Aspect de métaux rares et uranifères dans le Kataguien et leurs effets sur l'environnement

EPIGRAPHE

«N'importe quel type intelligent peut faire les choses plus compliquées. Mais il faut du génie pour faire plus simple. ».

Aristote.

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II | P a g e

EPIGRAPHE I

LISTE DES FIGURES ET TABLEAUX IV



ABBREVIATION V

VII

IX

INTRODUCTION 1

1. Présentation du sujet 1

2. Motivation et intérêt du sujet 2

3. Problématique et Hypothèse 2

4. Méthodologie 2

CHAP I GENERALITES 4

I.1 Quelques définitions 4

I.2 Propriétés et usage des métaux rares 5

I.3 Le katanguien 7

I.3.1. Stratigraphie 8

I.3.2 Litho-stratigraphie du katanguien 12

I.3.3 La tectonique 17

I.3.4 Métamorphisme 20

I.3.5 Le magmatisme 20

I.3.6 La minéralisation 20

CHAP II LES ASPECTS GENERAUX DES METAUX RARES ET URANIFERES DANS LE

KATANGUIEN 22

II.1 Minéralisation rencontrée au Katanga méridional 22

II.1.1 Les formations du substratum 22

II.1.2 Les formations de la couverture 24

II.1.3 Ressources Minières 25

II.1.4 Minéralisation du Groupe Cu-Pb-Zn 26

II.1.4.1.Les Gites du Haut Katanga 26

II.3 Les gisements uranifères 28

II.3.1 Secteur : Luswishi - Kiswishi 32

II.3.2 Secteur : Luishia 33

II.3.3 Secteur: Shinkolobwe 34

II.3.4 Secteur : Swambo Menda 37

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CHAP III POLLUTION DES METAUX RARES ET URANIFERES AINSI QUE LEURS IMPACTS

SUR L'ENVIRONNEMENT 40

III.1 Impact environnemental et sur la santé humain des ouvrages d'exploitation d'une mine

d'uranium 40

III.1.1 Mesure de protection 41

III.1.2 Toxicologie 43

III.1.3 Les risques sanitaires 44

III.1.4 Les effets du rayonnement ionisant 44

III.1.5 Les risques liés aux différents radionucléides 45

III.2 Pollution des métaux rares 48

III.3 Les solutions contre la pollution 52

III.3.1 Les différents problèmes environnementaux 53

III.3.2 Quelques solutions pour lutter contre les problèmes environnementaux 53

Suggestion 54

Conclusion 56

BIBLIOGRAPHIE 58

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LISTE DES FIGURES ET TABLEAUX

Figure 1 : Les 14 matières premières 5

Figure 2: Domaine d'utilisation 6

Figure 3: arc cuprifère 8

Figure 4: Stratigraphie et Minéralisation du Katanguien 13

Figure 5 : Carte des structures D1 et D3 dans la partie congolais de l'arc lufilien (Kampuzu et Cailteux

1999) 19

Figure 6 : Représentation géologique de l'évolution de la ceinture Kibarien 24

Figure 7 : le potentiel Uranifère du Katanga méridional 28

Figure 8 : secteurs uranifères du haut katanga 31

Figure 9 : secteur uranifère du haut katanga 31

Figure 10 : Cartographie géologique et structurale (1/500); Prospection radiométrique détaillée 32

Figure 11 : Structure 32

Figure 12 : secteur Luishia 33

Figure 13: secteur shinkolobwe 34

Figure 14 : Shinko 8 coupe géologique 35

Figure 15 : Hématisation des remplissages de fractures ouverts 36

Figure 16 : Structures souples série tectonisé 38

Figure 17: Ouest série non tectonisé imperméable 38

Figure 18 : l'altération supergène 39

Figure 19 : Tenues de protection 42

Figure 20: Rivière pollué 50

Figure 21 : principaux pays producteurs de minerais rares 52

Tableau

Tableau 1: Système du katanguien 9

ABBREVIATION

CMN : Calcaire a minerais noirs

SD : Schiste dolomitique

BOMZ : Black ore mineralized zone

RSC : Roche siliceuse cellulaire

RSF : Roche siliceuse feuilletée

D.strat : Dolomie stratifiée

RAT : Roche argilo-Talqueuse

R: Roan

Ku: Kundelungu

Ng: Nguba

Ppm: parties par million

ADN: acide désoxyribonucléique

Cu: Cuivre

Co: Cobalt

U: Uranium

Ag: Argent

Zn: Zinc

Pb: Plomb

Ni: Nickel

VLF : La très basse fréquence, en anglais Very low frequency

mSv : Millisievert

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VII I Page

DEDICACE

Toutes les lettres ne sauraient trouver les mots qu'il faut...

Tous les mots ne sauraient exprimer la gratitude, L'amour, le respect, la
reconnaissance...

C'est tout simplement que

Je dédie ce travail

À MES CHERS PARENTS

Aucune dédicace ne saurait exprimer mon respect, mon amour éternel et ma
considération pour les sacrifices que vous avez consenti pour mon instruction et mon

bien être.

Je vous remercie pour tout le soutien et l'amour que vous me portez depuis mon enfance
et j'espère que votre bénédiction m'accompagne toujours.

Que ce modeste travail soit l'exaucement de vos voeux tant formulés, le fruit de vos
innombrables sacrifices, bien que je ne vous en acquitterai jamais assez.

Puisse Dieu, le Très Haut, vous accorder santé, bonheur et longue vie et faire en sorte
que jamais je ne vous déçoive.

A MES CHERS ET ADORABLE FRERES ET SOEURS

Patrick Wadila, Bal Fred Wadila, Evan Wadila, Gracia Wadila, Marco Wadila, Willy
KABEYA, David Wadila, Samuel Wadila, Moise Wadila, Aaron Wadila, Tehilla Wadila
que j'aime profondément.

En témoignage de mon affection fraternelle, de ma profonde tendresse et
reconnaissance, je vous souhaite une vie pleine de bonheur et de succès et que Dieu, le
tout puissant, vous protège et vous garde.

A MES CHERS COUSINS COUSINES

Veuillez trouver dans ce travail l'expression de mon respect le plus profond et mon
affection la plus sincère.

A MES AMIS DE TOUJOURS :

Jerry Ngongo, Pascal Munguli, Lauretta Petwe, Vinciane Kashasha, Nazir Mazez,
Adonniss Kayombo, Franck Kamara

En souvenir de notre sincère et profonde amitié et des moments agréables que nous
avons passés ensemble.

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INTRODUCTION

Le géologue tiendra une place cruciale dans les prochaines décennies, car il est directement impliqué dans trois thématiques d'actualité ayant un impact majeur sur l'avenir de la société : la gestion des ressources naturelles, l'environnement et les risques de catastrophes naturelles. L'objectif de la formation de géologue nous permet de devenir opérationnels dans des domaines aussi diversifiés que la gestion et l'exploitation du sous-sol (eau, matières premières, combustibles fossiles), l'étude des changements climatiques, la protection des ressources en eau ou l'évaluation du risque associé aux séismes ou éruptions volcaniques. La formation nécessite donc d'être très polyvalent, d'avoir une solide formation scientifique couplée avec une grande rigueur et un brin d'esprit d'aventure. La formation du géologue est à caractère polyvalent. Elle se base sur l'enseignement conjoint de plusieurs matières comme la géologie, la chimie et la biologie. L'étudiant(e) pourra y développer des compétences dans l'ensemble des sous disciplines de la géologie, en particulier en pétrographie et minéralogie, paléontologie, géobiologie et bio géochimie, sédimentologie et [paléo] climatologie, géophysique, volcanologie et océanographie.

Dans le domaine de la préservation de l'environnement les défis sont énormes. Que ce soit l'étude des causes et des mécanismes des bouleversements climatiques, la recherche d'énergies durables et économiques, la préservation de la biodiversité, la décontamination des sols et de l'eau, l'aménagement durable du territoire, la conception de nouveaux matériaux, les enjeux sont considérables et concernent toutes les disciplines scientifiques.

Les scientifiques sont recherchés autant pour leurs connaissances que pour leurs compétences dans la résolution de problèmes, leur créativité et leur autonomie dans le travail. Dès lors, on retrouve des scientifiques à des postes inattendus ce qui rend difficile de définir un « profil» pour le diplômé en sciences. En fait, cette difficulté traduit la richesse des possibilités qu'offre un diplôme en sciences.

1. Présentation du sujet

Le katanguien est un ensemble des formations qui regroupe les sédiments déposés durant la période qui sépare l'orogenèse Kibarienne de l'orogenèse Lufilienne, entre 1300 et 540Ma. En effet c'est sur ces formations portes notre étude qui s'intitule « les aspects des métaux rares et uranifères dans le katanguien et leurs effets sur l'environnement

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2. Motivation et intérêt du sujet

Le choix de ce sujet est motivé par le souci d'apporter les réponses sur certaines questions des études entreprises sur les métaux rares et uranifère Celle-ci consiste à produire de nouvelles connaissances sur base de faits, d'observations et d'expériences qui sont reproduites et vérifiées. Grâce à cette démarche, l'activité des scientifiques produit de nouvelles connaissances indispensables à la société pour faire face à des défis majeurs, comme la protection de l'environnement ou encore l'amélioration de la santé des populations

3. Problématique et Hypothèse

a) La problématique

Il sera question de savoir quels sont les aspects des métaux rares et uranifères et leurs effets sur l'environnement et les effets sur la santé humaine

b) Hypothèse

Concernant les effets des métaux rares et uranifère sur l'environnement et la santé humain, il y'a plusieurs effets. En effet, on peut citer plusieurs problèmes environnementaux causer par les métaux rares et uranifère qui sont plus ou moins graves comme :

V' La pollution de l'eau

V' La pollution des sols

V' La pollution de l'air

V' Le réchauffement climatique

V' Contamination des espèces (végétales, animales), par des radioéléments

V' Des tumeurs (caractère mutagène des radiations)

V' l'apparition des cas d'hypothyroïdisme près des industries manipulant des produits

radioactive

4. Méthodologie

Pour atteindre ce but, la méthode sera exclusivement bibliographique et basée sur l'exploitation des articles, des ouvrages et travaux dirigés notamment les T.F.E

Ainsi, excepter l'introduction et la conclusion, notre travail est subdivisé de la manière suivante

:

V' Chapitre I. GENERALITES

V' Chapitre II. LES ASPECTS GENERAUX DES METAUX RARES ET URANIFERES DANS LE KATANGUIEN

3 | P a g e

? Chapitre III. POLLUTION DES METAUX RARES ET URANIFERES AINSI QUE LEURS IMPACTS SUR L'ENVIRONNEMENT

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CHAP I GENERALITES

I.1 Quelques définitions

a. Métal : C'est un corps simple brillant tantôt ductile et malléable comme le fer et l'argent tantôt cassant comme l'antimoine et le bismuth on le trouve dans les entrailles de la terre quelque fois pur mais plus souvent uni à d'autres substances avec lesquelles il forme des oxydes des sulfures ou d'autres combinaisons chimique

b. Pollution : Diffusion dans l'environnement d'un produit potentiellement toxique ou de nature à perturber le fonctionnement d'un biotope

c. Environnement : C'est l'ensemble des facteurs géologiques pédologiques et climatique

d. Radioactivités : propriété des corps qui se désintègrent spontanément comme le radium en dégageant de l'énergie sous forme de radiations diverses.

e. Millisievert une unité pour de faibles doses de radioactivité.

Le millisievert est une unité de radioprotection mesurant la dose de rayonnements reçus qu'ils soient d'origine radioactive ou proviennent d'autres sources comme les rayons X de la médecine. Il s'agit généralement d'une dose efficace, dite corps entier, mais il peut s'agir aussi d'une dose reçue par un tissu ou organe particulier Le millisievert est l'unité utilisée dans le domaine des très faibles doses. Par exemple, nous ne sommes pas très radioactifs en tant qu'êtres humains, mais la dose due à la radioactivité propre de nos corps, s'élève à 0,25 millisievert ou mSv. Une dose de 1 mSv (1 millisievert) ne devrait donc pas générer une angoisse excessive. Des effets pour la santé n'ont été observés qu'au-delà de 100 mSv et il faut des doses de milliers de millisieverts pour conduire à des lésions pouvant être mortelles à court terme.

f. Pollution radioactive : Il s'agit de l'introduction direct ou indirect par l'activité humaine des substances radioactives dans l'environnement susceptibles de contribuer ou de causer un danger pour la santé de l'homme des détériorations aux ressources biologique aux écosystèmes ou aux bien matériels une entrave à un usage légitime de l'environnement.

g. Lanthanide : Série chimique composée de 14 métaux de transition situés entre les éléments de numéros atomiques 57 à 71

h. Métaux rares : Dite aussi métaux stratégique. Depuis la fin du 20e siècle, les métaux stratégiques ont été défini de manière générale comme des métaux essentiels au progrès, à la technologie moderne et à l'industrie, mais susceptibles de pénurie ou de difficultés d'approvisionnement. En d'autres termes, ce sont des métaux non-substituables, rares.

