Carrière (géologie)


Carrière (géologie)
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Carrière de pierre à ciel ouvert, avec travaux de « remise en état » et de mise en sécurité (Gemmingen, Baden-Württemberg, Allemagne)
Carrière de marbre à Carrare, Italie
Carrière de quartz de Peyrilles
Entrée de la carrière de Bonneuil-en-Valois, France
Treuil d'une ancienne carrière de pierre calcaire (Châtillon, France)
Carrière de cuivre de Cobar en Australie

Une carrière est un endroit d'où sont extraits des matériaux de construction : pierres, sable ou différents minéraux non métalliques ou carbonifères (par opposition aux mines).

Le mot vient du bas latin quadrus, « carré » (sous-entendu : quadrus lapis, « pierre carrée » pour la pierre de taille).

Les carrières peuvent être à ciel ouvert ou souterraines.

Le terme carrière désigne également une installation industrielle complète comprenant : un lieu d'extraction et les machines servant à traiter la roche extraite (le matériau en « tout-venant », c'est-à-dire non trié), des hangars, des ateliers où sont coupés et taillés les blocs de roches.

Sommaire

Les différentes carrières

On peut distinguer les carrières par l'usage de la roche qui en est tirée :

Cette dernière catégorie est, en France, de loin la plus importante en volume[1].

On peut aussi distinguer les carrières par leur mode d'extraction :

  • Carrières de roche massive : extraction d'une couche géologique de roche plutôt homogène et compacte par abattage à l'explosif, au sciage et plus rarement par ripage (raclage et polissage) ;
  • Gravière et sablière : extraction de dépôts sédimentaires, alluvionnaires ou marins de sables ou de graviers.
  • Il existe des carrières sous-marines (sable, gravier) et souterraines.

Les carrières : fonctionnement

De loin les plus nombreuses en France, les carrières de roche massive exploitent leur gisement de façon à peu près toujours identique :

  • Forage ou foration : percement de trous verticaux d'environ 10 cm de diamètre dans la roche selon un écartement (la "maille") bien déterminé.
  • Minage : les trous de foration sont remplis d'explosifs. L'explosion successive des trous fragmente grossièrement (<800 mm) la roche et l'abat.
  • Reprise : une pelle hydraulique ou un chargeur à pneu récupère la roche abattue et la charge dans un engin de transport.
  • Roulage : un engin, plus rarement un convoyeur à bande, achemine les matériaux grossiers jusqu'à l'installation de traitement.
  • Scalpage : optionnel, les matériaux avancent sur des rails écartés d'environ 200 mm. Les plus petits passent à travers. Les matériaux fins sont souvent impropres aux usages nobles des granulats, le scalpage les élimine.
  • Concassage primaire : les matériaux grossiers sont cassés par une action mécanique directe, par exemple la fermeture de deux mâchoires verticales ou la projection violente sur un écran métallique. On cherche généralement à obtenir des matériaux allant de 0 à 250 mm.
  • Criblage primaire : à l'issue du concassage primaire, les matériaux sont envoyés par des convoyeurs à bande sur une série de grilles vibrantes. La taille des trous dans les grilles permet de trier les matériaux. Ceux suffisamment petits pour être commercialisés sont mis en stock, les autres partent vers le broyage secondaire.
  • Mise en pré-stock : optionnelle, la mise en stock et la reprise des matériaux destinés à un traitement ultérieur permet de donner une souplesse de fonctionnement à l'usine. La partie primaire peut ainsi fonctionner séparément du reste de l'installation.
  • Broyage secondaire : les matériaux trop gros sont cassés par une action mécanique souvent indirecte utilisant l'attrition. Les broyeurs coniques verticaux giratoires sont courants. On cherche alors à réduire la taille des plus gros à 50 mm.
  • Criblage secondaire : même principe que précédemment, mais les matériaux trop gros repassent dans le broyeur secondaire, les autres partent soit vers le broyage tertiaire, soit vers les stocks commercialisables.
  • Broyage tertiaire : on cherche à obtenir des matériaux inférieurs à 14 mm de diamètre.
  • Criblage tertiaire : plusieurs cribles en séries finissent de séparer les granulats en "coupures" de plus en plus fines.

