was calibrated based on the grade control model and the data from the mined out part of the orebody. Uncertainty related to the variability of the mineralization was assessed through 25 conditionally simulated block models. Open pit optimization Whittle software was used as a transfer function to compare each model. Elements such as ore tonnage, grade, ounces contained and discounted value (NPV) have been used to analyse the risk inherent to each model. Finally, reserve estimates within an already established pit design were used as a second method of comparison.

Les besoins en énergie fossile durant l’ère industrielle ont conduit à l’exploitation intensive des ressources houillères du bassin carbonifère Nord/Pas-de-Calais (France). L’extraction de ces matériaux entraîne un déséquilibre des structures géologiques se traduisant en surface par des affaissements. Si la plus grande partie des affaissements se produit lors de l’extraction, une subsidence résiduelle peut perdurer durant une période plus ou moins longue après l’arrêt des exploitations. Charbonnages de France est en charge de la surveillance de ce phénomène dans le Nord/Pas-de-Calais depuis le 21 décembre 1990, date de fin des travaux miniers. En utilisant les nivellements de haute précision, CdF se heurte aux limitations de cette méthode (coût, durée…). Dans ce contexte, nous avons utilisé les méthodes interférométriques radar afin d’apporter un outil de qualité pour caractériser et quantifier les mouvements de surface et de déterminer la part de l’affaissement résiduel face aux autres phénomènes. Les résultats fournis par ces méthodes concordent avec les ordres de grandeurs des déplacements connus et apportent des informations nouvelles sur la forme et l’étendue des cuvettes d’affaissements d’origines minières. La mise en évidence d’autres phénomènes pouvant entraîner des mouvements du même ordre de grandeur a également été menée et en a permis une meilleure prise en compte dans l’étude des mouvements de surface dans le bassin Nord/Pas-de-Calais<br>The needs in fossil energy during the industrial area lead to the intensive exploitation of the resources of the Nord/Pas-de-Calais carboniferous basin (France). The extraction of these materials induces disorders of the geological structures which introduce depressions in surface. If the greatest part of the subsidence occurs during the extraction, a small part persists during a more or less long period after the end of the exploitations corresponding to the residual subsidence. Charbonnages de France is in charge of the monitoring of this phenomenon in the Nord/Pas-de-Calais area since December 21, 1990, completion date of mining work. Using high precision levellings, CdF is rapidly confronted with the limitations of this method (cost, duration…). In this context, we used the radar interferometric methods in order to propose an efficient tool to characterize and quantify the soil movements, and determine the part of the residual subsidence with respect to others phenomena. The results provided by these methods agree with the known orders of magnitude of displacements and bring new information on the shape and the extent of the mining origins subsidence areas. The description of other phenomena which can involve movements of the same order of magnitude was also carried out and allowed a better account in the study of surface motion in the Nord/Pas-de-Calais basin

Avec une production d’environ 450000 t Pb-Zn métal, le gisement de Largentière fait partie des gisements importants de Pb-Zn liés aux roches détritiques. Pour expliquer la genèse de ce type de gisement, deux mécanismes possibles ont été proposés : le modèle syndiagénétique (le dépôt de minerai est à la fois contemporain et postérieur au dépôt de la roche-support) et le modèle épigénétique (le minerai est déposé lors de la remontée des saumures profondes chaudes ou brines). Le premier a été proposé par Samama (1968, 1969) pour le gisement de Largentière. Dans le cadre de notre travail, celui-ci est reconsidéré et rediscuté sur la base des données minéralogiques fines, d’étude des inclusions fluides et des isotopes du soufre