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C'est pourquoi leur approvisionnement est actuellement limité. Dans cette catégorie, on se réfère à la liste des 14 substances sélectionnées par l'Union Européenne en juin 2010 dans son rapport intitulé « critical raw materials for the EU « : l'antimoine, le béryllium, le cobalt, la fluorine, le gallium, le germanium, le graphite, l'indium, le magnésium, le niobium, les platinoïdes (6 éléments), les terres rares (une famille de 17 éléments chimiques), le tantale, le tungstène. Le niveau de criticité est modulable selon les spécificités industrielles des pays.



Figure 1 : Les 14 matières premières

I.2 Propriétés et usage des métaux rares Les métaux rares sont des éléments plutôt :

V' Tendre

V' Ductiles

V' Malléables

V' Réactifs à des températures élevées ou lorsqu'ils se présentent sous la forme de petits

fragments.



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Figure 2: Domaine d'utilisation

Ces éléments font aujourd'hui partie des métaux dits stratégiques. Avec des quantités disponibles considérées comme faibles au vu de leur poids économique, la demande ne cesse pourtant de croître, notamment en France, dans l'aéronautique, l'industrie automobile, ou les technologiques de l'information. Contrairement à ce que leur nom indique, les terres rares sont plus présentes sur la croûte terrestre que l'or et l'argent. Entrées dans l'usage commun depuis les années 1970, elles sont aujourd'hui omniprésentes au sein des objets qui symbolisent le progrès technologique. Biens de consommation utilisant les métaux rares

V' Téléphones cellulaires baladeurs processeurs pièces informatique

V' Ecrans de téléviseurs et d'ordinateurs

V' Véhicules hybrides et véhicules électriques

V' Super conducteurs

V' Aimants permanents (moteurs électrique)

V' Alliages et superalliages (aéronautique)

V' Instruments chirurgicaux et implants

V' Optique filtres pour rayons x lasers

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y' Raffinage du pétrole additifs et catalyseurs

y' Verres et céramiques

y' Batteries rechargeables et accumulateurs

y' Eoliennes

y' Cellules photovoltaïques

y' Ampoules lumineuses ultra-efficaces

y' Systèmes de radar et équipements militaires

y' Convertisseurs catalytiques

y' Industrie chimique et industrie nucléaire

I.3 Le katanguien

Le katanguien consiste en une succession de sédiments déposés durant la période ou une partie de la période qui a séparé l'orogenèse Kibarien de l'orogenèse lufilienne. Ces sédiments katanguiens se sont déposés entre 800 et 500Ma. Ce sont des sédiments à très grande extension car ils couvrent une grande ¹partie de la Zambie et du Katanga. Le Katanguien affleure au sud de la chaine Kibarienne, plus précisément au sud, au centre et au Nord du Katanga.

On y distingue :

y' Au Nord, le Katanguien tabulaire comprenant les plateaux de Biano au Nord-Ouest et de Kundelungu au Nord-Est

y' Au Sud, le Katanguien plissé communément appelé « arc lufilien » qui part de la Zambie jusqu'à Kolwezi et en Angola

1 Mendelson, 1961 : Oosterbosch, 1962 ; François et Meneghel, 1981



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Figure 3: arc cuprifère

Voilà pourquoi nous allons beaucoup plus se basé sur sa litho stratigraphie

I.3.1. Stratigraphie

Le système katanguien (1100-540 MA) est un ensemble regroupant les sédiments déposés durant la période qui a séparé l'orogenèse kibarienne de l'orogenèse lufilienne entre 1100 et 540 millions d'années. La subdivision actuellement admise par le Système katanguien inclut trois super-groupes : le Roan à la base, le Nguba au milieu et le Kundelungu au sommet. Cette subdivision est basée essentiellement sur la lithologie et les niveaux repérés stratigraphiquement représentés par les deux conglomérats.



Tableau 1: Système du katanguien

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? Subdivision du Katanguien

L'absence de fossiles interdit l'emploi des termes biostratigraphiqhes malgré certains stromatolithes encore très anonymes, néanmoins, il est indiqué de mettre à profit l'existence de deux formations tillitiques très continues qui, nées de conditions climatiques très spéciales, se sont certainement déposées partout synchroniquement. Et qui permet de diviser le Katanguien en 3 Groupes, de bas en haut :

V' Groupe de Roan(R) ;

V' Groupe de Nguba (tillite à la base) ;

V' Groupe de Kundelungu (tillite à la Base).

Le Roan, très dolomitique se distingue aisément du Nguba et du Kundelungu qui sont à prédominance terrigènes et le Kundelungu est fortement transgressif par rapport au Nguba. Les formations Néoprotérozoïque du Katanguien et de l'Ouest Congolien

? Conglomérat de Base

Le Katanguien repose en discordance sur des ensembles plus anciens (Kibara, Ubendien) par l'intermédiaire d'un conglomérat. Le contact entre le Katanguien et le Kibarien suscite de discussions et a été interprété de plusieurs manières :

V' Discordance angulaire régionale, résultant d'une transgression continue de la mer katanguienne sur le Kibarien plissé et érodé (Jamotte et vander Brand, 1932; François, 1973a) ;

V' Faille d'effondrement d'âge katanguien limitant un aulacogène vers le nord-ouest ;

V' Faille d'effondrement beaucoup plus récente, post Karoo limitant un graben vers le Nord-Ouest (Dumont et al, 1997) ;

V' Faille séparant le Kibarien resté autochtone au Katanguien charrié, (Cailteux, 1991) François (1995) et Lubula (1975) signalent qu'aucune trace de passage d'une faille (Injections de roches plastiques, brèches de friction, miroirs de failles, déformations de couches n'a été observé de part et d'autre du poudingue. Ainsi ils confirment l'existence d'une discordance angulaire entre les deux ensembles et que le Katanguien se pose en discordance sur le Kibarien et non par l'intermédiaire d'une faille.

A. 11 | P a g e

Descriptions pétrographiques

Les études faites par François (1973a) ont montré que la couche est essentiellement formée par un conglomérat orthoquartzitique très grossier, massif. Plus de 95% de roche est constituée de quartzites claires ou gris, massifs ou finement lité et parfois micro conglomératiques ils sont sub-arrondis mais médiocrement roulé. Du point de vue sédimentologie, Lubula (1975) révèle que le poudingue de N'zilo est un conglomérat de type torrentiel ce qui justifie le classement médiocre.

B. Age du conglomérat

Comme il s'agit du conglomérat, son âge varie d'un point à l'autre du bassin de sédimentation, perpendiculairement aux lignes isotopiques. Surmontant directement par la tillite de Ng.1.1 base du Nguba il daterait du Roan supérieur.

? Groupe de Roan

Le Groupe de Roan (R) est un ensemble de dolomies plus ou moins siliceuses et des pélites ou arénites à ciment dolomitique déposé probablement dans un milieu lagunaire. Son épaisseur totale pourrait dépasser 1500 m. Il est mal connu car des brèches micro gréseuses interrompent la succession des sédiments le long de quelques horizons bien déterminés parallèlement à la stratification. Ceux-ci permettent de diviser l'ensemble en quatre unités de haut en bas :

V' Le Sous-Groupe de Mwashya ou R.4 ;

V' Le Sous-Groupe de la Dipeta ou R.3 ;

V' Le Sous-Groupe des mines ou R.2 ;

V' Le Sous-Groupe de R.A.T (roches argilo-Talqueuses) ou R.1.

En outre, les formations voient leur continuité latérale interrompue par de nombreuses failles transversales remplies par le même type de brèche. De ce fait le Roan de l'arc cuprifère, R.4 excepté, se présente toujours sous forme d'une méga-brèche, constituée par les éléments des roches dolomitiques ou dolomitico-détritiques dont la longueur dépasse le kilomètre, emballés dans une matrice microgréseuse finement brèchée.

Le Roan n'est représenté que par ses niveaux supérieurs, on manque totalement le long des massifs de socle pré-katanguien qui affleurent au Nord-Ouest, au Nord et à l'Est de l'arc cuprifère (promontoire Kibarien de N'zilo, massif de Fort Rosebery). Il semble donc s'être déposé dans un vaste bassin lagunaire bordé au NW et à l'Est par des terres émergées.

? Sous-Groupe R.1

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Appelé communément R.A.T lilas (roches argilo-Talqueuses) ou groupe de Kamoto. Ses formations sont mal connues pour des raisons suivantes (François ,1973a) :

y' Le R.1 est formé de roches tendres affleurant malaisément, ainsi présentant de difficulté pour de lever de surface ;

y' Il se trouve sur les orebodies au-delà des quels on évite généralement de poursuivre le sondage ;

y' Il est fortement tectonisé ;

y' Sa base étant inconnue, les anticlinaux du Katanga sont très pincés pour que le sol puisse parvenir à la surface du sol.

C'est à la Mine de l'Etoile, près de Lubumbashi, que les sédiments situés sous la base du R.2 ont d'abord été étudiés. On y signale un ensemble de shale talqueux et de talc plus ou moins pur, passant vers le bas à des dolomies blanchâtres parfois oolithiques. Le nom des roches argilotalqueuses (R.A.T) est alors donné à cette formation, dont l'épaisseur est évaluée à une centaine de mètres.

I.3.2 Litho-stratigraphie du katanguien

Actuellement on subdivise le super groupe katanguien en se basant sur la lithologie et les niveaux repères stratigraphiques représentés par deux conglomérats ou diamictites. Ces trois groupes sont :

y' Le Roan a la base

y' Le Nguba

y' Le Kundelungu au sommet

a. Le Roan :

Il est essentiellement à dominance dolomitique, il affleure dans l'arc lufilien sous forme de

boudes arquées discontinues s'étendant de Kolwezi jusqu'en Zambie. Il est subdivisé en trois

sous-groupes, qui sont de bas en haut.



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Figure 4: Stratigraphie et Minéralisation du Katanguien

Le sous-groupe des roches argilo talqueuse R.A.T ou R.1 :

Ces formations voient leur continuité latérale interrompue par de nombreuses failles transversales remplies par le même type de brèche, se présente toujours sous forme d'une méga brèche, constituée par les éléments des roches dolomitiques ou dolomitico-détritiques dont la longueur dépasse le kilomètre emballés dans une matrice micro gréseuse finement brèchée. On y distingue du siltstone chlorito-dolomitiques oligistifères, massifs vers le haut, et souvent vers le bas on les retrouve en lie de vin, fréquemment brèchifiés et quelques bancs d'arénites généralement fins.

Le sous-groupe des mines

Ce sous-groupe renferme l'essentiel des minéralisations cuprocobaltifères et uranifères de l'arc lufilien du Katanga. De haut en bas, il est subdivisé de la manière suivante :

a) Le R.2.3. ou C.M.N (calcaires à minéraux noirs) ou encore formation de kambove : à dominance carbonatée , formée de deux niveaux :

- le R.2.3.2 : dolomies claires avec bancs de grès fins chloriteux(épaisseur environ 40m) - le R.2.3.1 : dolomies et shales dolomitiques plus ou moins carbonés, noirs à gris (30 à 85m)

b) Le R.2.2 ou S.D (schistes dolomitiques) : à dominance détritique, subdivisé en 3 niveaux : R.2.2.3, R.2.2.2 et R.2.2.1. Vers le sud, chaque niveau est formé par un horizon de shale argileux peu dolomitique, plus ou moins carboné, gris foncé à noir, qui surmonte

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un horizon de siltstone dolomitique gris ou gris-vert, vers le nord, présence

d'intercalations de dolomie parfois stromatolithe et d'arkose dolomitique. Puissance totale : 35 à 90m

c) Le R.2.1 ou la formation de kamoto : à dominance carbonaté, qui comprend trois niveaux :

- Le R.2.1.3 ou R.S.C (roche siliceuse cellulaire) : dolomie siliceuse plus ou moins stromatolithe massive, grise (0 à 25m)

- Le R.2.1.2, comprenant les R.S.F (roches siliceuses feuilletées) et les D.strat (dolomie stratifiées) : dolomie siliceuses, parfois argileuses, très finement à bien litées (8 à 12m) - Le R.2.1.1, appelé communément R.A.T grise :siltstone chlorito-dolomitique massif gris (0,5 à 5m). Ce dernier pourrait être nommé R.G.I (roche gréseuse inferieure) car le sigle R.A.T. ne correspond pas à sa composition.

