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Etude réalisée dans le cadre du projet de Service public du BRGM 2001-RES-409 P

Etude réalisée dans le cadre du projet de Service public du BRGM 2001-RES-409 P.M. Thibaut, M. Cruchet et J.-Ph. Rançon, avec la collaboration de F. Rossi et C. Thibaut mai 2001 2001 SGiUREU 10 BRGM/RP-50866-FR Mots clés : Altérites, Argiles, Matériaux argileux, Pouzzolanes, Scories volcaniques, Tufs volcaniques, Céramiques, Terres cuites, Carreaux de grès, Pigments naturels, Bm.ère de sécurité passive En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : Thibaut P.M., Cruchet M. e t Rançon J.-Ph., coll. Thibaut C. (2001) - Evaluation des ressources et potentiel de valorisation des matériaux argileux de La Réunion. BRCh4RP-50866-FR - 2001 SGRREU 10,48 p., 3 fi& 12 tabl., 10 ann. BRGM, 2001, u: document ne peut être reproduit en totalité ou en partie s a s l'autorisation expmse du BRGM. Ressources et vaIorisafion des mafétfiiux argileux de La Réunion Synthese Dans le cadre de l’étude des potentialités des filières roches et minéraux industriels à La Réunion, des ressources très importantes en matériaux argileux ont été identifiées par le BRGM, notamment en 1998, dans le cadre de ses missions de Service Public. Autrefois, de petits prélèvements plus ou moins sauvages ont eu lieu ça et là, notamment sur les flancs de plusieurs canes de scories particulièrement altérées et en voie d‘argilisation, notamment pour des aménagements communaux de massifs de fleurs ou comme appoint dans des jardins privés, là où la couche superficielle de terre arable faisait défaut. Mais on ne peut pas parler d’une réelle exploitation ou d’une utilisation des matériaux argileux dans l’île, pas plus aujourd‘hui que par le passé. A partir de 1967 et jusqu’en 1972, des essais successifs de fabrication de produits de terre cuite à partir des matériaux argileux de La Réunion ont été réalisés par le Centre Technique des Tuiles et Briques (CTTi3) de Clamart, à l’initiative du Bureau de Promotion Industrielle (BDPI) de la Préfecture de La Réunion. Les résultats positifs de ces essais devaient aboutir, en 1972, au projet de création d’une briqueterie à Saint-Paul, par la S.A. (< Les Céramiques Réunionnaises ». Mais CE projet n’a finalement pas vu le jour. Suite à l’identification par le BRGM d’importantes ressources en matériaux argileux, une étude de faisabilité du projet de développement d’une filière céramique à la Réunion a été réalisée en 1999-2001, par la Société GlazRun, le BRGM, et les céramistes d‘art, J. Girel et V. Hermans. Après différents essais de fabrication en atelier, ces études ont montré qu’il était possible de fabriquer des produits céramiques à partir d’un mélange d’altérites et de pouzzolanes locales, à condition de leur adjoindre un pourcentage non négligeable de matériaux étrangers à La Réunion, en particulier de l’argile plastique et des fondants alcalins. Afin d‘analyser les perspectives d’utilisation industrielle ou artisanale de ces matériaux à La Réunion, la présente étude, cofinancée à parts égales par le Département de La Réunion et le BRGM dans le cadre de sa programmation de Service Public 1999, a été réalisée avec les objectifs suivants : - - établir la synthése et le bilan de toutes les actions (expérimentations, tentatives d’utilisation.. .) conduites antérieurement à La Réunion ; à partir des données disponibles concernant les caractéristiques physico-chimiques de ces matériaux et des résultats des expérimentations anciennes, procéder à des tests d‘orientation complémentaires pour une meilleure caractérisation des matériaux ; - sur la base du bilan des études antérieures, des résultats des tests complémentaires et des besoins de La Réunion, proposer les utilisations envisageables et leurs conditions d’emploi. BRGWRP-50866-FR - 2001 SGRfREU 10 3 Ressources et valorisation des matériaux argileux de La Réunion Après un examen des diverses ressources en matériaux argileux identifiées dans l’île, un bilan de toutes les expérimentations d’utilisation réalisées jusqu’à présent a été établi. Dans le cadre de la présente étude, des travaux complémentaires ont été réalisés : - un inventaire, un contrôle sur le terrain, et un échantillonnage des principaux gisements de matériaux argileux ; - des analyses chimiques complémentaires ; - des essais de fabrication de produits céramiques en laboratoire, principal axe de valorisation de ces matériaux, développé dans cette étude avec : . treize essais