En Corse, ce n'est qu'à partir du 15e siècle que la documentation, textes d'archives et vestiges archéologiques, délivre à la fois des informations qui se rapportent à l'activité minière (recherches, extractions, essais, transport du minerai), à l'activité métallurgique (fabrication et commercialisation du fer non ouvragé ou semi-manufacturé) et au forgeage (réalisation de l'objet, réparation et commerce) : ces trois grands thèmes constituant les trois chapitres de ce mémoire, permettent de suivre les différentes étapes de la chaîne opératoire conduisant de l'extraction du minerai à la fabrication de l'objet manufacturé. L'étude de la documentation permet l'observation des entreprises minières et métallurgiques dirigées par des hommes d'affaires italiens ou corses, qui organisent toute la production et en écoulent le produit, principalement en Italie continentale mais aussi en Corse, selon les règles et les tarifs des entrepries marchandes et des commerces maritime et terrestre. Le besoin croissant en fer, acier ou fonte, engendré par un développement des activités agricoles et militaires stimule l'activité minière (prospections et innovations techniques), l'activité métallurgique (création de nouveaux établissements, organisation et valorisation de la production) et l'activité artisanale (entreprise manufacturière spécialisée, tournée vers l'outillage et l'armement). Au cours de la deuxième moitié du 18e siècle les forges à bas-foyers de Corse adaptent progressivement leur production aux nouvelles conditions d'un marché en pleine régression (diminution du commerce avec l'Italie et concurrence des fers français), alors que l'île rentre, aux côtés de la France, dans l'ère de la "révolution industrielle".

Il est difficile d'explorer et d'estimer des gisements secondaires de diamants en raison du manque de fiabilité des données et/ou de leur rareté. Des efforts soutenus sont nécessaires pour maintenir une bonne compréhension de ces types de dépôts lors de leur exploration, leur échantillonnage et leur exploitation. Cette thèse traite des sujets suivants : - L'existence de regroupements entre cheminées kimberlites est établie, et leur extension moyenne déterminée. - Des données d'exploration d'indicateurs minéraux sont analysées par arbre de classification. Un modèle est ensuite bâti à partir de sites kimberlitiques connus pour identifier de nouveaux sites. - Les milieux maritimes comportent des mécanismes de piégeage complexes, ce qui les rend difficiles à échantillonner. Dans certaines situations, on dispose de peu, voire d'aucune information de qualité, alors qu'une étude d'optimisation de l'échantillonnage est nécessaire. Dans ce cas, une esquisse au crayon est utilisée pour construire des simulations, lesquelles servent à une première optimisation de l'échantillonnage. - Dans les dépôts sous-marins profonds, les échantillons doivent dépasser une taille minimale critique pour être représentatifs. L'établissement de cette taille passe par une modélisation selon un processus de Cox, bien adapté à la nature discrète de la minéralisation. L'impact de l'échantillonnage sur la qualité de l'estimation par blocs ou par panneaux peut ainsi être testé par simulation. - Ces dernières années, certains terrils sont redevenus économiquement viables. Pour en obtenir une estimation locale par blocs, une procédure de détermination de la taille optimale des échantillons et de leur espacement a été développée et mise en oeuvre sur un terril de kimberlite.