? sous-groupe de Dipeta ou R3

Le R.3 n'a pas été en détail, que dans la klippe de Kolwezi et dans la région de tenke. C'est près de tenke qu'il est mieux connu, coincé dans ses contacts avec les sous-groupes R.2 et R.4

Ces sous-groupe est constitué par une alternance de formations détritiques (environ 60%) et carbonatées (environ 40%) très diverses, dont la continuité est interrompu par des failles que soulignent des brèches micro gréseuses.

Ainsi, il n'a pas été possible d'y établir une échelle stratigraphique complète, aussi, sa puissance totale est restée inconnue, elle peut dépasser 1000m.

Les formations détritiques consistent en pélites gréseuses légèrement dolomitique et oligistifères de teinte gris violacé vers le bas, auxquelles succèdent des microgrès psammitiques très peu dolomitiques et oligistifères de teinte lilas à jaune verdâtre vers le haut. Elles sont généralement massives, parfois stratifiées. Les formations carbonatées sont très diverses. Il s'agit quelques fois de dolomie parfois talqueuse, rarement à magnésite ou calcaires francs.

On 'observe de nombreux endroits analogues à celui qui a été défini dans la région de Tenke-Fungurume. Ce sous-groupe est caractérisé par des horizons de dolomies de texture, de structure et couleur très diverses, ainsi que par la présence de talc assez pur, ou de microgrès talqueux. Toutefois, ces dernières roches n'affleurent pas mais sont plutôt observées là ou des recherche par petits puits ont été effectués.

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François (1973) suggère l'existence de plusieurs faciès différents, avec une tendance à l'accroissement de la granularité de certains niveaux terrigènes du sud (Kamoto) vers le nord (Dikuluwe).

? sous-groupe de R.4 (dit de Mwashya)

Contrairement aux trois dont il vient d'être question, le R.4 ne fait pas partie de la méga brèche du Roan. En effet, il est solidaire de l'ensemble que constituent les groupes de Nguba et Kundelungu. Cette disposition pourrait avoir été causée par la dislocation d'un horizon salin épais et continu qui aurait coiffé le R.3

Le R.4 n'étant que très rarement minéralisé, n'a pas bénéficié des études détaillées. Il est observable à l'état frais dans le cours d'eau, car il occupe des lignes de crête

On y distingue deux types de formations très différentes, de haut en bas :

V' Le R.4.2. ou Mwashya supérieur, presque exclusivement détritique, formé en deux niveaux

1. Le R.4.2.2 (pélitico-carboné) shale argileux pratiquement non dolomitique, carboné (2 à 10%), noir à litage millimétrique très régulier, légèrement pyriteux. Suite à l'altération super gène, le carbone disparait des shales, dont la teinte devient gris violacé. Puissance normale : 0 à 150m.

2. Le R.4.2.1 (gréso-dolomitique) : siltstone dolomitique (environ 35% de carbone), gris clair, à rubanage régulier. Puissance normale : 0 à 150m ;

V' Le R.4.1 ou Mwashya inferieur, constitué en majorité par des dolomies plus ou moins siliceuses (5 à 15 SiO2) parfois talqueuses, massives, stratifiées, grises, avec quelques bancs d'hématite et à oolithes.

La limite entre les deux formations est arbitrairement placée là où les horizons dolomitiques d'abord prépondérants, disparaissent d'une façon quasi-totale pour faire place à des shales.

b) Le groupe de Nguba (Ng)

Il est composé de deux sous-groupes très différents :

V' Le sous-groupe de Muombe ou Ng.1 à la base

V' Le sous-groupe de Monwezi ou Ng.2 au sommet

b.1) 16 | P a g e

Le sous-groupe de Muombe (ou encore sous-groupe de Likasi) ou Ng.1

Il est subdivisé en trois formations, qui sont La formation Ng.1.1 (grand conglomérat) :2

V' Une mixte contenant dans la partie supérieure un horizon de poudingues au nord, passant au sud d'une grauwacke à une pélite ; la puissance augmente du sud vers le nord 100-950m

V' La formation Ng.1.2 : Il s'agit des calcaires et des dolomies qui sont au sommet, des shales rubanés gris foncés (peu carbonés), dolomie lenticulaire à la base ; vers le sud, le faciès carbonaté envahit toute la formation. La puissance diminue du nord vers le sud : 650-100m

V' La formation Ng.1.3 : ce sont des mudstones massifs gris acier ou gris violacé devenant de plus en plus grossiers rouges et stratifiés vers le sud, d'une puissance variant de 120150m au sud.

b.2) Le sous-groupe de Monwezi ou Ng2

On a des grauwackes grises avec des shales subordonnée au nord de l'arc cuprifère katanguien de 150 à 500m. On rencontre des siltstones et shales dolomitiques à litages souvent irréguliers (biseaux) au centre de l'arc, avec deux niveaux, l'un constitué des siltstones massifs et l'autre des grauwackes grise à la base dont l'épaisseur est entre 350 et 500m

Au sud, on a les mêmes formations que celles énumérées précédemment sans grauwackes avec un horizon carboné noir. L'épaisseur est entre 1400-2200m.

c. Le groupe du Kundelungu (Ku)

Il est essentiellement terrigène. A l'instar du Nguba, il débute par une mixtite nommé formation Ku.1.1 ou (petit conglomérat) ou Kyandamu formation en Zambie. Ce sont des siltstones ou des pélites, plus ou moins dolomitique, avec quelques horizons de roches carbonatées.

Il est donc constitué de trois sous-groupes qui sont : V' Sous-groupe des plateaux (Ku.3)

2 François 2006 : Lefèbre, 1973, 1978 ;

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V' On retrouve ici des arkoses rouges avec horizon de poudingues dont l'épaisseur est changeante.

V' Sous-groupe de Kiubo (Ku.2)

Deux formations sont connues :

1. Ku.2.2 : les mêmes roches que ceux du Ku.1.3, avec une puissance de plus ou moins 1500m

2. Ku.2.1 : contenant, à prédominance, des bancs d'arkoses grossières et un horizon de calcaire à cherts dans les faciès nord, avec une puissance maximale de 200m.

> Sous-groupe de Kalule (Ku.1) Il comprend trois formations à savoir :

V' Des siltstones et shales dolomitique plus ou moins gréseux à litage souvent irrégulier, l'épaisseur de cette formation est à-peu-près de 350m.

V' Une alternance de macignos micacés en gros bancs gris verdâtre ou violacés, affleurant parfois en « marsouins » ainsi que des shales dolomitiques peu ou non micacés à litage fin à grossier, gris vert ou violacés. Le ciment carbonaté (dolomite ou calcite) est plus abondant dans les macignos et shales dolomitiques ;

V' n « calcaire rose » qui est une dolomie microcristalline assez pure (80-87% de carbonates), rose ou gris clair, généralement et régulièrement litée, peu épaisse (5-10m), la fraction de non carbonatée consiste en oxydes de fer ; quartz et très peu de feldspaths.

I.3.3 La tectonique

Le Katanga, après que ce soient déposer les groupes de Roan, du Nguba et du Kundelungu, a subit les effets de l'orogenèse Lufilienne, il a faillé, charrié et plissé les sédiments selon un arc de direction Est-Ouest dont la concavité est dirigée vers le nord.

Cette orogenèse s'est déroulée en trois phases échelonnés (885,680 et 620Ma) que François (1974) appelle phase Kolweziènne, phase Kundeluguienne et phase Monweziènne.

La forme arquée de la ceinture cuprifère Zambien-Katangaise daterait de cette orogenèse Lufilienne qui a donné naissance aux successions d'anticlinaux et de synclinaux orientés SE-NW dans la région du dôme granitique de la Luina et NE-SW vers le NW de Lubumbashi. Cette orogenèse a subdivisée le Katanga en deux régions bien distinctes qui sont :

V' Le Nord du Katanga qui a échappé à cette orogenèse est resté tabulaire

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y' Le Sud du Katanga a par contre été le siège d'une tectonique très intense. Le Katanguien s'est plissé sous forme d'un grand arc de concavité tourné vers le sud. Le Roan est remonté de la profondeur et a été extrudé sur le Kundelungu. Il a été plissé, chevauché, voir charrié, puis disloqué en plusieurs méga fragments de dimensions variables appelées « ECAILLES » par les anciens géologues de la Gécamines.

Dans le sud du Katanga aussi tectonisé, on y distingue trois secteurs aux effets tectoniques inégaux

y' Le secteur SE : La tectonique est simple et caractérisée par des anticlinaux complets y' Le secteur Centre : La tectonique est extrusive et les plis déversés vers le sud. Il s'agit

des régions de Likasi, Fungurume, Kambove, Shinkolobwe ; y' Le secteur Ouest : La tectonique est extrusive, chevauchante et se termine par un

charriage. Dans la région de Kolwezi et ses environs.

Première phase (D1)

La première phase, appelée « phase Kolweziènne », forme des plis et des nappes de charriage à plan axial orienté vers le nord. Cette phase est survenue à la fin du dépôt du Ku 2.1 à la suite du glissement vers le nord de la couverture katanguienne. À cette phase sont associées des structures à divergence sud autrefois liées à un second évènement tectonique appelé « phase Kundeluguienne » de l'orogenèse lufilienne, mais qui sont en fait, d'après Kampuzu et Cailteux (1999), cités par Mashala (2007), des replis développés durant la D1 le long de la séquence katanguienne et spécialement le long de l'avant pays Kibarien. Elle daterait de 790-750 Ma.

Deuxième phase (D2)

La deuxième phase de l'orogenèse katanguienne est la « phase Monweziènne ». Elle inclut plusieurs failles longitudinales successivement réactivées dans le temps. Elle a produit des intrusions du Roan au sein des axes anticlinaux et failles secondaires dans les synclinaux. La phase Monweziènne est datée d'environ 680 et 540 Ma. Ce long intervalle de temps a été attribué à la migration des failles qui se développaient séquentiellement du sud au nord et probablement aussi à la lente vitesse de convergence durant la collision entre les cratons du Congo et du Kalahari.

Depuis lors, plusieurs auteurs pensaient que ces deux phases seulement avaient concours à la naissance de l'arc lufilien. Il est à noter que certains auteurs, dont Kampuzu et Cailteux (1999) ont introduit une troisième phase qui a également concouru à la naissance de l'arc lufilien.

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Troisième phase (D3)

La troisième phase nouvellement introduite par ces auteurs est le dernier évènement de l'orogenèse lufilienne. Elle est nommée « phase de Chilatembo » et marquée par des structures traverses, de type synclinal de Chilatembo, aux directions majeures de l'arc lufilien (figure 5). Ces déformations ainsi que la séquence supérieure du Kundelungu (Ku3 ou sous-groupe de Biano, tableau 1) sont datées de moins de 540Ma, et relèvent probablement du Paléozoïque inférieur.

Les matérialisations des structures tectoniques de l'arc lufilien sont présentées dans la figure 3 et le tableau 4 ci-dessus, montrant les différentes phases tectoniques qui ont donné naissance à l'arc lufilien.

L'arc lufilien renferme presque tous les gîtes cuprocobaltifères du Katanga et est appelé pour cela « arc cuprifère ». La bordure sud de l'arc cuprifère se localise des gîtes discordants cupro-plombo-zincifères. Signalons enfin qu'entre les zones à plomb-zinc-cuivre et celles à cuivre-cobalt, apparaissent les minéralisations uranifères à uranium-cobalt-nickel de Shinkolobwe, Lwambo et Kalongue (François, 1973).



