Formation géologique de gisement de gypse d’Antsakoamaro

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Le gypse naturel

Albâtre

Variété de gypse massif à grains fins ; elle est translucide. A noter que ce terme n’est pas propre au gypse mais il s’étend aux calcaires.

Gypse fibreux

Variété en couches à fibres parallèles, ou en concrétions à fibres courbés. On les trouve dans les fissures ou au contact de l’anhydrite. Elle correspond à la pierre à plâtre où provient souvent de l’évolution de l’anhydride soluble naturel.

Gypse saccharoïde

Variété dont le nom dérive du latinsaccharum ou du grec sakkharon, sucre, qui est un gypse en masses granulaires compactes et grossières.

Ordite

Variété qui est en fait une pseudomorphose de gypsed’un minéral non identifié, découverte à Orda, PermskayaOblast, Oural, Russie.

Gypse macle fer de lance

Formé de gros cristaux associés par deux. Sa structure est feuilletée, facilement clivable.

Gypse terreux

Souvent impure, existence de calcaire, d’argile ou de silice.

Le gypse de synthèse

Ce sont des sous-produits d’une réaction de fabrication industrielle ou de résultat de traitement d’effluent contenant de l’acide sulfuriq ue (H2SO4).
Le gypse de synthèse ou gypse chimique provient notamment de :
La fabrication de l’acide phosphorique (phosphogypse) ;
La fabrication des autres acides minéraux comme l’acide citrique ; La fabrication d’acide fluorhydrique (fluorogypse) ;
La fabrication d’acide borique (borogypse). La désulfuration de gaz (désulfogypse) ;
Il peut aussi prévenir de :
L’industrie d’obtention de sel marin pour la neutra lisation des eaux résiduelles acides ; la neutralisation de gaz et fumé contenant le dioxyde de soufre (SO2) ;
le traitement de certaines solutions salines résiduaires ; etc.

Présentation des gisements de gypse

Formation géologique de gisement de gypse d’Antsakoamaro

Bassin sédimentaire

La formation d’un bassin sédimentaire peut s’expliquer par la dépression à fond peu accidenté, largement évasé, à flancs en pente douce, de dimension très variable, qui a été un lieu de sédimentation.

Formation géologique

Dans les marnes jurassiques d’Antsakoamaro, le gypse se forme en grande masse clivable, incolore et limpide. La présence de gypse est intercalée par de bélemnites et de septaria.

Bélemnite.

Une bélemnite est un mollusque céphalopode à la coquille fuselée. Les bélemnites ont vécus du Jurassique inférieur jusqu’à la fin du Crétacé. Ce sont les Céphalopodes fossiles les mieux connus après les Ammonites. Leur longueur varie de 1 [cm] à 1 [m]

Septaria

Les nodules à septaria sont des structures généralement calcaires que l’on rencontre dans des marnes couches argileuses. Ce sont des nodules qui se sont d’abord formés, dans un milieu réducteur, autour d’un noyau de matières organiques (débris végétaux ou animaux) venus s’échouer sur la vase fine d’un fond marin.

Descriptions

Réserve

Pour la situation géographique de Madagascar, il existe de nombreux sites d’exploitation, connus ou non ; Madagascar compte beaucoup de gisement de gypse. Ils sont en général de type banc de gypse. Il se peut qu’ilexiste des gypses en forme de lamelles qui s’éparpillent. L’estimation de la réserve est de l’ordre de cent million de tonne. Tout au long du versant de Nord-Ouest et dans le moyen Ouest de l’Ile, Ambondromamy et Mampikomy ; mais surtout dans la région de Toliary.

Extraction de la matière première

Le gypse est extrait du sol dans des carrières à ciel ouvert ou des carrières souterraines.

Extraction du gypse à ciel ouvert

Le gypse est extrait en décapant dans un premier temps les couches de terre en surface. Cette méthode est celle qui permet d’extraire le gypse avec un minimum de perte mais n’est pas pratiquée que si la première couche n’est pas ropt profonde.

Extraction souterraine

Lorsque l’épaisseur des terres de recouvrement est importante (supérieure à 5 fois l’épaisseur de gypse) ou que la couche de gypse se trouve sous un site classé ou protégé, l’extraction se fait en galeries souterraines par méthode des chambres et piliers abandonnés.