de fabrication de produits de terre cuite par pressage ; .deux séries d’essais de fabrication de produits de terre cuite par extrusion . trois séries de tests de fabrication de carreaux de grès par pressage. (« filage D) ; En raison de la composition minéralogique et chimique de ces matériaux argileux, très atypique si on la compare à celle des argiles utilisées classiquement dans l’industrie céramique, ces altérites ne peuvent être utilisées à elles seules ou dans de fortes proportions dans le mélange de matières premières mis en oeuvre pour la préparation de la pâte, avant façonnage. Elles ne peuvent donc être utilisées qu’en de faibles proportions, et nécessitent d’être comgées à la fois par des dégraissants et fondants silico-alcalins, et par des argiles plastiques apportant une meilleure cohésion en cm et une plus grande résistance mécanique des produits secs et cuits. La Réunion ne disposant ni de ressources en argile proprement-dite, ni en sable siliceux, ni en feldspath, ces matériaux ont été en grande partie remplacés par des pouzzolanes locales apportant silice et éléments alcalins qui font particulièrement défaut dans les altérites. Cinq à dix pour cent d’argile plastique d’origine métropolitaine ont dû être incorporés au mélange, de même qu’un faible pourcentage de sable siliceux et de feldspath sodique pour les essais de fabrication de carreaux de grès. L‘ensemble des résultats obtenus montre qu’il est tout à fait possible de fabriquer des produits de terre cuite de qualité satisfaisante, par pressage et par extrusion, à partir d‘un mélange constitué de : - 20 à 25 % d’altérites ; - 50 à 70 % de pouzzolanes (notamment tufs pyroclastiques de Saint-Pierre) ; - suivant le mode de façonnage, 5 % (pressage) à 20 % (extrusion) d’argile plastique. Pour la fabrication de carreaux de grès, les essais préliminaires ont montré que la composition idéale pourrait être approximativement : - 20 % de pouzzolanes ; - 10 YO d’altérites ; - 30 à 35 % de feldspath sodique ou sodi-potassique ; - 20 % de sable siliceux ; - 20 % d‘argile plastique. BRGIWRP-50866FR- 2001 SGWREU 70 4 Ressources et valorisation des matériaux argileux de La Réunion Suite à ces premiers essais, et dans le cadre d’une étude complémentaire, nous proposons de confirmer ces résultats encourageants et de préciser les proportions de matériaux à mettre en œuvre, en utilisant cette fois, pour les matériaux indispensables qui font défaut à La Réunion (argile plastique, sable siliceux, feldspath), des matériaux analogues provenant par exemple de Madagascar où ils sont très abondants. Dans l’hypothèse d’un projet de création d‘une unité de production de produits céramiques à La Réunion, c’est peut-être (sous réserve du coût des taxations douanières) de ce pays voisin que ces matériaux pondéreux pourraient être importés à un moindre coût. Dans le même esprit, il serait utile de procéder à des essais de fabrication mettant en œuvre d’autres matériaux volcaniques disponibles à La Réunion, tels des basaltes et des laves différenciées (riches en silice) : benmoreites, trachytes,.. . , plusieurs études récentes ayant montré les excellents produits céramiques obtenus avec de tels matériaux. A côté de cette utilisation des aitérites (et des pouzzolanes) dans l’industrie céramique, leur forte coloration jaune, ocre, rouge ou brune, liée à leur très forte teneur en hydroxyde de fer (goethite) qui peut atteindre plus de 35 % , laisse entrevoir une utilisation potentielle pour la fabrication de pigments naturels à usages industriels, au même titre que les ocres de Provence et de l’Auxerrois, toujours activement exploitées. Des essais de fabrication devraient être entrepris pour vérifier la qualité marchande des pigments obtenus à partir de ces altérites réunionnaises. Par ailleurs, il ne faut pas perdre de vue que ces matériaux argileux pourraient être utilisés pour la création de barrières de sécurité passive pour fonds de décharges de classe 2, soit directement, soit apres traitement à la bentonite, après vérification de leur perméabilité in situ. De telles aitérites ont d‘ailleurs été utilisées dans le passé, notamment pour la création de la décharge de Sainte-Suzanne. 5 BRGWRP-Ç086&FR - 2007 SGWREU 70 Ressources et valorisation des matériaux argileux de La Réunion Sommaire f OBJECTES DE L’ÉTUDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2 BILAN DES ÉTUDES ANTERIEURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . uploads/Industriel/ rp-50866-fr 2 .pdf