Figure 5 : Carte des structures D1 et D3 dans la partie congolais de l'arc lufilien (Kampuzu et Cailteux 1999)

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I.3.4 Métamorphisme

Au Katanga, les manifestations du métamorphisme sont nombreuses dans les sédiments Katanguiens. On y distingue quatre zones parallèles de métamorphisme régional dont les iso-grades définis en Zambie se poursuivent au Katanga. Ces manifestations sont marquées par la présence de :

V' La zone en biotite et muscovite : Lubumbashi-Kengere à Musoshi-Kitwe

V' La zone à scoalite-épidote et actinote : Musoshi-Kitwe à Lombe-Kisanga.

V' La zone à amphibole grenat-disthene : Lombe-Kisanga à Kolwezi. Le métamorphisme régional, et dans le groupe des mines en particulier, est relativement faible et ne dépasse pas le stade de l'anchizone.

Il se produit par des minéraux comme la sericite, le chlorite et occasionnellement la biotite. Selon NICOLINI (1970), au sud et de l'Ouest à l'Est.

I.3.5 Le magmatisme

Les indices d'un volcanisme modéré sont souvent signalés dans le sud Katanga ou affleure le sous-groupe des mines. On parle d'un volcanisme basique dans le sous-groupe des mines de l'Etoile et Mwashya des environs de Likasi.

Selon l'auteur, des roches pyroclastiques ont pu être décrites en détails dans le Mwashya inferieur. La position stratigraphie des pillow lavas a été déterminée dans le Roan (R.1) par NGONGO (1976).

On reconnait également des intrusions Kimberlitiques d'âge crétacé dans le Nguba du plateau de Kundelungu.

Quoi qu'il en soit, il n'apparait aucune relation, au moins directe, entre ces roches et les minéralisations du sous-groupe des mines.

I.3.6 La minéralisation

D'après ROBERT, à l'orogenèse lufilienne serait liées deux types de minéralisations

V' La minéralisation stratiforme à Cu-Zn de type filonien qui se localise dans le super groupe Kundelungu inférieur ;

V' Les minéralisations à Cu-Co, U-Ni, que l'on rencontre dans le super groupe de Nguba depuis 20 ans :

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Quant à BROWN (1979), il distingue quatre types de minéralisation dans le sud Katanga qui loge dans le super groupe de Roan, précisément

Dans le groupe de mine. Ces gisements sont :

V' De type Kamoto V' De type Shinkolobwe V' De type Shituru V' De type Kipushi³

³ Oosterbosch, 1982 ; François et Cailteux, 1982 ; Cluzel, 1986 Lefèbvre, 1973 et 19751

Cahen, 1954 ; Lepersonne, 1974 ; Kampata, 1993

Kampuzu, 1989

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CHAP II LES ASPECTS GENERAUX DES METAUX RARES ET URANIFERES DANS LE KATANGUIEN

II.1 Minéralisation rencontrée au Katanga méridional

Katanga, il existe des gîtes aurifères, stannifères, cobaltifères, uranifères et cuprifères qui sont étroitement liés aux divers cycles orogéniques.

La minéralisation aurifère se situe dans la partie supérieure du système antékibarien, alors que la minéralisation stannifère est liée à l'orogenèse kibarienne affectant les couches inférieures du système des Kibara. Elle se trouve surtout là où les couches kibariennes ont une grande épaisseur.

Pour les minéralisations cuprifères, il y a lieu d'en distinguer deux sortes :

? les minéralisations cupro-zincifères d'origine filonienne (post-lufilienne : type Kipushi) ? les minéralisations cupro-cobaltifères stratiformes et diagénétiques, liées au système de Roan (type Série des Mines).

II.1.1 Les formations du substratum

a) Le Paléo protérozoïque comprend :

a.1) Le complexe plissé de la Lukoshi affleure au sud du craton du Kasaï, représenté par les amphibolites, les amphiboloschistes, les arkoses, les granites, les pegmatites, les séricitoschistes, les quartzites, les bancs carbonatés riches en manganèse.

a.2) La chaine Ubendienne, ces formations affleurent en deux régions ci-après :

Au Katanga méridional, ses formations se rencontrent au Sud Est de la province du Katanga et est représenté par : les quartzites de Muva au niveau des collines Kibwe I, II et III. Les roches suivantes sont rencontrées : le séricitoschiste, chloritoschiste, les quartzophyllades et le

Quartzite. Les granitoïdes qui forment le dôme de Luina, de Mokambo au Katanga et de Konkola à la frontière RDC-Zambie.

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b) Le Kibarien d'âge Méso protérozoïque

La chaine Kibarienne s'étend de 600km de long et de 100 à300km de large, orientée en direction NE de Nzilo au nord de la ville de Kolwezi jusqu'à Kongolo. Au Burundi, au Rwanda et dans la province de Kivu; il correspond aux formations Burundienne.

Il est subdivisé en trois groupes à savoir :

Le Kibarien inférieur ou groupe de Mitwaba (épaisseur 1700m à 3400m) constitué principalement des phyllades, de conglomérat, de quartzite intra formationnel et de quartzo-phyllades.

Le Kibarien moyen ou Groupe de Tambo (épaisseur 300 m) constitué de bas en haut par :

? les quartzites feldspathiques avec les intercalations de conglomérat ? les phyllades, le quartzo-phyllades et le grès psammitiques.

Le Kibarien supérieur ou Groupe de Lubudi comprend des bancs intercalaires d'arkose et de quartzite feldspathique, des phyllades calcareux et des quartzophyllades. Le Kibarien a été affecté par 2 phases de déformation D1 et D2 ayant une relation directe avec les trois cycles magmatiques.

? Le premier cycle pluto-volcanique comprend le complexe plutonique constitué par les diorites, les monzonites et les granodiorites.

? Le deuxième cycle comprend les granite calco-alcalins à amphibole et les leuco granites à 2 micas et à tourmaline. Les roches basiques et ultrabasiques qui affleurement à Kansimba sont constituées essentiellement de pyroxénites et de dunites peuvent être considérées comme un complexe ophiolitique.



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Figure 6 : Représentation géologique de l'évolution de la ceinture Kibarien

c) Le Katanguien d'âge Néo protérozoïque

Les formations Katanguiennes affleurent de la Zambie jusqu'au Katanga. Dans la partie méridionale ses formations sont plissées et ont subi l'orogenèse Lufilienne contrairement dans la partie septentrionale où elles demeurent subhorizontales.

II.1.2 Les formations de la couverture

La couverture sédimentaire

V' Le Paléozoïque : Il est représenté par le groupe de Lukunga d'âge permocarbonifère qui affleure dans la région de Lukunga, de la Luabo-Lubudi, du Haut Lualaba et de Luapula.

Ce groupe est subdivisé en deux :

? Lukuga inférieur: Formation glaciaire avec des intercalations marines et des schistes noirs.

? Lukuga supérieur : Argilites, schistes rouge, schiste gréseux, conglomérat lenticulaire. V' Mésozoïque : nous avons le Groupe de grès rouges avec des schistes de la même

couleur qui repose sur le Groupe de Lukunga et affleure dans la région de Kalemie. V' Cénozoïque : au Katanga les formations du Cénozoïque sont constituées par les

formations du Kalahari subdivisées de bas en haut par :

o Série de grès polymorphes d'âge Paléogène : constituée par un conglomérat

localement à base latéritique, les sables et de grès tendres.

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o Série des sables ocre d'âge Néogène : caractérisé par des sables et de limons éoliens de couleur ocre. Les roches magmatiques

Dans le Kundelungu où les 1ères pipes Kimberlitiques furent reconnues en 1908. Celles-ci sont reparties en 2 groupes alignées sur des fractures globalement N-S. Gr. E: 10 pipes; Gr. W: 14 pipes dont Talala qui compte parmi les plus grands au monde.

Ces pipes sont intrusives dans les formations du Supergroupe de Kibara (Méso protérozoïque) et du Kundelungu (Néo protérozoïque).

Des datations préliminaires U/Pb donnent un âge de 32 Ma largement plus jeune que celui des kimberlites de Mbuji Mayi.

II.1.3 Ressources Minières

a) Les métaux de base Cuivre et Cobalt

Le Cuivre est associé au cobalt dans le Katanguien sous forme de gisement stratiforme dans le Roan (Groupe des Mines, Mwashya, Dipeta) ou de gisement filonien dans le Kundelungu. Dans un certain gisement ses métaux sont associe à l'uranium, l'argent et à l'or.

Plomb et Zinc

Se concentrent dans les formations Katanguiennes singulièrement du Groupe de Nguba sous forme de gisement filonien associe au cuivre, cadmium, le germanium et l'argent.

Etain, Niobium et Tantale : se rencontrent dans les pegmatites du Kibarien. Fer : dans les formations du Mwashya)

Manganèse : dans les niveaux carbonatés du Lukoshien.

b). Métaux précieux

L'Or : se rencontre dans le gisement alluvionnaire et stratiforme (Série des mines et Kundelungu) dans le Katanguien, gisement primaire et éluvionnaire dans le Kibarien, dans le gisement filonien de l'Ubendien.

c) Substances énergétiques

Le charbon dans les formations du paléozoïque de la Lukuga à Luena ;

L'uranium dans le Groupe des Mines: Luishia, Shinkolobwe, Sambwa, Kalungwe ;

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Les hydrocarbures: Suintements de pétrole sur le lac Tanganyika ;

La géothermie dans le graben de l'Upemba et le long du rift du lac Tanganyika.

Les kimberlites du Kundelungu sont pauvres en diamants (0.3-6.5 cts/1000t) ceux-ci sont de petite taille et de médiocre qualité.

Néanmoins, les données récentes obtenues sur les grenats notamment du pipe de Gungwania augure des perspectives meilleures quant à la présence des diamants de bien meilleure qualité.

II.1.4 Minéralisation du Groupe Cu-Pb-Zn

Cette association minérale se manifeste non seulement dans le Katanguien (Katanga et Zambie), mais aussi dans l'Ouest Congolien (Bas-Congo, Niari, Angola Septentrional).

La composition minéralogique des gisements peut varier et, à côté de certains gites de Pb-Zn presque sans Cuivre, on rencontre de gîtes à Cu et Zn prépondérants. Certains gîtes de Cuivre seul font partie de ce groupe. Pour ce qui nous concerne on examinera les gîtes du Katanga et ceux du Bas-Congo.

II.1.4.1.Les Gites du Haut Katanga

Ce potentiel minéralogique a intéressé plusieurs géologues. Cahen (1954) fait connaître que Jamotte avait remarqué une série de cet assemblage (Pb-Zn, Cu-Pb-Zn) située dans le »calcaire»

De Kakontwe qui entoure la zone ferrifère du Katanga méridional. Cette ceinture de cette minéralisation compte les gîtes suivants :

V' Kipushi (le mieux connu) : Cu-Zn-Pb-Ag ;

V' Lombe : Zn-Pb ;

V' Kengere : Pb-Zn-Ag-Cu ;

V' Lukila, Tantara, Sampwe, Kirundu et Tenke : Cu.

Tous ces gîtes paraissent génétiquement liés. Celui de Tantara contenu dans le calcaire de Kakontwe est essentiellement un gîte de cuivre qui a même livré des minéraux magnifiques : dioptase, planchéite, shattuckite, brochantite, etc. A part le cuivre, on note aussi le cobalt (cobaltite) sous forme de calcite rose et le strontium (strontianite).

A. Tectonique

Etant un bon exemple de cet assemblage, le gîte de Kipushi revêt des caractéristiques particulières. D'abord, cette région d'allure d'un anticlinal étroit dont l'axe SSE-NNW est

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voisine de la frontière Katanga-Zambie. Le flanc nord de l'anticlinal pend de 65 à 70° vers le nord alors que le pendage du flanc sud est plus faible. L'anticlinal s'ennoie vers le NW en Zambie.

L'anticlinal est traversé dans sa longueur par une brèche de charriage, très puissante qui s'infléchit brusquement vers le NE avant de repartir vers le NNW en Zambie. Cette inflexion due à son allure, la met en contact anormale au calcaire de Kakontwe et c'est à ce contact que le gisement est situé.

B. Distribution de la minéralisation

La faille est comblée par une brèche à pâte calcaro-dolomitique à chlorito-talqueuse. Dans le nord du gisement, cette brèche est directement en contact du Nguba et la minéralisation principale s'est développée dans le calcaire de Kakontwe, le long de ce contact anormal. Le toit étant régulier, le mur présente des irrégularités en rapport avec la stratification et la fissuration des roches encaissantes.