L'histoire de la compagnie du Boléo, société anonyme française qui s'installa au Mexique en 1885 pour exploiter un gisement de cuivre, commença brillamment sous un régime économique libéral. Au Mexique elle fut la première entreprise à se lancer dans l'exploitation des métaux industriels, ce qui lui valut d'être le premier producteur de cuivre du pays jusqu'en 1900, et de rester second après cette date, participant activement au décollage économique du Mexique. Outre cet exploit, la compagnie réussit celui de coloniser le désert de Basse-Californie, en y établissant un peuplement qui se développa jusqu'à compter plus de 10. 000 personnes. Financièrement, la conjoncture permit jusqu'en 1920 la réalisation de considérables bénéfices, et l'importance des dividendes perçus par les actionnaires contribuèrent à faire de l'action Boléo une valeur forte, très bien cotée à la bourse de paris. La révolution mexicaine de 1910 rompit cette étonnante prospérité car le Mexique mit en place une législation sociale avancée qui eut progressivement raison des bénéfices de l'entreprise. La vitalité de la compagnie persistait mais le mouvement ouvrier perturbait gravement son fonctionnement. La crise économique de 1929 aggrava le phénomène, tandis qu'après 1935 le gouvernement mexicain accentuait la pression fiscale sur les entreprises étrangères, les contraignant à quitter le pays, décision que la compagnie prit en 1938<br>The story of Boleo's company, French limited company based in mexico in 1885 to work on a copper lode, started brilliant under a liberal economic form of government. In Mexico, it was the first firm to get into the working of a mine of industrial metals, and it had for result for it to be the first copper producer of the country until 1900, and to stay the second afterwards; took a busily place in Mexico's economical take-off. In addition to the performance, the company succeeded to settle the low california's desert establishing a peopling who spread out till to be over 10. 000 persons. Financialy, the conjuncture permited until 1920 to carry out considerable profits and the importance of the dividends perceived by the shareholders contributed to make the Boleo's share certificate a strong value, very well quoted in the paris stock exchange. The 1910's Mexican revolution broke down the astonishing prosperity, due to a social advanced laws spread out in mexico; and this, step by step, stopped the firm's profits. The firm vitality stayed on, but workers movements disturbed heavily its working. The 1929 economical crisis worsened the phenomenon whereas after 1935 the Mexican government increased the fiscal pressure on the foreign firms, constraining them to leave the country, decision took by the company in 1938

Les métaux du groupe du platine (MGP) et les métaux nobles sont utilisés dans des secteurs industriels reliés aux catalyseurs automobiles, aux matériaux semi-conducteurs et même en médecine régénératrice. L’extraction ce ces métaux à partir de minerais et d’effluents est réalisée par divers procédés hydrométallurgiques, tels que la lixiviation et l’adsorption sur charbon activé. Ces procédés sont associés à plusieurs problématiques : les temps de production sont longs, l’extraction sélective des éléments d’intérêt nécessite des produits toxiques (e.g. cyanures) et l’utilisation de charbon activé est à l’origine de l’émission de gaz à effet de serre (GES). La demande croissante pour ces métaux motive le développement de nouvelles technologies permettant de les récupérer plus rapidement et efficacement, tout en minimisant l’impact environnemental de leur production. Les plasmas atmosphériques produits par décharge à barrière diélectrique (DBD) font partie des technologies novatrices qui permettraient de s’affranchir des désavantages reliés aux procédés de récupération conventionnels. En seulement quelques minutes, le traitement des effluents contenant des ions métalliques par l’application de décharges plasmas permet la récupération des métaux nobles sous forme de nanoparticules (NPs). Ce mémoire présente cette technique de récupération plasma appliquée à des effluents synthétiques, miniers, industriels et hospitaliers. En moins de 15 min d’opération, un réacteur plasma DBD permet de récupérer sélectivement 95% de l’or pour des effluents provenant des industries minières et des semi-conducteurs. Cette technologie présente également un potentiel pour la récupération du palladium, qui atteint 60% et ce pour des conditions pouvant être optimisées davantage. De plus, les réactions électrochimiques induites par les décharges plasma sont en mesure de dégrader des contaminants hautement toxiques tels que les cyanures. Ces résultats prometteurs ont motivé la prise de démarches pour implémenter cette technologie à l’échelle industrielle chez différentes compagnies partenaires du domaine minier et des semiconducteurs.<br>Platinum group metals (PGMs) and noble metals are used in industrial fields related to automotive catalysts, semiconductor materials and even regenerative medicine. The extraction of these metals from ores and effluents is performed by various hydrometallurgical processes, such as leaching and activated carbon adsorption. These processes are associated with several problems: the production times are long, the selective extraction of the elements of interest requires toxic products (e.g. cyanides) and the use of activated carbon is responsible for the emission of greenhouse gases (GHG). The growing demand for these metals stimulates the development of new technologies to recover them more quickly and efficiently, while minimizing the environmental impact of their production. Atmospheric plasmas produced by dielectric barrier discharge (DBD) are among the innovative technologies that can overcome disadvantages related to the conventional recovery processes. In a matter of minutes, the treatment of effluents containing metal ions by the application of plasma discharges allows the recovery of noble metals in the form of nanoparticles(NPs). This thesis presents this recovery technique applied to synthetic, mining, industrial and hospital effluents. In less than 15 min of operation, a DBD plasma treatment can be used to selectively recover 95% of gold from effluents produced by mining and semiconductor industries. This technology also has potential for the recovery of palladium, which reaches 60% for conditions that could be further optimized. Moreover, the electrochemical reactions induced by the plasma discharges can degrade highly toxic contaminants such as cyanides. These promising results stimulated the first steps for the implementation of this technology to the industrial scale in collaboration with various partner companies from the mining and semi-conductor fields.

