Evaluation des poussières émises sur le site d'exploitation d'usines pyrométallurgiques. Cas de société pour le traitement du terril de lubumbashi (STL)

• EPIGRAPHE
  
• Anticiper afin d'éviter un désastre :
  
• DEDICACE
  
• REMERCIEMENT
  
• LISTE DES ACCRONYMES ET ABBREVIATIONS
  
• TABLE DES MATIERES
  
• RESUME
  
• ABSTRACT
  
• LISTE DES FIGURES
  
• LISTE DES TABLEAUX
  
• INTRODUCTION
  
• CHAPITRE I. CONSIDERATIONS ESSENTIELLES SUR LES RETOMBEES ATMOSPHERIQUES
  
  • I.1. Définitions
    
  • I.2. Natures des retombées atmosphériques
    
  • I.3. Sources d'émissions des poussières
    
  • I.3.1. Introduction
    
  • I.3.2. Exploitation minière
    
  • I.3.3. Exploitation agricole
    
  • I.3.4. Exploitation forestière
    
  • I.3.5. Transport
    
  • I.4. Facteurs de dispersion des poussières
    
  • I.4.1. Granulométrie des poussières émises
    
  • I.4.2. Forme des particules poussiéreuses
    
  • I.4.3. Conditions météorologiques
    
    • a. Pression atmosphérique
      
    • b. Vitesse et direction du vent
      
    • c. Température
      
    • d. Humidité relative
      
  • I.5. Impacts des retombées atmosphériques
    
  • I.5.1. Impact sur le sol
    
  • I.5.2. Impact sur l'eau
    
  • I.5.3. Impact sur l'air
    
  • I.5.4. Impact sur la santé humaine
    
  • I.5.5. Impact sur la biodiversité
    
  • I.6. Evaluation des émissions de poussières
    
  • I.6.1. Méthode de collecte et de suivi des poussières
    
    • a. Plaquettes de dépôt
      
    • b. Collecteur de précipitations
      
  • I.6.2. Critères de choix des méthodes
    
  • I.6.3. Choix de points de collectes des retombées atmosphériques
    
  • I.7. Cadre réglementaire
    
  • I.7.1. Introduction
    
  • I.7.2. Surveillance de la qualité de l'air
    
  • I.7.3. Normes de qualité de l'air
    
  • I.8. Pollution atmosphérique
    
  • I.8.1. Définitions
    
  • I.8.2. Types de pollution
    
    • a. Echelle locale
      
    • b. Echelle régionale
      
    • c. Echelle globale ou mondiale
      
  • I.8.3. Principaux polluants de l'air
    
    • a. Monoxyde de carbone
      
    • b. Oxydes d'azote
      
    • c. Dioxyde de soufre
      
    • d. Ozone
      
    • e. Composés Organiques Volatils (COV)
      
    • f. Particules
      
    • Le terme ''particule'' concerne, en général, les aérosols créés par la dispersion dans l'air de solides et de liquides atomisés, poudres ou gouttelettes et implique donc les termes de poussières, fumées, suies, brumes, brouillard, smog. C'est ainsi que les particules fines de différentes classes granulométriques PM10, PM2,5 et PM1 constituent un important facteur de pollution de l'air, particulièrement en milieu urbain où le trafic routier est dense.
      
    • Les particules en suspension dans l'atmosphère sont engendrées par une grande variété de processus physiques (condensation de vapeurs saturées, érosion mécanique de matériaux et chimiques). Elles sont émises dans l'atmosphère à partir de nombreuses sources, parmi lesquelles les combustions, les procédés industriels (sidérurgies, charbonnages cimenteries, etc.) et les phénomènes naturels (volcans et feux de forêts). Les véhicules Diesel sont les principaux émetteurs de particules (suies et fines). Elles contiennent des substances toxiques comme des métaux lourds ou des hydrocarbures (Hadjila, 2016).
      
• CHAPITRE II. PRESENTATION DE LA STL
  
  • II.1.Historique
    
  • II.2. Bref aperçu sur la STL
    
  • II.3. Zones d'émissions de poussières
    
  • Ø II.3.1. Hall de stockage coke
    
  • II.3.2. Hall de séchage
    
  • II.3.3. Hall de silos de stockage
    
  • II.3.4. Hall de pelletisation
    
  • II.3.5. Zone entre Hall de pelletisation et Hall des fours
    
  • II.3.6. Hall des fours
    
  • II.3.7. Hall d'empaquetage
    
• CHAPITRE III. MATERIEL ET METHODES
  
  • III.1. Matériel
    
  • III.1.1. Matériel de collecte des poussières
    
  • Ces matériels sont de jauges de déposition, plaquettes, poteaux en bois et enduit fixateur hydrophobe.
    
    • a. Jauges de déposition des poussières
      
    • b. Plaquettes en verre et poteau en bois
      
    • c. Enduit fixateur hydrophobe
      
  • III.1.2. Matériel d'analyses
    
    • a. Etuve
      
  • Pour sécher, les échantillons des jauges de déposition, ces derniers étaient placés dans l'étuve à la température de 105°C #177; 2° C pendant 24 heures.
    