Dans la partie méridionale du gisement, entre la brèche et le calcaire (un lambeau important de calcschiste se met en place. Le contact anormal supérieur (entre brèches et calcschistes) est brèche

Toujours stérile, le contact anormal inférieur (entre calcschistes et dolomies du calcaire de Kakontwe) est minéralisé comme plus au nord, les calcschistes étant imprégnés.

Cahen (1954) fait savoir que la zone d'oxydation est d'environ 100m. Sur ce contact anormal, on constante une zonalité suivante :

y' Une première zone, continue le long du contact anormal, essentiellement constituée de sulfures mixtes Cu-Zn-Pb ;

y' Une deuxième zone au mur de la précédente, constituée par des amas lenticulaires stérile, et enfin, dans les calcshistes. Au toit du contact anormal, une zone minéralisée en sulfures de cuivre et pauvre en zinc.

Les minerais se présentent en masses considérables de sulfures massifs et aussi en sulfures disséminés au sein de la masse sédimentaire.

C. Origine de la minéralisation

Parmi les théories génétiques mises en évidence par François (1973a) pour expliquer la minéralisation du Katanga, la théorie épigénétique hydrothermale est celle qui semble la mieux

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adaptée pour le gisement de Kipushi. Par ses caractères, Cahen (1954) explique que les fluides minéralisateurs se sont élevés le long de contact anormal et de failles secondaires dans le calcaire de Kakontwe et se sont retrouvés au contact de roches de susceptibilité très différente à la minéralisation : au mur, de calcaires et dolomies de Kakontwe ont été le siège d'importantes actions de métasomatose, tandis qu'au toit les calcschistes sont simplement imprégnés et la brèche de faille stérile.

On observe la formation de masses de sulfures massifs dans le calcaire de Kakontwe, justifiant la substitution quasi-complète.

Cette minéralisation est évidement postérieure au calcaire de Kakontwe. De plus, l'accident inférieur par lequel la minéralisation s'est propagée recoupe la brèche de charriage. La minéralisation est postérieure à ce dernier, c'est-à-dire au paroxysme du plissement Kundelunguien et donc, à tous les Groupes de Kundelungu et de Nguba. Selon Cahen (1954), il est confirmé par le fait que la minéralisation ne porte guère de trace de déformations cataclastiques ultérieures.

II.3 Les gisements uranifères



Figure 7 : le potentiel Uranifère du Katanga méridional⁴

La R. D. Congo est historiquement lié au développement de l'industrie nucléaire. C'est d'une de ses mines, Shinkolobwe, que fût extrait l'essentiel de l'uranium utilisé dans le «Projet Manhattan» au début des années 1940. Avec une production annuelle de 4 500 lbs, la RDC a produit jusqu'en 1960 65.000.000 lbs d'U3O8, classant notre pays parmi les principaux producteurs mondiaux de cette commodité

4 COGEMA Juin 1985 Rapport de prospection

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Les gisements uranifères du Katanga méridional sont du type « veins -related» caractérisées généralement par des teneurs relativement élevées; Les minéralisations sont contrôlées par 3 paramètres principaux:

V' Lithologie

V' Structure

V' Oxyde - redox

Contrôle lithologique: Les indices et les minéralisations les plus importantes apparaissent préférentiellement dans les SD, RSC, D.strat/RSF. Rares indices dans le Mwashya et le Kundelungu

Contrôle tectonique: Dépôt minéralisation dans toutes les structures ouvertes : failles, diaclases, fentes ouvertes, joints de stratification

Oxydo-réduction La minéralisation à l'échelle d'une écaille est contrôlée par le phénomène d'oxydo-réduction entre :

Pôle réducteur : Formations du Sous-Groupe des Mines à niveaux stromatolitiques

Pôle oxydant : Sous-Groupe des RAT Les fluides oxydants en provenance des RAT ont migré à la faveur de la compaction et pénètrent dans les structures ouvertes des roches du Sous-Groupe des Mines d'où piégeage de U à l'interface oxydo-redox

Situation particulière de Shinko/ autres secteurs :

Structure anticlinale pincée et étirée avec fracturation intense

V' Brèches d'injection des RAT sont très développées permanence des mouvements des fluides.

V' Roches collecteurs (gréso-dolomitiques ont permis de concentrer dans un volume circonscrit un stock métal et oxydant particulièrement important

V' Les formations du Kundelungu ont joué le rôle d'écran pour les fluides augmentant leur concentration au niveau des écailles

Guides géophysiques (VLF)

V' Nature et pendage des formations

V' Permanence en profondeur des structures observées en surface (brèches, failles ouvertes)

V' Existence des phénomènes annexes: (hématitisation, magnétisation, etc.

30 | P a g e

V' Les caractéristiques géologiques, structurales, métallogéniques et géophysiques de

principaux gisements connus suggèrent un développement du volume de la

minéralisation en profondeur.

V' Dans ces gisements, U est accompagné d'autres métaux tel Cu, Co, Ni en proportions

importantes ainsi que Au, PtgM et REE sous forme de traces.

? 1913 - 1945 :

V' Découverte des occurrences uranifères lors des campagnes de prospection générale pour

le cuivre;

V' Extraction des minerais d'uranium seuls ou comme sous-produits de l'exploitation des

gisements cuprifères et leur traitement.

? 1955 - 1958 : Mission URAKAT

V' Prospection radiométrique aéroportée (campagne Fairshild);

V' Contrôle systématique des anomalies au sol et géologie générale;

V' Développement des gisements par sondages et travaux souterrains

? 1969 - 1970 : Campagne Hunting

V' Prospection radiométrique et magnétique aéroportée couvrant 14 800 km2,

correspondant approximativement à l'ancienne concession GECAMINES ;

V' Compilation des données et production des cartes d'anomalies radiométriques et

magnétiques.

? 1982 - 1985 : Association Uranium Zaïre (COGEMA-CGEA-GECAMINES)

V' Prospection radiométrique et magnétique sol de détail;

V' Diagraphies électriques VLF;

V' Géologie de détail et tectonique;

V' Sondages carottant.

Ces travaux ont conduit à la découverte dans l'aire comprise entre Lubumbashi et Kolwezi de

5 secteurs uranifères alignés suivant une direction globale E-W



31 | P a g e

Figure 8 : secteurs uranifères du haut katanga

Ces différentes occurrences présentent des particularités notamment au niveau de leur :

V' Extension

V' configuration Géologique et tectonique;

V' nature et importance de la minéralisation uranifère; V' minéraux accompagnateurs.



Figure 9 : secteur uranifère du haut katanga

32 | P a g e

II.3.1 Secteur : Luswishi - Kiswishi

Ce secteur est situé à environ 15 km de Lubumbashi et comporte 2 gisements connus : Kiswishi et Lwiswishi- Est, couvrant une superficie d'environ 2 Km2. C'est dans ce secteur qu'on a découvert en 1913 les premiers minéraux uranifères en R. D. Congo.



Figure 10 : Cartographie géologique et structurale (1/500); Prospection radiométrique détaillée

Structuralement: système d'ouvertures NS affectant flanc inverse anticlinal déversé. Fractures injectées de brèche de RAT et de filons de dolomite à uraninite et sulfures. Lithologiquement: pélites talqueuses(RAT) et les dolomies silicifiées (CMN), lorsque brèchifiés



Figure 11 : Structure

Des travaux de développement

? galeries souterraines ? sondages peu profonds

Luswishi : (106 représentant 2742 m) ;

33 | P a g e

Kiswishi: (108 totalisant 1443 m)

V' Zone faillée Lwiswishi-Kiswishi recèle environ 120.000 t minerai d'U à 1200 ppm d'U3O8 Présence zones à forte teneur (jusqu'à 40% U3O8) représentée principalement par la pechblende, la gummite, la tobernite, la vandenbrandéite et la cuprosklowoskite

II.3.2 Secteur : Luishia

V' Situation: 40 km au SE de Likasi sur l'axe routier Lubumbashi Likasi.

V' Superficie du secteur d'intérêt: 5.2 Km2

3 zones uranifères :

V' 2 centrées sur Luisha Central : importante minéralisation (7000 ppm U3O8)

V' 1 (Luisha Est): moins marquée (2000 ppm U3O8)



Figure 12 : secteur Luishia Minéralisation

V' niveau à fort potentiel réducteur (SDs)

V' zone bréchique au contact des D.strat, RSC et SDb: filons devandenbrandéite associée à des sulfures massifs Luisha central.

Données géologiques, structurales et radiométriques réunies sur tout le secteur

V' déterminer le style tectonique particulier de ces occurrences;

V' expliquer la géométrie des phénomènes tectoniques en profondeur, marquée principalement l'ouverture des fractures favorables au piégeage de l'uranium. Les réserves ont été estimées à 750 000 t à 2000 ppm U3O8

II.3.3 Secteur: Shinkolobwe

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Situation : environ 20 km au SE de Likasi et 22 km au sud de Kambove.

Le Polygone est allongé sur 16 km suivant une direction presque E-W et couvre une superficie de 45 Km2 ce qui en fait le secteur uranifère connu le plus important du Sud-Katanga.

Le secteur est scindé en 2 parties :

? Kipese à l'ouest

? Shinkolobwe proprement dit à l'est Plusieurs gisements dont : Shinko Signal, Shinko 2, 3, 4, 5,6 8, etc... Djambelwa I et II, Guluwe, Signal Kipese, Kipese Est, Kipese source etc.



Figure 13: secteur shinkolobwe

Cartographie géologique et structurale détaillée + coupes géologiques (données de sondages) interprétation de la structure profonde de principaux gisements.



35 | P a g e

Figure 14 : Shinko 8 coupe géologique

Des levés géologiques détaillés ont servi de base pour l'implantation des profils des mesures de résistivité VLF et radiométriques à mailles serrées.

o Dégager les caractéristiques géométriques de principaux gisements:

V' permanence dans certaines zones en profondeur de la fracturation radiale V' présence des brèches visibles en surface;

o Réparer les zones affectées par des phénomènes annexes:

V' hématitisation,

V' magnétisation

V' silicification etc.

La radiométrie sol a conduit à la caractérisation des niveaux à forte radioactivité:

· Shinko Signal: 1000 ppm U3O8 dans le CMN

· Shinko XIII : 1000 ppm U3O8 au contact RSC/SD

· Shinko II : 2500 ppm U3O8 au contact RSF/RSC

· Guluwe: 500 ppm U3O8 dans le RAT

· Kipese :1200 ppm U3O8 contact des RSF/ RSC

La minéralisation uranifère primaire très abondante est principalement constituée d'uraninite.

Les remobilisations tardives sont de type pechblende souvent associée aux sulfures de Ni, Co et Fe. En surface et dans les zones affectées par l'altération supergène, la minéralisation uranifère est constituée de minéraux d'altération telle sklodowskite, vandenbrandéite, tobernite etc.



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Figure 15 : Hématisation des remplissages de fractures ouverts

Un programme ambitieux de sondages carottant avait été mené par la GECAMINES en 199395

Le potentiel en Co, Ni et en eau, PtgM de Shinkolobwe.

D'une façon générale on note une similitude des limites de ces éléments et l'U. Les zones d'anomalies radiométriques étant caractérisées par des hautes teneurs

Co: 25%, Ni: 4%, Au 5g/t

Une estimation des réserves en uranium sur les quelques gisements explorés donne des valeurs de l'ordre de plusieurs millions de tonnes de minerais titrant en moyenne 1500 ppm de U3O8.

Par ailleurs, L'ensemble des données géologiques et géophysiques sont indicatifs d'une continuité en profondeur des structures favorables au piégeage d'importantes minéralisations uranifères

y' 1915: Découverte du gisement de Shinkolobwe

y' 1921 - 1940: 1ère phase d'exploitation

y' 1945- 1960: 2ème phase d'exploitation

y' Entre 1921 et 1960: 65 000 000 lbs de U3O8.

y' 1960: fermeture de lamine et l'accès du puits scellé par une épaisse dalle de béton armé

y' 1961: démantèlement du concentrateur

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y' 1993 -1995: Importante campagne de sondages menée par la Gécamines pour l'exploration du Co

y' 1999 - 2005: Exploitation artisanale intense pour le cobalt

y' 2005 : Classement du secteur comme zone réservée par Ordonnance Présidentielle.