Cette étude a consisté en une analyse technologique et socio-économique de quatre régions riches en ressources salifères continentales (Franche-Comté et Moldavie roumaine) et marines (Bretagne sud et marais poitevin). Ces productions de sel s'échelonnent depuis le début du néolithique à la fin du chalcolithique en Europe, soit entre le vie et le IIIe millénaire. En s'interrogeant sur le type et la nature des ressources salifères, sur la diversité des témoins archéologiques et des formes d'exploitation, puis des modes de production et de contrôle, l'auteur a tenté de comprendre et de caractériser les premières formes de production de sel en rendant compte de leurs dimensions socio-économiques. Pour cela, il a utilisé de multiples approches méthodologiques (technologie, archéometrie, ethnographie, paléogéographie et spatiale) et propose de les tester sur d'autres régions européennes. Loin d'être homogène, la production de sel, ou plutôt de pains de sel, a pu s'intégrer plus largement dans des processus d'intensification des relations sociales et des systèmes d'échange ou le contrôle des ressources salifères, celui de la production et de la diffusion des pains de sel, a pu devenir un enjeu de taille.

L'étude du gisement de Kittilä, une mine d'or de classe mondiale, a permis de documenter les minéraux indicateurs associés avec ce dépôt d'or de type orogénique. L'objectif était de déterminer la signature chimique des minéraux indicateurs du gisement et de la comparer avec celle des minéraux indicateurs retrouvés dans les dépôts glaciaires en surface. L'échantillonnage de carottes de forage ainsi que la récolte d'échantillons de tills sus-jacents au dépôt ont permis la comparaison des minéraux indicateurs qu'on y retrouve respectivement. Les minéraux indicateurs furent identifiés en lame mince polie puis analysés à la microsonde afin d'avoir leur composition chimique. Les minéraux indicateurs récoltés dans les échantillons de tills furent montés sur des pastilles d'époxy, identifiés au microscope électronique à balayage, puis dans le cas échéant analysés à la microsonde. Le rutile a un diamètre généralement entre 10-50 μm, n'est donc pas retrouvé dans la fraction >0,25 mm du till. La composition chimique du rutile change en fonction de sa distance avec les zones minéralisées ce qui signifie que le rutile a le potentiel d'être un vecteur minéral vers la minéralisation pour les gîtes aurifères. Des concentrations élevées en W et V sont associées avec le rutile à proximité des zones minéralisées. Un échantillon de roche et deux de tills contenaient de la tourmaline, respectivement de composition schorl, foitite et dravite. Aucune magnétite n'était présente en lame mince mais elle est abondante dans les échantillons de tills. Le nombre de grains d'or dans le till est de deux à trois fois plus élevé entre 10 à 20 mètres en aval de la zone minéralisée suivant la direction de l'écoulement glaciaire. Certains de ces grains se présentent sous forme délicate ou modifiée. L'utilisation de la désagrégation à impulsion électrique sur les échantillons représentatifs de la minéralisation et de la roche encaissante est venue confirmer l'absence de magnétite dans le gisement. La présence de magnétite dans le till alors qu'elle est absente dans la roche encaissante et la minéralisation suggère qu'une partie du till au-dessus du gisement a une origine plus lointaine venant infirmer l'hypothèse de départ que ce till avait été peu transporté.