Concassage

Le gypse est concassé à l’aide d’un concasseur afin de réduire la dimension de ses grains à un diamètre inférieur à 40 [mm].

Lavage

Après le concassage le gypse est lavé soigneusementpar l’eau traitée par le JIRAMA pour éliminer les impuretés qui l’accompagnent.

Séchage

Avant de l’introduire dans le four, le gypse passe dans un séchoir constitué par un cylindre rotatif qui débite 60 [T/h] de gypse (ou séché pendant 2 heures et plus à l’air libre ou dans une étuve à 30 [°C]).

Cuisson

Méthode de cuisson

Méthode artisanale

Pour la méthode artisanale, la cuisson se fait directement et par voie sèche c’est-à-dire les combustibles et les pierres à plâtres sont en c ontact direct ou en absence des adjuvants ; elle se fait sous pression atmosphérique ou sous faible pression partielle de vapeur d’eau.

Méthode industrielle

Dans cette méthode, la cuisson peut se faire directement ou indirectement, par voie sèche ou par voie humide c’est-à-dire la cuisson est indirecte si les gypses et les combustibles ne sont pas en contact direct, et la cuisson est par voie humide si la déshydratation du gypse se fait en présence d’autres additifs (solution saline concentré).

Types de fours suivant les méthodes de cuisson

Méthode artisanale

De nombreux types de fours sont utilisés pour ce mode de fabrication dont voici quelques exemples.
Fours culés :
C’est le plus ancien, il est formé de trois murs d’équerre, où les blocs sont entassés au-dessus d’un foyer grossier chauffé au bois ou coke, durant un temps variant de 3 à 5 jours. La cuisson est irrégulière et les blocs sont envoyésuxa broyeurs c’est-à-dire les produits obtenus sont irréguliers donc de résistance médiocre.
De dimension, 2[m] de diamètre et de 2 [m] de hauteur, une voûte est construite en bas du four pour l’alimentation du combustible (en générale le bois). Le four est alimenté en gypse de telle façon que les gypses de grande taill e sont en bas et ceux de petite taille sont en haut.
L’inconvénient c’est que la cendre reste dans le produit.
Les braises et les cendres retirées sont remplacéespar du gypse en couche de 10 à 40 [cm]. La cuisson est irrégulière et nécessite beaucoup de main d’œuvre. Le processus dure 24 heures : 9 heures de chauffage et 15 heures de cuisson.

Méthode industrielle

Pour ce mode de fabrication, le four utilisé dépenddu type de plâtre qu’on veut obtenir.
Plusieurs types de fours existent aussi dans ce mode de fabrication du plâtre et nous allons citer quelques-uns.
Les fours à cylindres rotatifs à contre-courant ou co-courant : Ils ressemblent aux fours utilisés dans la fabrication du ciment, mais ils sont moins longs (20 [m] de long et 1,50 [m] de diamètre) et l’opération a lieu en atmosphère sèche. Les gaz chauds assurent la cuisson par contact direct avec la pierre. Le combustible est le fuel, ou le gaz. La cuisson est très régulière et contrôlée (canne pyrométrique en relation avec un galvanomètre enregistreur), elle a lieu entre 130 et 160 [°C].

Plaque de plâtre

La « plaques de plâtre » est un matériau de construction industrialisée couramment utilisé pour la finition des murs et des plafonds ntérieurs. Elle est constituée de plâtre moulé entre deux couches de carton qui est à la fois son parement et son armature. Ces caractéristiques sont définies par la norme NF 72-023.

Les cartons

Les cartons sont des matériaux légers et rigides demême origine que le papier ordinaire, qui s’éloignent cependant des caractéristiques et usages de ce dernier selon sa composition, épaisseur et structure. Du point de vue du grammage, le passage du papier au carton se fait à 224 [g/m²] et 175 [µm] d’épaisseur.
Les usages des cartons sont principalement l’emballage et l’industrie de l’édition, mais aussi toutes les industries de cartonnage ou ses qualités d’isolant phonique, mécanique et électrique sont utilisées. Il est utilisé aussi come matériau support de réalisation dans l’emboîtage de luxe.
Les cartons utilisés dans la fabrication des plaques de plâtre sont livrés en rouleau. L’épaisseur est de 0,1 [mm]. Selon la norme NF.P.92.507, ces cartons ont des classements au feu de M0 à M1. Il s’enflamme vers 300[°C].