    • b. Balance analytique
      
  • La balance analytique de la Figure III.4 a servi pour peser les jauges avant et après échantillonnage. Elle a une sensibilité de 0,1 mg.
    
    • c. Microscope
      
    • d. Hygromètre
      
    • e. Spectromètre d'absorption atomique (ICP-MS)
      
  • III.2. Choix de points de prelevement
    
  • III.3. Conservation et Transport des échantillons
    
  • III.4. Méthodologie
    
  • III.4.1. Prélèvement des retombées atmosphériques
    
  • III.4.2. Principes
    
  • III.4.3. Description du dispositif de collecte
    
    • a. Jauges de déposition
      
    • b. Plaquettes de déposition (lamelles)
      
  • III.4.4. Préparation du matériel de récoltes des retombées
    
  • III.4.5. Mesure de l'humidité relative
    
  • III.4.6. Mesure de la température
    
  • III.4.7. Analyse gravimétrique
    
    • a. But
      
    • b. Mode opératoire
      
  • III.4.8. Analyse quantitative chimique
    
• Introduction
  
  • a. Principe de fonctionnement
    
  • III.4.9. Analyse microscopique
    
    • a. But
      
    • b. Principe de fonctionnement
      
    • c. Mode opératoire
      
• CHAPITRE IV. PRESENTATION ET ANALYSE DES RESULTATS
  
  • IV.1. Humidité relative et température
    
  • IV.1. Quantification des rétombées atmosphériques
    
  • IV.3. Analyse microscopique
    
  • IV.4. Analyse chimique
    
  • IV.5. Recommandations
    
• CONCLUSION
  
• L'objectif était de quantifier le flux de poussière émis par le process de STL et de classifier les poussières en fonction de leur taille. Pour y parvenir la méthodologie a consisté à placer sur le site les jauges de déposition sur une période de vingt-deux jours et des lamelles de verre collées sur des poteaux en bois d'une hauteur de 1,5 m durant 10h00 de temps afin d'obtenir une répartition monocouche. Trois campagnes ont été réalisés pour la récolte des échantillons et ce conformément au Règlement Minier de la RD Congo.
  
• Les jauges récoltées sur le site ont permis de quantifier le flux de poussière par différence de poids alors que les lamelles ont été observées au microscope et les résultats traités à l'aide du logiciel axio vision pour les classifier selon leurs tailles. Les analyses chimiques ont été réalisées sur des échantillons composites formés sur les trois campagnes. Après avoir installé un réseau de prélèvement des poussières constitué de 100 jauges de déposition, la campagne de janvier s'était clôturée avec 96 échantillons, celle d'avril avec 98 échantillons et enfin 93 échantillons pour la campagne de juillet.
  
• Les résultats obtenus au cours de trois campagnes ont montré que la zone des silos de stockage a enregistrée les plus grandes valeurs de flux soient 210,13 ;223,59 et 171,82 g/m 2 /j respectivement aux campagnes de janvier, avril et juillet. La zone de stockage coke est celle qui a enregistrée les plus faibles valeurs de flux de poussières au cours de trois campagnes. Ces valeurs étaient de 2 ; 2,24 et 4,93 g/m 2 /j. les autres zones ont enregistré des valeurs comprises entre les valeurs extrêmes des zones de stockage coke et des silos de stockage.
  
• Les résultats obtenus ont permis de constater que le flux de poussières obtenu dans toutes les zones était de loin supérieur à la valeur de référence fixée par la norme allemande qui est de 0,35 g/m 2 /j.
  
• La répartition granulométrique de poussières a montré qu'au cours de la campagne de janvier la fraction des particules de +10 um était en grande proportion qu'au cours des autres campagnes. Soient 56,9% en janvier ; 51,6% en avril et 45,6% en juillet.
  
• La fraction des particules comprises entre 2,5 um et 10 um la plus grande était observée aux mois de juillet et d'avril soient 40,7% à la campagne de juillet et 40,4% à la campagne d'avril contre 35,6% à la campagne de janvier. La fraction la plus fine, celle des particules ayant un diamètre aérodynamique ?2,5um était plus élevée en juillet soit 12,8%, suivi de 7,6% en avril contre 6,5% en janvier. Quelques recommandations ont été formulées dans le souci de réduire les émissions de poussières sur le site d'exploitation. Parmi ces recommandations se trouve l'installation des exhausteurs des poussières. Les analyses chimiques des métaux ont montré que le zinc enregistre des grandes teneurs par rapport aux autres métaux.
  
• Nous suggérons à ceux qui travailleront sur la même problématique que nous dans le futur de quantifier les poussières au cours d'une campagne et d'évaluer l'applicabilité des recommandations au cours des autres campagnes.
  
• BIBLIOGRAPHIE