Le rôle et l'importance des micro-organismes telluriques (PGPR et champignons ECM) à favoriser la santé, la croissance et la nutrition de Picea glauca ont été étudiés sur stériles et résidus miniers fins riches en quartz-biotite de la mine d’or Sigma-Lamaque située dans la région de l'Abitibi au Canada. L’étude a été divisée en trois composantes. Premièrement, la structure des communautés de champignons ECM associés aux racines de Picea glauca a été analysée sur quatre sites différents à proximité du site minier. Deuxièmement, une expérience en laboratoire a été effectuée afin de sélectionner in vitro des champignons ECM prometteurs qui démontrent une excellente croissance sur résidus miniers. Troisièmement, une expérience en serre impliquant la croissance de semis de Picea glauca sur stériles et résidus miniers fins a été réalisée et la performance de différents traitements de champignons ECM et PGPR a été évaluée. Les résultats suggèrent que les champignons ECM et PGPR adaptés aux conditions du site jouent un rôle très important au niveau de la santé et de la croissance de Picea glauca sur résidus miniers riches en quartz-biotite.<br>The role and importance of soil microorganisms (PGPR and ECM fungi) in promoting the health, growth, and nutrition of Picea glauca were investigated on biotite-quartz-rich waste rocks and fine tailings of Sigma-Lamaque gold mine located in the Abitibi region of Canada. The study was divided into three components. Firstly, the community structure of ECM fungi associated with Picea glauca was analyzed on four locations near the mining site. Secondly, a laboratory experiment was conducted in order to in vitro select promising ECM fungi that were growing well on mine tailings. Thirdly, a glasshouse experiment involving the growth of Picea glauca seedlings on waste rocks and fine tailings was conducted and the performance of different treatments of ECM fungi and PGPR was evaluated. Results suggested that site-adapted ECM fungi and PGPR play a very important role in the health and growth of Picea glauca on biotite-quartz-rich waste rocks and fine tailings.

Cette étude aborde la question de l'utilisation de minerai calcaire et phosphoreux en sidérurgie ancienne, antérieurement à l'apparition des hauts fourneaux. La mise en œuvre d'une recherche pluridisciplinaire, à double approche archéologique et archéométrique, met en lumière l'utilisation du minerai sédimentaire oolithique de lorraine centrale (la minette), dès l'époque antique, préférentiellement à un minerai de surface en grains pourtant plus riche en fer. La genèse et les modalités du programme de recherche, les bases documentaires, sont replacées dans le cadre des recherches développées en pale métallurgie du fer au sein d'un vaste programme fédératif, France et l'est (chapitre 1). L'inventaire des vestiges miniers et métallurgiques répertoriés (221 sites) permet d'évaluer l'état et l'importance de la documentation archéologique. Les analyses chimiques de déchets de production (290 échantillons de minerais et scories) permettent de relier les ateliers de réduction au type de minerai utilisé (chapitre 2). Un long développement est consacré à l'étude des conditions techniques de la réduction du minerai oolithique, à travers l'apport de l'étude archéologique, chimique et métallographique des vestiges de trois ateliers de réduction fouilles. Des données sur la réductibilité du minerai, la fusibilité de sa gangue, la marche des bas fourneaux et le rendement en fer sont ainsi rassemblées (chapitre 3). Un ensemble de vestiges (structures de combustion et déchets de production) associés majoritairement à des contextes d'habitat permet d'introduire le débat sur l'identification des étapes de travail qui suivent la réduction du minerai et aboutissent à la fabrication des objets. Des éléments de réponses sont apportés (chapitre 4). L'étude se termine par un tableau synthétique et novateur de l'évolution historique de cette sidérurgie ancienne en lorraine, depuis l'époque gauloise jusqu'à la fin du moyen âge. La date d'apparition du procédé indirect est discuté en confrontant sources historiques et archéologiques (chapitre 5).