Intérêt sur les cartons.

Avantage :

Relativement économique à fabriquer pour une vaste gamme mécanique et esthétique quelle que soit ses dimensions ;
à la manipulation :
o léger et facile à travailler par découpage, pliage;
o facile à imprimer ;
o supportant différent types d’assemblage (agrafage, collage, pattes) ;
o facile et peu encombrant à stocker à plat ;
o adaptable à différents contraintes par contre-collage (protection, imperméabilisation, contact alimentaire, etc.), vernissage ou pelliculage (brillance), dorure ou boîtage de luxe) ;
o apte à subir différents traitements ; recyclable et biodégradable.

Inconvénients :

Non traité, le carton craint l’humidité et le feuaussi bien lors du stockage que de l’utilisation, tout comme le bois. En surface, le carton reste sensible à l’usure de son revêtement.

Procédé de fabrication

Chaîne de production

On place la première plaque de carton sur un tapis ;
le plâtre est préalablement mélangé avec de l’eau ansd un malaxeur et sa température est maintenue à 70[°C] ;
le deuxième carton est ensuite posé (avec pressageà l’aide d’une presseuse) ; on laisse la plaque séchée (temps moyen de séchage1h 30mn) ;
après refroidissement, les plaques sont coupées auxdimensions voulues ; banderolage des bords ;
stockage : horizontalement sur une surface plate et environnement sec. Ceci est également valable pour les conditions de transport .

Dans l’usine

Fabrication de la plaque

La chaîne de fabrication des plaques de plâtres est sur 350 à 450 [m], selon la vitesse moyenne de la chaîne. Cette distance permet à la pl aque de plâtre de perdre une partie de son humidité et de devenir semi-rigide avant de passerdans le four, appelé sécheur.