II.3.4 Secteur : Swambo Menda

Situation: à 28 km à l'ouest de Shinkolobwe d'une Superficie à environ 40 km2. Principaux gisements: Swambo, Kafumasambo, Kamonga et Milebi, Kapamba, Niemba, Kasaba, Kasompi E et Kasompi W dans le prolongement de la zone fracturée majeure qui se suit depuis Shinkolobwe jusqu'à Kalongwe. Gisements découverts lors des travaux de prospection pour le cuivre dans les années 1930. Entre 1954 et 1956 le potentiel uranifère de ce secteur est mis en évidence notamment à la faveur des observations en galeries et sondages. Ils ont fait l'objet de travaux plus approfondis par l'Association Uranium zaïre:

y' cartographie géologique détaillée,

y' levé radiométrique

y' campagne VLF.

y' Les sondages

Les sondages carottant ont permis de: confirmer le potentiel uranifère important représentée par l'uraninite et la métatobernite de Swambo, préciser son extension latérale dans l'axe de la faille subméridienne de Swambo, définir les possibilités uranifères des flancs du synclinal de Kafumasambo où les indices superficiels de minéralisation exprimée sous la forme d'uraninite sont localisés dans les axes bréchiques.



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Figure 16 : Structures souples série tectonisé



Figure 17: Ouest série non tectonisé imperméable

En surface et dans les zones affectées par l'altération supergène: Pechblende + minerais d'altération jaunes et verdâtres: gummite, sklodowskite, vandenbrandéite, tobernite. Phénomènes annexes : hématitisation, magnétisation, dolomitisation, silicification



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Figure 18 : l'altération supergène

V' Swambo

V' surface zone d'altération : 355T 4400 ppm U3O8

V' accumulations importantes se trouvent au-delà de 200m teneur moyenne 17500 ppm

(100 et 130m)

V' niveaux minéralisées se poursuivent jusqu'à 600m

V' Kasompi E

V' surface (40m) 446T 2700 ppm

V' de 60 à 250 m, accumulation totale de 90m à forte teneur > 15 000 ppm

Au total, les réserves de ce secteur peuvent atteindre également plusieurs millions de tonnes.

La présence des accumulations à forte teneur et la tendance à l'augmentation avec la profondeur

démontrent son intérêt à l'instant de Shinkolobwe

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CHAP III POLLUTION DES METAUX RARES ET URANIFERES AINSI QUE LEURS IMPACTS SUR L'ENVIRONNEMENT

III.1 Impact environnemental et sur la santé humain des ouvrages d'exploitation d'une mine d'uranium

Tout d'abord un trou géant est creusé pour séparer les métaux recherchés des tonnes de terre dans lesquelles ils sont emprisonnés ce sont donc plusieurs hectares de couvert végétal qui sont retournés et détruits.

Cette destruction sévère de la végétation favorise le lessivage des sols et emmené la pollution plus loin. L'érosion des sols cinquante fois plus élevée à ce qu'elle était sous couvert végétal.

D'autre part des poussières remplies de métaux lourds sont aussi inhalées par la population et déposées sur le sol. Si ce sol est contaminé par une pollution radioactive les végétaux qui y poussent et les animaux mangeant ces organismes courent les risques d'une contamination radioactive et comme conséquences :



De grandes surfaces de terres qui resteront stériles des années durant. Le traitement du minerai exige l'usage de produits chimiques toxiques : ammoniaque, acide chlorhydrique, kérosène et eau oxygénée. Ces substances sont systématiquement déversées dans l'environnement



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Le plus grand risque pour l'environnement est dû aux résidus miniers laissés par le broyage et le traitement du minerai d'uranium. Ces résidus conservant 85% de la radioactivité du minerai d'origine sous forme de produits de désintégration qui se régénèrent sans cesse. Les tas de résidus miniers contiennent également des matières chimiques toxiques

III.1.1 Mesure de protection



Protection contre la radioactivité

Depuis la découverte de la radioactivité, études et recherches viennent sans cesse préciser nos connaissances sur les effets et les risques de ce phénomène que nous avons appris à maitriser. Rigoureusement contrôlée par les pouvoirs publics, l'utilisation des propriétés des radioactivités s'effectue dans le cadre des normes internationales de radioprotections.

1. Des normes strictes pour limiter les risques d'exploitation

2. Les règles élémentaires de la radioprotection

3. Des normes spécifiques pour les professionnels exposés aux radioactivités Des normes strictes pour limiter les risques d'exploitation

Pour éviter tout risque sanitaire lié à l'exploitation aux rayonnements ionisant, des normes de radioprotection ont été fixées par des organisations internationales indépendantes.

La commission internationale de protection radiologique (CIPR) est une autorité scientifique qui regroupe physiciens, biologistes et médecins du monde entier. Elle émet des avis en matière de radioprotection.

Le comité scientifique des nations unies pour étude es effets des radiations ionisantes (en anglais, United Nations Scientic Committee on the Effects of Atomic Radiation ou UNSCEAR) réunit des scientifiques de 21 pays. Cet organisme collecte des informations sur les effets pathologiques des rayonnements ionisants et étudie leur impact sur l'environnement. Règles élémentaires de la radioprotection

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En présence d'une source de radioactivité, certaines règles simples peuvent être mise en place pour éviter les risques :

y' Eloigner au maximum les personnes de la source des rayonnements y' Diminuer autant que possible la durée d'exposition aux rayonnements

y' Placer entre la source et les personnes exposées un ou plusieurs écrans de protection

appropriés à la nature des différents rayonnements ionisants y' Ventiler les lieux où flottent des gaz radioactifs afin de diluer ces gaz (par exemple,

aérer les galeries des mines souterraines d'uranium pour en évacuer le radon) y' Attendre si possible que la radioactivité baisse naturellement, par exemple en cas

d'intervention sur un site contaminé par des substances radioactives à vie courte. y' Des normes spécifiques pour les professionnels exposés à la radioactivité

Pour les professionnels particulièrement exposés o la radioactivité, la dose annuelle d'exposition est de 20 mSv par an en moyenne sur 5 années consécutives, le maximum pour année ne devant pas dépasser 50 mSv. Cette norme concerne les travailleurs du nucléaire, les radiologues et certains médecins, qui bénéficient en outre d'un suivi sanitaire et d'une radioprotection.

Une tenue adaptée

· Dans les installations nucléaires, ces murs et parois en béton, en verre et en plomb permettent de confiner les matières radioactives. Ils protègent les travailleurs dans leurs tâches quotidiennes des rayonnements. De plus, ces personnels respirent une atmosphère contrôlée grâce à des radiomètres.

·



Figure 19 : Tenues de protection

De plus, les travailleurs exposés portent des tenues adaptées à la nature des risques encourus : tenues d'isolement ou étanches avec bottes, sur-bottes, gants, combinaison, couvre-tête, masque....

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? Les professionnels exposés à des rayonnements ionisants portent sur eux un dosimètre. Cet appareil mesure la quantité de radioactivité à laquelle ils sont exposés chaque jour dans le cadre de leur travail. Ainsi, on peut contrôler régulièrement que le niveau de radioactivité auquel ils sont soumis reste inférieur aux normes en vigueur.

III.1.2 Toxicologie



La nocivité pour l'homme de la pollution radioactive est due au fait que les radioéléments ont une durée de vie plus ou moins longue et se désintègrent en émettant des rayonnements dangereux lorsque des radioéléments sont fixés sur ou à l'intérieure du corps humain ils peuvent être dangereux même si la quantité totale de rayonnement émis est relativement faible car ils atteignent les cellules environnantes de manière très concentrée pouvant créer des tumeurs (caractère mutagène des radiations).

Les corps humain peuvent être amenés à fixer des radioéléments de plusieurs manières :

a. Par contact et fixation sur la peau les cheveux ou dans une blessure ouverte.

b. Par inhalation lors du processus de respiration par exemple si des particules de gaz radon se désintègrent alors qu'elles sont dans les poumons elles se transforment en élément lourds qui se fixe et continuent leur vie radioactive et leurs émissions nocives jusqu'à leur fin de vie.

a. Par ingestion via l'alimentation ou la boisson : par exemple si un sol est contaminé par une pollution radioactive les végétaux ou champignons qui y poussent et les animaux mangeant ces organismes courent les risques d'une contamination radioactive (avec

éventuelle bioaccumulation) certains organismes sont particulièrement radio-
accumulents : lavande ou champignon par exemple et certains sont aussi plus radio-sensibles par exemple la thyroïde fixe l'iode (iode 131) ce pourquoi en cas de contamination radioactive on distribue des pastilles d'iode stable (naturellement non radioactif) à la population avant l'exposition ou l'inhalation de fumée l'iode stable se fixe ainsi sur la thyroïde et la sature empêchant l'iode 131 radioactif de s'y fixer ou accumuler.

b. Via le transport de l'eau ou l'air ou la circulation de gibier ou d'aliments contaminés certains effets peuvent être différés dans l'espace ou dans le temps par exemple

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l'apparition d'une augmentation des cas d'hypothyroïdisme près des industries manipulant des produits radioactive. ⁵

III.1.3 Les risques sanitaires



L'exploitation d'uranium est une source d'inquiétude importante pour les populations vivant à proximité des mines et des usines de concentration. De plusieurs façons, cette activité peut avoir une incidence négative sur la santé des habitants et des travailleurs miniers. L'aspect radioactif des éléments frappe l'imaginaire collectif et cela est la source principale des inquiétudes. Outre la toxicité radiologique liée à l'exploitation de l'uranium, plusieurs études scientifiques affirment que sa toxicité chimique ainsi que celle des autres radionucléides et des métaux lourds peuvent aussi être une source de problème de santé. Les nombreuses études effectuées sur le sujet des risques sanitaires causés par l'exploitation de l'uranium proposent trois sources de danger pour l'homme, soit l'inhalation du radon, l'ingestion de radionucléides et l'exposition aux radiations. Les prochaines sections aborderont les effets du rayonnement ionisant sur l'organisme ainsi que les risques liés à une exposition. Par la suite, les principaux radionucléides et leurs effets sur la santé humaine seront présentés. Finalement, les autres risques inhérents à cette industrie seront exposés.

III.1.4 Les effets du rayonnement ionisant



Le rayonnement reçu par une personne peut tuer les cellules affectées ou endommager leur acide désoxyribonucléique (ADN) à divers degrés. Les cellules ont la capacité de réparer leur ADN et le plus souvent, il sera réparé normalement. Par contre, il est possible que des erreurs ou mutations apparaissent dans l'ADN de la cellule lors de la réparation. Ainsi, il y a un risque que cette dernière se multiplie de façon incohérente et cause des tumeurs qui peuvent éventuellement être la source de cancers Le risque que l'ADN subisse

5 Committe on uranium mining in Virginia (2011)

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des dommages est présent, bien que faible, même lorsqu'il est soumis à de faibles ⁶doses de radiations. Le rayonnement ionisant serait donc le phénomène initiateur des cancers.

Le rayonnement alpha cause les dommages biologiques les plus sévères en brisant les deux branches de l'ellipse de l'ADN des cellules. La probabilité que des erreurs surviennent lors de la réparation est plus élevée

D'ailleurs, des études effectuées sur des personnes ayant été exposées à différentes intensités de radiations prouvent que plus la dose reçue est importante, plus la possibilité de développer un cancer est importante. À 1 000 mSv, ce qui représente une dose importante, on estime à 12 % la probabilité de développer un cancer. Par contre, une exposition chronique de un mSv par an causerait 0,5 % de probabilité de cancers, de ceux-ci, 2,5 % des personnes risqueraient d'en mourir. L'exposition au rayonnement pose un risque pour la santé beaucoup plus important lorsque la personne est jeune, ainsi un très jeune enfant en pleine croissance voit ses risques de contracter un cancer augmenter dès qu'il est exposé à une dose de 10 mSv. Ceci s'explique par le fait que les enfants sont plus sensibles aux radiations, mais aussi parce qu'ils leur restent plus d'années à vivre. Il y a un risque accru que les erreurs lors de la réparation de l'ADN se transforment en tumeurs malignes. Les effets de l'exposition au rayonnement ne s'estompent pas avec le temps, mais s'accumulent

III.1.5 Les risques liés aux différents radionucléides

Lors de l'exploitation du minerai uranifère, plusieurs radionucléides, ayant différents impacts sur la santé humaine, peuvent se retrouver dans l'environnement, dont l'uranium-238 et les produits de sa désintégration, le radon-222, le radium-226, le polonium-210, le thorium-230, le plomb-214, le bismuth-214, le plomb-210. Les radionucléides issus de la désintégration de l'uranium-235 ne sont pas considérés comme une menace significative pour la santé publique en raison de la faible présence naturelle de cet isotope de l'uranium

Cette section ne traitera que des principaux radionucléides soit l'uranium 238, mais aussi le radium-226, le radon- 222, et le polonium-210 puisqu'ils sont les plus susceptibles de causer des effets néfastes sur la santé.