D'abord aux mains de compagnies privées, les exploitations houillères françaises furent nationalisées en 1946. Elles devaient, dès lors, permettre la reconstruction et le redressement de la France. En 1951 pourtant, la production houillère francaise dut se fondre dans une gestion deja européenne. La CECA etait née et l'ère concurrentielle qu'elle amena fit apparaître, toujours un peu plus, la non-rentabilité de notre gisement national. Mais, dans le même temps, nos gouvernants avaient pris conscience de "l'arme politique" que pouvait constituer l'aménagement du territoire. Aussi, face à une recession devenue inéluctable, tentèrent-ils une reconversion économique des bassins houillers. Or, malgré tous les efforts deployés et malgré les importantes sommes d'argent allouées, 40 années plus tard, la reconversion fait toujours defaut. Pourquoi ? Il est apparu que si l'espace physique fut peu apte a recevoir une reconversion economique, la communauté minière avec ses aspirations et ses espoirs, la politique avec ses nombreuses hésitations, le choix des industries de substitution et le cadre juridique applicable à l'amenagement du territoire, contribuerent également à une non-reconversion économique des bassins houillers français<br>In private companies hand at first, french coal exploitations were nationalized in 1946. They had therefore to allow the rebuilding and the economic recovery of France. Nevertheless in 1951, french coal production had to cope with a management that had become more european. The european coal and steel community was born and the competition era it brought about showed, day after day, that french coal exploitation was not profit-making. But, at the same time, our governments had grown aware of "the political weapon" that regional development could be. So facing a recession which became inescapable they attempted an economic redeployment of the coalfields. Despite all the efforts made and the very important fundings, forty years later, redeployment remains a problem. It finally appeared that if physical space was not very likely to benefit from redeployment the mining community with its aspirations and hopes, alongside hesitating policies, the choice of substitution industries as well as the legal framework applicable to regional development contributed equally to an absence of redeployment in french coalfields

En Nouvelle-Calédonie, les sols développés sur roches ultramafiques (5. 500 km2) sont constitués à plus de 65% d’oxy-hydroxyde de fer, ils présentent des teneurs très faibles en azote et en phosphore (1/10 à 1/100 des teneurs moyennes), de surcroît ils sont déséquilibrés pour le rapport Ca/Mg et contiennent des concentrations très élevées en métaux lourds (nickel, manganèse, cobalt, chrome). L’exploitation à ciel ouvert du nickel sur ces sols associés à des écosystèmes particulièrement originaux et diversifiés doit prendre en considération à la fois les intérêts économiques et les préoccupations écologiques. Des espèces endémiques pionnières des sols ultramafiques ou cicatricielles des sites miniers dégradés ont été identifiées. Parmi ces espèces, plusieurs espèces de Costularia (Cyperaceae) sont préconisées pour la revégétalisation des sites miniers après exploitation. Les itinéraires techniques de restauration écologique des sites miniers requièrent une approche pluridisciplinaire intégrant des données pédologiques, physiologiques et microbiologiques des écosystèmes des maquis miniers. L’analyse des relations sols/plantes sur une toposéquence comprenant différents types de maquis a permis de mettre en évidence une relation directe entre les concentrations du sol en éléments disponibles et la diversité et l’organisation des espèces, notamment pour ce qui concerne la structuration de la strate herbacée. Ce travail couplé à la mise en place par la société SIRAS Pacifique d’un champ semencier expérimental de Cyperaceae a permis de montrer que la croissance de Costularia comosa répond positivement à la fertilisation azotée et phosphatée. L’expérimentation a permis également de souligner que la vigueur, la vitesse de développement, le taux de mycorhization et la fructification des plants sont stimulés par des doses modérées de ces éléments. D’autres travaux réalisés ont apporté un approfondissement de nos connaissances sur le rôle des microorganismes