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Table des matières

INTRODUCTION
Première partie : « ÉTUDE BIBLIOGRAPHIQUE. »
Chapitre I Généralité sur les gypses
I.1. Origine
I.2. Définition
I.3. Types. [1]
I.3.1. Le gypse naturel
I.3.1.1. Albâtre
I.3.1.2. Gypse fibreux
I.3.1.3. Gypse saccharoïde
I.3.1.4. Ordite
I.3.1.5. Gypse macle fer de lance
I.3.1.6. Gypse terreux
I.3.2. Le gypse de synthèse
I.4. Caractéristiques
I.4.1. Caractéristiques physiques. [2]
I.4.1.1. Forme
I.4.1.2. Couleur
I.4.1.3. Densité
I.4.1.4. Dureté
I.4.1.5. Clivage
I.4.1.6. Eclat
I.4.1.7. Minéraux semblable
I.4.1.8. Magnétisme
I.4.1.9. Effervescence
I.4.2. Composition chimique. [3]
I.4.3. Composition minéralogique
I.5. Utilisation
Chapitre II Présentation des gisements de gypse
II.1. Formation géologique de gisement de gypse d’Antsakoamaro
II.1.1. Bassin sédimentaire.
II.1.2. Formation géologique.
II.1.2.1. Bélemnite.
II.1.2.2. Septaria.
II.2. Descriptions.
II.2.1. Réserve. [5].
II.2.2. Variétés de gisement de gypse existant.
II.2.3. Gisement de gypse à Antsakoamaro.
II.2.3.1. Situation géographique.
II.2.3.2. Exploitation. [5].
a. Travaux de découverte.
b. Travaux d’extraction.
c. Remblayage.
Chapitre III Fabrication du plâtre
III.1. Définition
III.2. Processus d’obtention des plâtres
III.2.1. Extraction de la matière première
III.2.1.1. Extraction du gypse à ciel ouvert
III.2.1.2. Extraction souterraine
III.2.2. Concassage
III.2.3. Lavage
III.2.4. Séchage
III.2.5. Cuisson
III.2.5.1. Méthode de cuisson
a. Méthode artisanale
b. Méthode industrielle
III.2.5.2. Types de fours suivant les méthodes de cuisson
a. Méthode artisanale
Fours culés :
Fours verticaux (analogues aux fours à chaux)
Fours boulanger
b. Méthode industrielle
Pour le chauffage direct
Pour le chauffage indirect
o Four cyclone
o L’autoclave
III.2.5.3. Type de plâtre suivant la température de cuisson
a. A une température supérieure à 100 [°C]
b. A des températures variées entre 110 et 180 [°C]
c. A partir de 180 [°C] ou 180 < T < 250 [°C].
d. A des températures variées entre 400 et 600 [°C].
e. Entre 600 et 900 [°C].
f. Au-delà de 1 100 [°C].
g. Au-delà de 1 350 [°C].
III.2.5.4. Type de plâtre suivant leurs variétés et mélanges
a. Les plâtres ordinaires ou plâtres de construction
Les plâtres fins
Les plâtres gros
Les plâtres à carreau
b. Les plâtres spéciaux
Le plâtre à mouler
Le plâtre aluné
Les stucs
Le staff
c. Plâtres composites divers
Le plâtre hydraulique
Le plâtre à la chaux éteinte non éventée, c’est-à-dire fraîchement éteinte
III.2.6. Broyage.
III.2.7. Elaboration des produits finis
III.2.7.1. Stockage des produits de base de silo
III.2.7.2. Blutage.
III.2.7.3. Ensachage
III.2.7.4. Stockage en usine
III.3. Propriétés
III.3.1. Propriétés principales
III.3.3.1. Plâtre gros
III.3.3.2. Plâtre fin
III.3.2. Résistance au feu (Ignifuge)
III.3.3. Conductivité thermique
III.3.4. Isolation du bâti (la résistance thermique)
III.3.5. Performance acoustique
III.3.6. Propriétés physiques et chimiques
III.3.7. Propriété d’expansion
III.3.8. Prise et durcissement
III.3.8.1. Phénomène de la prise
III.3.8.2. Durcissement
III.3.9. L’eau de gâchage
III.3.9.1. Convenance
III.3.9.2. Influence
III.4. Utilisations
Chapitre IV Fabrication des plaques de plâtre
IV.1. Définitions
IV.1.1. Plaque de plâtre
IV.1.2. Les cartons
IV.1.2.1. Intérêt sur les cartons
a. Avantage
b. Inconvénients
IV.2. Procédé de fabrication
IV.2.1. Chaîne de production
IV.2.2. Dans l’usine
IV.2.2.1. Fabrication de la plaque
IV.2.2.2. Dimensionnements standard d’une plaque de plâtre
IV.3. Finitions.
IV.4. Utilisations.
IV.4.1. Mise en œuvre.
Deuxième partie : « ÉTUDES EXPÉRIMENTALES. »
Chapitre I Méthodes physique et mécanique du gypse
I.1. Caractéristique du gypse.
I.1.1. Détermination de l’humidité.
I.1.1.1. But de l’essai.
I.1.1.2. Mode opératoire.
I.1.2. Détermination de la teneur en eau.
I.1.2.1. But de l’essai.
I.1.2.2. Principe de l’essai.
I.1.2.3. Mode opératoire.
I.1.3. Déterminations des éléments majeurs
I.1.3.1. Préparation du filtrat
I.1.3.2. Détermination en oxyde de fer
I.1.3.3. Analyse de la teneur en alumine
I.1.3.4. Analyse de la teneur en oxyde de calcium