6 Vincent Amabili-Rivet

a) 46 | P a g e

L'uranium-238

L'homme est exposé à l'uranium de multiples façons, puisque ce métal est présent en faible quantité dans l'environnement. Ceci est la raison pour laquelle l'être humain a naturellement une petite quantité d'uranium dans son organisme, soit 0,1 mg. Les dangers pour la santé humaine sont principalement liés à la contamination interne en raison de l'ingestion ou de l'inhalation de poussières. L'ingestion d'uranium se fait principalement par l'eau, par la consommation d'aliments contaminés et par les blessures dans le cas des travailleurs du secteur nucléaire. Environ la moitié de la dose absorbée s'élimine par les urines dans les 24 heures, le reste s'accumulera dans les reins, où il sera éliminé en 3 mois et dans le système osseux, où il y restera plusieurs années. En tant que métal lourd, l'uranium a une toxicité chimique, appelée chimiotoxicitée, affectant le système rénal. La toxicité radiologique de l'uranium s'appuie sur sa longue présence dans les os d'où sont émises les radiations gamma et alpha qui endommagent les différents tissus biologiques (Auger et autres, 2010). La Commission internationale de protection radiologique a fixé à 3 microgrammes (ug) par gramme de rein la concentration sécuritaire d'uranium dans cet organe. Toutefois, des études sur des animaux de laboratoire ont démontré que des dommages pouvaient survenir sous ces limites. Bien qu'aucune étude sur l'homme ne corrobore cette affirmation en raison du peu de recherche dans ce domaine, un risque subsiste pour la santé humaine. Par contre, une association a été faite entre la consommation d'eau ayant des teneurs entre 0,71 ug/L et 16,6 ug par litre (L) et des dysfonctionnements rénaux chez l'homme

b) Le radium-226

Le radium-226 est le cinquième élément de la chaîne de désintégration de l'uranium et possède une demi-vie relativement longue de 1 600 ans. Tout comme l'uranium-238, le radium-226 s'accumule dans les os pour une longue période de temps, d'où il émet des radiations alpha et gamma pouvant affecter la santé humaine de l'intérieur du corps, mais aussi à partir d'une certaine distance. La Commission internationale de protection radiologique estime qu'entre 15 % et 20 % du radium-226 ingéré est absorbé par les tissus osseux (United States Environmental Protection Agency, 2012). En raison des types de radiations émises, le radium-226 peut atteindre plusieurs régions du corps et causer des leucémies, des cancers des os et des cancers lymphatiques (Auger et autres, 2010).

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c) Le radon-222

Le radon-222 est issu de la désintégration du radium-226. De ce fait, il est aussi présent partout dans l'environnement et est produit en continu pendant tout le cycle de désintégration du radium- 226, soit plusieurs milliers d'années (Auger et autres, 2010). Ce gaz a tendance à se concentrer près du sol et dans les cavités puisqu'il est plus lourd que l'air, ce qui peut causer une augmentation de la concentration de radon dans les sous-sols des habitations, particulièrement celles situées près d'exploitation minière ou de sources d'uranium. Par contre, un vent, même faible peut déplacer ce gaz sur des distances avoisinant les 1 000 mètres. Pendant tout ce trajet, ces produits de désintégration seront déposés au sol et absorbés par les plantes et animaux des divers écosystèmes rencontrés, pénétrant la chaîne alimentaire (Auger et autres, 2010). Lorsqu'un être vivant inhale du radon, ses organes internes se trouvent exposés à un rayonnement alpha, pouvant contribuer à endommager l'ADN des cellules, donc initier le développement de cancers du poumon (Auger et autres, 2010).

Le sixième rapport du Comité sur les effets biologiques des radiations ionisantes explique que même lorsqu'une particule alpha ne traverse une cellule qu'une seule fois, il y a un risque qu'un cancer se développe à partir de cette dernière si elle ne se répare pas adéquatement. En d'autres mots, le Comité ne peut pas exclure la possibilité de développer un cancer même lorsque les niveaux de radon sont extrêmement bas. D'ailleurs, le radon serait la deuxième cause de cancer du poumon, bien qu'il soit loin derrière la cigarette (Comité sur les risques sanitaires de l'exposition au radon, 1999). The United States Environmental Protection Agency (U.S. EPA) a d'ailleurs estimé que des 157 000 décès liés au cancer du poumon, 21 000 étaient liés au radon (Committe on uranium mining in Virginia, 2011). Le risque pour la santé humaine n'est pas lié directement au radon, mais beaucoup plus aux produits de sa désintégration. Ceux-ci sont chargés électriquement et se collent aux poussières présentes dans l'atmosphère. Lorsqu'elles sont inhalées, elles se fixent sur les parois des poumons et émettent leur rayonnement alpha. Ces particules n'affectent que les poumons puisque le rayonnement qu'elles propagent n'est pas assez puissant pour aller au-delà de cet organe (Comité sur les risques sanitaires de l'exposition au radon, 1999). Ce rayonnement n'est pas assez intense pour traverser la peau humaine, donc le risque associé à ce rayonnement est pratiquement inexistant lorsqu'il est à l'extérieur du corps (GEP, 2010).Il est admis depuis plusieurs décennies que le radon et ses produits de filiation sont une source de cancer des poumons. Par contre, la communauté scientifique n'a pas encore clairement établi les autres effets potentiels de ce gaz bien que certaines études suggèrent des liens entre le radon et différents cancers tels que la leucémie, le

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cancer de l'estomac et le cancer du foie. (Committe on uranium mining in Virginia, 2011)Le rapport fédéral du groupe de travail sur le radon révèle qu'il y a des risques de développer un cancer des poumons lorsqu'une personne est exposée à des niveaux de radon-222 aussi bas que 100 Becquerels (Bq)/ m3

(Groupe de travail sur le radon, 2006

d) Le polonium-210

Ce radionucléide est issu de la chaîne de désintégration du radon-222, sa demi-vie est de 138 jours. Il est considéré comme très toxique, notamment en raison de son importante activité radioactive (Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire, s. d.). Par contre, l'exploitation d'uranium n'en produit qu'une faible quantité, soit 70 à 100 ug par tonne de minerai d'uranium. L'exposition à une très petite quantité de cette matière peut être dommageable pour la santé humaine (Auger et autres, 2010). La contamination à ce produit se fait par inhalation ou par ingestion. Une fois à l'intérieur, 50 jours sont nécessaires à l'organisme pour éliminer 50% du polonium-210, le reste se fixe au niveau du foie, des reins et de la moelle osseuse (Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire, s. d.). Les organes sont alors exposés à son rayonnement alpha et peuvent ainsi développer des cancers, particulièrement aux poumons. Les effets sur la santé humaine des fortes doses de radiation et de l'exposition aiguë aux différents radionucléides sont bien connus. Le problème, quant à ces éléments, réside principalement au fait que l'exposition de façon chronique n'est pas encore bien identifiée. Le manque d'étude sur ces sujets ainsi que la longue période de temps (50 ans et plus) sur laquelle sont mesurés les effets sont les principaux facteurs limitant. (Auger et autres, 2010

III.2 Pollution des métaux rares



Qui dit mine, dit dégâts environnementaux.

Plus souvent la technique pour récupérer les métaux rares consiste à décaper le sol et ses végétaux afin d'atteindre les minerais. Une fois l'excavation effectuée, il faut broyer en fine poudre les roches et séparer les éléments. Le plus souvent cette opération est faite avec des acides puissants ou autres substances chimiques qui s'infiltrent dans les sols

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jusqu'aux cours d'eau et polluent les nappes phréatiques. Vient ensuite l'opération de raffinage qui produit des poussières métalliques chargées de radioactivité. Les taux de cancers des habitants vivant près des mines à ciel ouvert d'excavation des métaux rares sont excessivement élevés.

Energie pas verte et dépendance unique

Les accords de la Cop21 incitent à développer les "énergies vertes" et des véhicules "propres" afin de lutter contre le réchauffement climatique anthropique par les émissions de gaz à effets de serre. Cette orientation, si elle peut sembler parfaitement sensée au premier abord -- puisque les panneaux photovoltaïques ou les éoliennes et véhicules électriques n'émettent pas de C02 lorsqu'ils sont en fonctionnement -- fait totalement l'impasse sur le coût environnemental de leur production. Que ce soit en terme de pollution des sols, de l'eau et des rejets des gaz à effet de serre des engins excavateurs, la production des énergies dites "vertes", avec ses mines de terres rares, est pire que celle du pétrole.

La transition énergétique vers les « technologies vertes » dépend de l'exploitation de matériaux indispensables au fonctionnement des éoliennes, panneaux solaires ou autres batteries électriques. Dans « La guerre des métaux rares », le journaliste Guillaume Pitron révèle l'envers de cette « révolution ». Alors que jusqu'à la Renaissance, les hommes n'ont exploité que sept métaux, c'est désormais la quasi- totalité des 86 éléments de la classification périodique de Mendeleïev qui est utilisée. Depuis les années 1970, leurs propriétés magnétiques exceptionnelles sont exploitées pour fabriquer des aimants ultra-puissants utilisés dans les moteurs électriques. Ils servent aussi dans les batteries qui les alimentent, les pots catalytiques, les ampoules basse consommation, les composants des appareils numériques... toutes les technologies vertes (green Tech) qui utilisent donc une énergie sans charbon ni pétrole. Mais l'extraction et le raffinage de ces métaux sont extrêmement polluants.

L'industrialisation d'une voiture électrique consomme trois à quatre fois plus d'énergie que celle d'un véhicule conventionnel et sur l'ensemble d'un cycle de vie, leurs consommations énergétiques sont globalement proches. La fabrication d'une puce électronique de deux grammes implique le rejet de deux kilos de matériaux. Un courriel avec une pièce jointe consomme autant d'électricité qu'une ampoule basse consommation de forte puissance pendant une heure. « La prétendue marche heureuse vers l'âge de la dématérialisation n'est donc qu'une vaste tromperie, puisqu'elle génère, en réalité, un impact physique toujours plus considérable. » Le recyclage des métaux rares à grande échelle représente actuellement un coût supérieur à

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leur valeur. Et malgré la convention de Bâle adoptée en 1989, qui contraint les industriels à traiter dans le pays où ils sont collectés les déchets électroniques, recélant souvent des métaux lourds et toxiques, beaucoup se retrouvent en Asie ou en Afrique. Les États-Unis, qui n'ont pas signé la convention, exportent 80 % de leurs déchets électroniques Omniprésents dans nos appareils numériques, les métaux rares nécessitent une extraction plus difficile et plus polluante pour la planète. Le journaliste Guillaume Pitron a enquêté sur ces métaux. Rivières ou sols contaminés, déchets industriels



Figure 20: Rivière pollué

Tungstène, cobalt, graphite, indium... Ils sont dans tous nos appareils numériques et leur extraction est nocive pour la planète. Le journaliste Guillaume Pitron a enquêté pendant six ans sur ces métaux rares dans son livre La guerre des métaux rares : la face cachée de la transition énergétique et numérique. Il raconte. Une "délocalisation de la pollution"

Aujourd'hui, l'extraction de ces métaux est majoritairement pratiquée en Chine, non seulement parce que " les réglementations environnementales sont moins strictes" mais aussi parce qu'il y a eu ce qu'il nomme une "délocalisation de la pollution". Dans les années 1980, dans les pays occidentaux et notamment la France, le journaliste explique qu'il y a eu progressivement " des réglementations environnementales extrêmement strictes et, de facto, toutes les activités minières sales et de raffinage ont été délocalisées dans des pays tels que la Chine, qui étaient prêts à sacrifier leur environnement pour récupérer une part de la richesse produite par ces métaux rares. " Dans son enquête, Guillaume Pitron a découvert que l'extraction des métaux rares est plus difficile que celle des métaux classiques et est nocive pour la planète : " La roche contient une infime dose de métaux rares. Pour séparer ces métaux rares de la roche, il va falloir des solvants chimiques qui vont souvent être rejetés dans la nature. "Or, en Mongolie intérieure