associés aux racines des Costularia. Ainsi, nous avons montré que neuf espèces pionnières de Cyperaceae étudiées in situ, développent des symbioses mycorhiziennes arbusculaires. Une expérience de mycorhization contrôlée de Costularia comosa a permis de montrer que la mycorhization par Glomus etunicatum est fonctionnelle, avec une augmentation de la biomasse des plants 2,8 fois supérieure au témoin. De plus, la mycorhization réduit la concentration en nickel dans la plante, suggérant un rôle barrière du champignon mycorhizien vis-à-vis du nickel. Dans cette étude, nous présentons également une description des populations bactériennes aérobies, hétérotrophes et résistantes au nickel, isolées des racines de deux espèces de Costularia inféodées aux maquis. Ces populations bactériennes sont de faible densité et dominées par les Protéobactéries. Certaines des souches isolées présentent une tolérance à 15 mM de nickel soluble et la capacité de solubiliser les phosphates. L’avancement apporté dans les connaissances concernant la nutrition minérale des Cyperaceae et le rôle des microorganismes qui leur sont associés permet d’envisager la mise en place en routine de champs semenciers productifs et l’utilisation des microorganismes associés aux Costularia dans les itinéraires techniques de restauration écologique pour en améliorer la réussite<br>In New Caledonia, soils developed on ultramafic rocks (5. 500 km2) are constituted of more than 65 % iron oxi-hydroxide. They present very low contents in nitrogen and phosphor (only 1/10 to 1/100 of average contents); besides their Ca / Mg ratio is unbalanced and they contain very high heavy metals concentrations (nickel, manganese, cobalt, chromium). Nowadays the nickel open mines which exploit such soils must consider both economic interests and ecological preoccupations, as these soils are associated to particularly original and diversified ecosystems. Within these, several endemic pioneer plant species have been identified. Among them, some Costularia (Cyperaceae) are recommended in revegetation programmes of mining sites, after their exploitation. Ecological restoration requires a multidisciplinary approach integrating soil sciences, physiological and microbiological data of ultramafic scrubland ecosystems. Analysis of soils / plant’s relations along a topo-sequence, including various types of scrubland, clearly shows there is a direct relationship between the concentrations of soil available elements and the variety and organization of the vegetation, in particular for the herbaceous stratum. This work, coupled with the creation of an experimental Cyperaceae seed orchard, in association with SIRAS Pacifique Company, indicates that the growth of Costularia comosa answers positively the nitrogenous and phosphated fertilization. The experiment also underlines the fact that vigour, growth speed, rate of mycorhization and fruiting of plants are stimulated by moderate doses of these elements. Other assays enabled to improve our knowledge of the role of the microorganisms associated to Costularia roots. Thus, we shows that nine pioneer species of Cyperaceae, studied in situ, develop arbuscular mycorhizal symbioses. An experiment of controlled mycorhization on Costularia comosa shows that mycorhization by Glomus etunicatum is functional, with an increase of the plants’ biomass of 2,8 times compared to the control. Furthermore, such a mycorhization of C. Comosa reduces the nickel concentration in the plant, suggesting the mycorhize acts as a barrier towards nickel. In this study, we also present a description of the aerobic, heterotrophic and nickel resistant bacterial populations isolated from roots of two Costularia species associated to ultramafic scrublands. The density of these bacterial populations is low and Protéobactéria dominate. Some of the isolated strains present a tolerance to 15 mM of soluble nickel and the capacity to solubilize phosphates. The progresses in both our knowledge of Cyperaceae mineral nutrition and the role of associated microorganisms brought by this study, allow to envisage the implementation of productive seed orchards and the use of the microorganisms associated to Costularia, in the technical routes for optimised ecological restoration plans