I.1.3.5. Analyse de teneur en magnésium
I.1.3.6. Détermination de teneur en CaSO4
Chapitre II La fabrication jusqu’à l’obtention
II.1. Processus de fabrication de plaque de plâtre
II.2. Fabrication au laboratoire.
II.2.1. Cuisson avant la mise en forme.
II.2.1.1. Préparation de la matière première.
II.2.1.2. Chaîne de fabrication
a. Plaque de plâtre avec le surcuit ou semi-hydrate.
Procédé de la mise en forme :
b. L’homogénéisation des deux variétés.
Procédé de la mise en forme.
II.2.2. Classification de la plaque de plâtre où la cuisson s’effectue avant la mise en forme
II.2.2.1. Plaque de plâtre avec l’anhydrite soluble CaSO4 III ou avec le semi-hydrate de variété β
II.2.2.2. Pour l’homogénéisation des deux types de plâtre
II.2.3. Cuisson après la mise en forme
II.2.3.1. Préparation de la matière première
II.2.3.2. Chaîne de fabrication
II.2.3.3. Classification de la plaque de plâtre où la cuisson s’effectue après la mise en forme
II.3. Caractérisation mécanique de la plaque
II.3.1. Rappelle sur la théorie des plaques
II.3.2. Homogénéisation de la plaque
II.3.3. Objectif de l’étude
II.3.4. Essai de flexion
II.3.4.1. Définition
II.3.4.2. But
II.3.4.3. Mode opératoire
II.3.4.4. Théories des calculs
II.3.5. Essai de traction
II.3.5.1. But
II.3.5.2. Mode opératoire.
II.3.5.3. Définition et dimensionnement de l’éprouvette
II.3.5.4. Détermination du module d’Young
II.3.5.5. Diagramme rationnel
Chapitre III Résultats expérimentaux et interprétations
III.1. Caractéristiques du gypse
III.1.1. Détermination de l’humidité
III.1.2. Détermination de l’eau de constitution
III.1.3. Déterminations des éléments majeurs
III.1.3.1. Détermination en oxyde de fer
III.1.3.2. Analyse de la teneur en alumine
III.1.3.3. Analyse de la teneur en oxyde de calcium
III.1.3.4. Analyse de teneur en magnésium
III.1.3.5. Détermination de la teneur en CaSO4
III.1.4. Récapitulations
III.2. Essais mécaniques sur les plaques de plâtre
III.2.1. Essais de flexion
III.2.1.1. Mesures enregistrées lors de l’essai de flexion trois points.
III.2.1.2. Résultats d’après les théories des calculs
III.2.1.3. Courbes de flexion
III.2.2. Essais de traction
III.2.2.1. Définition et dimensionnement de l’éprouvette
a. Les courbes tracées lors de l’essai sont de la forme
b. Identification des caractéristiques mécaniques de la plaque de plâtre
III.2.2.2. Détermination du module d’Young
III.2.2.3. Diagramme rationnel
III.2.2.4. Mécanisme de rupture
Troisième partie : « ÉTUDES D’IMPACT ENVIRONNEMENTAL ET SOCIO-ÉCONOMIQUE. »
Chapitre I L’étude d’impact sur l’environnement
I.1. Problèmes de l’environnement.
I.1.1. L’épuisement des ressources naturelles.
I.1.1.1. Consommation des ressources naturelles.
I.1.1.2. Les espaces naturels transformés.
I.1.2. La pollution.
I.1.2.1. Emission des éléments néfastes dans l’environnement
Le dioxyde de carbone fossile CO2 :
Les poussières :
Les oxydes d’azote NOx :
Les oxydes de soufre SOx :
Métaux et hydrocarbures :
I.1.3. Description des principales étapes de cycle de vie d’une plaque de plâtre
I.1.3.1. Procédé de fabrication.
I.1.3.2. Description du système de l’analyse de cycle de vie
a. Les principales étapes incluses
Production
Distribution
Fin de vie
b. Les principales étapes exclue
I.1.3.3. Principales hypothèses
a. Production
b. Mise en œuvre
c. Distribution
d. Utilisation
e. Fin de vie
Chapitre II Etude socio-économique.
II.1. Devis descriptif.
II.1.1. Extraction de la matière première.
II.1.1.1. Exploitation de la ressource.
II.1.1.2. Remblaiement.
II.1.2. Fabrication du plâtre.
II.1.3. Fabrication de la plaque de plâtre.
II.1.4. Le transport.
II.1.5. Mise en œuvre.
II.2. Calcul de coefficient de majoration de déboursés « K »
II.3. Types de sous détail de prix
II.3.1. Sous détail des prix d’extraction de gypse
II.3.2. Sous détail des prix de la fabrication du plâtr
II.4. Bordereau détail quantitatif et estimatif (B.D.Q.E)
II.4.1. Evaluation des pertes
II.4.2. B.D.Q.E de ce type de plaque de plâtre
ANALYSE ET SUGGESTION
CONCLUSION GÉNÉRALE
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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