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par exemple, les eaux toxiques issues de l'extraction des métaux rares finissent par former des lacs. Les répercussions sur la population sont alarmantes pour le journaliste : " Tout autour, vous avez des riverains qui habitent par milliers dans ce qu'on appelle des "villages du cancer", car les gens meurent les uns après les autres. Et on peut supposer que c'est du fait de ce qu'ils boivent, respirent et mangent, issus de ces lacs de rejets toxiques, qu'ils meurent à petit feu. "



Le problème du non-recyclage

D'autre part, Guillaume Pitron a soulevé un autre problème : le non recyclage de ces métaux. Ceci s'explique notamment parce que c'est " plus intéressant financièrement pour les industriels d'aller chercher les minerais directement à la mine. Du coup, on ne fait rien des métaux rares et il y en a une quantité importante qu'on ne recycle quasiment pas et pour certains d'entre eux c'est même moins de 1%. " Toutefois, le journaliste assure qu'il existe des alternatives. Notamment « la substitution », c'est-à dire" remplacer un métal rare par un autre métal rare moins énergivore. " Il préconise aussi " l'écoconception Ça veut dire que votre téléphone portable, on va penser en amont de sa fabrication à la façon la plus simple de le recycler. Il faut absolument recycler 100% des métaux rares. Il y a évidemment une nécessité d'être plus sobre et modérés dans notre façon de consommer. " Le monde a connu deux révolutions industrielles, celle de la machine à vapeur, puis du moteur thermique. Désormais, les énergies renouvelables et le numérique nous mènent vers une troisième révolution énergétique. Une trentaine de métaux rares sont la nouvelle ressource indispensable pour y parvenir. Ils comprennent les 17 terres rares, legraphite, le cobalt, l'antimoine, le tungstène et letantale. Mais aussi le platine, l'iridium, le ruthénium, le niobium et quelques autres. Contrairement à ce que leur nom indique, leur présence n'est pas forcément rare dans l'écorce terrestre. Néanmoins, leurs gisements assez vastes pour une exploitation rentable avec les technologies actuelles le sont. Extraire toujours plus de métaux Pour la même production d'énergie, les technologies utilisées aujourd'hui consomment davantage de métaux que les technologies précédentes.

7

7 Guillaume Pitron Guerre des métaux rares



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Figure 21 : principaux pays producteurs de minerais rares

En juillet 2017, la Banque mondiale alertait sur le fait qu'un monde bas carbone nécessitera beaucoup de ressources. La transition énergétique en demandera son lot pour construire toujours plus d'éoliennes, de panneaux solaires et stocker l'énergie dans des batteries. « Il faut s'attendre à une augmentation de la demande d'acier, d'aluminium, d'argent, de cuivre, de plomb, de lithium, de manganèse, de nickel et de zinc, ainsi que de certaines terres rares, telles que l'indium, le molybdène et le néodyme », prévenait la Banque mondiale. « Soutenir le changement de notre modèle énergétique exige déjà un doublement de la production de métaux rares tous les quinze ans environ, et nécessitera au cours des trente prochaines années d'extraire davantage de minerais que ce que l'humanité a prélevé depuis 70 000 ans », précise Guillaume

Pitron.

III.3 Les solutions contre la pollution

A travers le monde, on peut dire que toutes les nations ont des problèmes environnementaux. Or les effets immédiats sur le moyen et sur le long terme sont néfastes. Mais pour garantir une vie meilleure pour la génération future, il est primordial de trouver des solutions pour y remédier, car c'est la planète tout entière qui est menacée.

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III.3.1 Les différents problèmes environnementaux

En effet, on peut citer plusieurs problèmes environnementaux qui sont plus ou moins graves comme :

V' La pollution de l'eau

V' La pollution des sols

V' La pollution de l'air

V' L'épuisement des ressources

V' La disparition massive des espèces végétales et animales

V' L'épuisement de la biodiversité

V' Le réchauffement climatique

V' Etc.

La principale cause de ces problèmes est l'homme qui ne cesse de s'accroitre chaque année et

qui laisse de plus en plus son empreinte sur l'environnement pour satisfaire ses besoins et pour

améliorer sa condition de vie. Pour sauver l'environnement, il faudrait donc changer le

comportement des individus et du gouvernement

III.3.2 Quelques solutions pour lutter contre les problèmes environnementaux

La pollution est l'un des plus graves problèmes environnementaux. Elle peut causer un trou dans la couche d'ozone, entrainer l'effet de serre et le réchauffement climatique... la seule solution ? Diminuer les activités polluantes et encourager la production biologique respectant le management environnemental et la protection de l'environnement dans les activités de l'entreprise en même temps, pour réduire le gaspillage et éviter l'épuisement des ressources, le recyclage et le retraitement des déchets doivent être adopté par toutes les nations. Cela entrainera la réduction des besoins en matières et permettra de limiter les déchets et le rejet de carbone dans l'atmosphère.

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III.3.3 Suggestion

L'étude de l'exploitation uranifère a révélé que ce sujet est une source importante de Controverses. Plusieurs phénomènes sont encore mal compris, particulièrement sur le sujet de L'impact du rayonnement ionisant sur la santé humaine. Les études, l'expérience et l'amélioration des techniques ont permis de resserrer les normes de Protection dans les milieux miniers, particulièrement au sujet des structures de confinement Des résidus miniers. En théorie, cette amélioration des mesures permet donc de mieux confiner les Contaminants à long terme dans les mines modernes.

À la lumière de ces informations, plusieurs suggestions s'imposent afin d'augmenter la protection de la santé de la population des travailleurs miniers.

y' Mettre en place un système d'identification permanent des mines uranifère et les identifier clairement dans les plans d'aménagement des régions, afin que les générations futures n'y développent aucun plan d'aménagement pouvant exposer les populations à ces sources de contamination perpétuelles.

y' Imposer un moratoire sur les projets d'exploration et d'exploitation uranifère près des zones où se trouvent des populations, Sept-Îles par exemple, puisqu'il subsiste des effets sur la santé humaine qui sont inconnus.

y' Resserrer les normes de protection environnementale pour les exploitations uranifères ayant une incidence sur les territoires de chasse traditionnels des communautés autochtones.

Informer les membres des Premières nations sur les techniques alimentaires diminuant leur exposition aux radionucléides présents dans les animaux et les végétaux qu'ils consomment. Resserrer les normes de protection dans le domaine nucléaire pour qu'elles soient au moins aussi strictes qu'à l'étranger afin d'améliorer la protection de la santé des citoyens. Ceci s'applique notamment à la limite d'uranium permise dans l'eau potable.

y' Investir dans la recherche des effets du rayonnement ionisant chez les populations de

travailleurs les plus exposés.

y' Imposer une analyse de cycle de vie sur tout projet d'exploitation uranifère afin de s'assurer que le jeu en vaille la chandelle. L'exploitation d'une ressource doit prendre en considération les impacts de l'exploration, de l'exploitation, de l'utilisation de la ressource, ainsi que des effets de la gestion des déchets. Si les avantages liés à

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l'utilisation de la ressource sont plus faibles que les effets négatifs de tout le cycle de vie de l'uranium, l'exploitation ne devrait pas être entreprise.

y' Continuer à assurer un suivi objectif et indépendant dans toutes les exploitations d'uranium. Les difficultés économiques peuvent encourager des entreprises à retarder des actions visant la résolution de situations problématiques. Par ailleurs, les habitudes de travail peuvent favoriser les raccourcis et créer des situations problématiques.

y' Appliquer le principe de précaution lorsqu'il y a quelques incertitudes quant à la protection de la santé humaine lors de projets d'exploration et d'exploitation des métaux rares et uranifères.

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Conclusion

Contrairement à ce que leur nom indique, les métaux rares sont plus présents sur la croûte terrestre que l'or et l'argent. Elles sont aujourd'hui omniprésentes au sein des objets qui symbolisent le progrès technologique.

Comme pour l'or, il n'existe pas un mais plusieurs types de gisements de métaux rares. À la différence de l'or cependant, on ne trouve jamais de métaux rares sous forme métallique dans la nature puisqu'elles sont toujours incluses dans la structure atomique de minéraux particuliers, impliquant l'emploi de techniques de séparation spécifiques, souvent onéreuses et parfois polluantes.

Au terme de ce travail, nous avons pu souligner, via une diversité d'analyses et, pour ne pas nous cantonner à une approche, comment les contraintes entourant l'usage des métaux rares étaient susceptibles d'enrayer la mise en oeuvre de la transition énergétique. L'un des points de départ a consisté à définir dans le premier chapitre quelques concepts pour mieux comprend l'objet d'étude. Ainsi ce travail a tout d'abord été l'occasion de mieux saisir la véritable nature des métaux se cachant derrière le terme de « métaux rares ». Nous avons pu contribuer par le biais d'une analyse scientifique approfondie à réduire l'imprécision existant autour de ces termes. Loin d'être un ensemble disparate de métaux regroupés uniquement par opposition à d'autres groupes bien précis, les métaux rares partagent en réalité de nombreux traits communs. Ainsi, nous trouvons parmi ces caractéristiques similaires : la présence d'une production en tant que sous-produit majoritaire, une forte concentration géographique de la production souvent doublée d'un risque géopolitique, un très faible recyclage généré par une absence d'incitations économiques et réglementaires, des micromarchés associés à une forte volatilité de la production et de la demande. Aujourd'hui, le recyclage des métaux rares est quasi-inexistant, faute d'incitation économique et d'un ensemble de contraintes techniques complexifiant considérablement la récupération. Nous pouvons alléger ces contraintes en généralisant l'éco-conception quand cela est possible et en subventionnant la politique de recyclage. L'appui d'une activité de recherche et développement dans ce domaine peut également profiter à faire émerger la rentabilité économique d'un ensemble de stériles miniers incorporant des métaux rares.

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À travers le monde, on peut dire que toutes les Nations ont des problèmes environnementaux. Or, les effets immédiats sur le moyen et sur le long terme sont néfastes. Mais pour garantir une vie meilleure pour la génération future, il est primordial de trouver des solutions pour y remédier, car c'est la planète tout entière qui est menacée ! Les différents problèmes environnementaux En effet, on peut citer plusieurs problèmes environnementaux qui sont plus ou moins graves comme :

la pollution de l'eau,

la pollution des sols,

la pollution de l'air

l'épuisement des ressources

la disparition massive des espèces végétales et animales

l'épuisement de la biodiversité

le réchauffement climatique etc.

La principale cause de ces problèmes est l'Homme qui ne cesse de s'accroître chaque année et qui laisse de plus en plus son empreinte sur l'environnement pour satisfaire ses besoins et pour améliorer sa condition de vie. Pour sauver l'environnement, il faudrait donc changer le comportement des individus et du gouvernement. Quelques solutions pour lutter contre les problèmes environnementaux La pollution est l'un des plus graves problèmes environnementaux. Elle peut causer un trou dans la couche d'ozone, entrainer l'effet de serre et le réchauffement climatique... la seule solution ? Diminuer les activités polluantes et encourager la production biologique respectant le management environnemental et la protection de l'environnement dans les activités de l'entreprise (Norme Iso 14001). En même temps, pour réduire le gaspillage et éviter l'épuisement des ressources, le recyclage et le retraitement des déchets doivent être adoptés par toutes les Nations. Cela entrainera la réduction des besoins en matières et permettra de limiter les déchets et le rejet de carbone dans l'atmosphère. En outre, il faudrait également restreindre la destruction des habitats naturels pour sauvegarder la biodiversité, etc. ... L'usage de l'énergie renouvelable est vivement recommandé. Son installation est assez coûteuse mais grâce à ce système, il est possible de consommer moins d'énergie fossile, donc d'économiser sur la facture d'électricité. On peut citer par exemple l'énergie solaire, Éolienne, hydrolienne, photovoltaïque, biomasse, géothermique... Les autres solutions pour sauver notre planète ! On ne cessera jamais de dire qu'il faudrait réduire le gaspillage pour régler les divers problèmes environnementaux

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BIBLIOGRAPHIE

Ouvrage

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· Rapport de Global Witness publié en septembre 2004 et intitulé `Ruée et ruine. Le commerce dévastateur des ressources minières dans le sud du Katanga en République Démocratique du Congo

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? Géologie de l'environnement : CT Kisimba (université de likasi)

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Article

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