Depuis au moins 2000 ans, le massif des Vosges a été le siège d’activités minières qui ont conduit (i) à l’émission de particules contaminées en éléments traces métalliques (ETMs), (ii) aux dépôts de déchets miniers et sidérurgiques et (iii) à des modifications du paysage. Les ressources présentes dans ce système de moyenne montagne, et utilisées par les populations, rendent nécessaire la mesure des impacts des activités anthropiques passées sur l’écosystème forestier.Ce travail de thèse propose une approche multi-proxy couplant géochimie, palynologie et écotoxicologie. Différentes phases de dépôts en ETMs ont été retracées sur les 2000 dernières années et regroupent celles connues à l’échelle de l’hémisphère Nord et des phases plus locales. L’impact paysager des activités minières semble quant à lui réduit par rapport à ce que laissaient penser les archives historiques qui présentaient des déserts forestiers dus aux activités minières. La biodisponibilité et le risque associés au transfert des ETMs ont été évalués dans un ancien district minier de production de plomb (Pb) et d’argent grâce à une campagne de bioindication active avec un indicateur de la qualité des sols, Cantareus aspersus. Sur huit stations, quatre présentent des excès de transfert induisant un risque toxicologique élevé et comprennent deux sites archéologiques miniers et un potager communal. Le fractionnement et la spéciation du Pb permettent de montrer une pratique à risque avec l’utilisation de scories comme amendements sur le potager. La contamination du milieu en ETMs par les activités minières est ici toujours transférable aux organismes du sol et donc potentiellement dans le réseau trophique<br>Since at least the last two millennia, mining and smelting activities have occurred in the Vosges Mountains and conducted to (i) the emission of trace metal (TM) contaminated particles in the atmosphere, (ii) the presence of mining and smelting wastes and (iii) landscape changes. Due to the use of resources from this mountainous area by local populations, it is necessary to measure impacts of these past activities on the forested ecosystem.This PhD thesis proposes a multi-proxy approach coupling geochemistry, palynology and ecotoxicology. Several phases of TM deposits have been recorded and correspond to major phases of TM contamination known in the northern hemisphere and also local periods of mining/smelting activities. The impact of mining activities on the landscape appears to be reduced contrary to historical data that described shortage of wood due to mining activities. The bioavailability and the risk associated to TMs from mining activities have been assessed in a former lead (Pb)-silver mining district by an active bioindication campaign using Cantareus aspersus, considered as indicator of soil quality. Among the eight stations, four of them present an excess of TM transfer conducting to a high ecological risk, particularly in two archaeological mining sites but also in a kitchen garden. Lead fractionation and speciation highlight the use of slags as amendments in the kitchen garden. Trace metal contamination of the soil due to mining activities is still bioavailable for soil organisms and so potentially transferred in food chain

Depuis une quinzaine d'années, les mines de charbon françaises sont le siège de coups de terrains, qui se manifestent par une explosion brutale de la couche de charbon au voisinage des chantiers. Compte tenu de l'incidence de ces phénomènes au niveau de la sécurité des chantiers, d'importants programmes de recherche ont été engagés pour mieux les comprendre, les prévoir et les prévenir. Ce mémoire présente les principaux résultats obtenus suivant 3 axes : 1) description des coups de terrain observés et des facteurs naturels et d'exploitation qui apparaissent jouer un rôle dans leur déclenchement : a) structure tectonique des gisements ; b) contraintes naturelles et d'exploitation, c) nature des terrains ; 2) analyse des mécanismes de rupture à l'origine des coups de terrains ; 3) présentation des méthodes de lutte mises en œuvre pour combattre ces phénomènes : planification de l'exploitation et méthodes locales de prévision et de prévention déclenchées au chantier. La conclusion dégage les axes de recherche qu'il apparait essentiel de développer pour améliorer la maitrise des coups de terrains dans les futurs secteurs d'exploitation