L'implantation d'une carrière obéit à plusieurs critères :

  • géologiques évidemment,
  • commerciaux : la proximité des lieux de consommation est vitale, le transport comptant pour beaucoup dans le prix de vente.
  • de sécurité
  • réglementaires et environnementaux : 'en France, par exemple, les carrières sont soumises à une autorisation préfectorale. Le préfet établit un schéma départemental qui décrit les zones où l'exploitation d'une carrière est possible. Beaucoup d'autres contraintes règlementaires se rajoutent généralement ; on peut citer principalement, concernant la France :'

La superposition sur une carte de l'ensemble de ces contraintes permet de se rendre compte des possibilités d'ouverture d'une carrière. En pratique, les surfaces disponibles sont réduites, ce qui pose aujourd'hui de sérieux problèmes d'accès à la ressource, alors que la pierre est la deuxième matière naturelle la plus consommée après l'eau (environ 20 kg par jour et par habitant, en France).

Impact sur l'environnement

L'impact des carrières sur leur environnement à long terme est différent suivant le mode d'extraction :

  • Les carrières souterraines impactent souvent l'eau via leurs interactions avec les nappes et avec les eaux superficielles[2]. Le carrier doit pomper les eaux issues du sous-sol pour qu'elles n'envahissent pas la carrière. Et les polluants qui ont éventuellement été dispersés dans une carrière peuvent en fin de vie directement contaminer la nappe. Dans certaines conditions, un drainage acide peut advenir. Inversement, certaines carrières, si elles ne sont pas remblayées[3], offrent en fin de vie un gîte pour les chauve-souris ou pour d'autres espèces (sablières et gravières en particulier[4], qui peuvent accueillir de nombreuses espèces pionnières et des hirondelles de rivage, après avoir éventuellement constitué pour ces espèces une situation de piège écologique[5],[6]).
  • Les carrières sont le plus souvent abandonnées en fin de vie. Elles représentent un grand danger d'effondrement car les infiltrations d'eaux les fragilisent. Elles peuvent provoquer de graves dégâts aux habitations construites au-dessus. Nombreuses dans l'est de la France, mais aussi en région parisienne, elles sont attentivement suivies par les services de la préfecture, l'INERIS (Institut National de l'Environnement industriel et des RISques) et le B.R.G.M. ;
  • Les carrières à ciel ouvert en roche massive modifient de façon importante le paysage, en créant des falaises, en découpant des collines, en créant des trous profonds en plaine. Les hauteurs de front d'abattage n'étaient auparavant pas réglementées et des fronts de plus de 30 mètres étaient courants. Ces hauteurs importantes accentuaient l'aspect vertigineux de ces changements ;
  • Il est difficile de mesurer l'impact à long terme des extractions dans les lits des rivières ou en mer, cela dépend de la résilience écologique du milieu et de la rapidité du retour des alluvions. Les extractions des gravières sur des gisements sédimentaires mènent souvent à la création de plans d'eau nouveaux en laissant la nappe phréatique sortir à l'air libre.

Les impacts des carrières à court terme sont :

  • les vibrations des tirs de mine : les tirs n'étant jamais parfaits, ils subissent une déperdition d'énergie. La réglementation fixe des limites strictes aux vibrations maximales admises sur les structures autour des carrières. Le respect de la réglementation n'empêche pas les réclamations (dont certaines ne sont pas toujours exemptes de mauvaise foi et de calculs financiers) ;
  • les vibrations du transport par camion : bien moins remarquées, car non spécifiques aux carrières, leur intensité est souvent bien supérieure à celles des tirs de mine ;
  • le bruit : les appareils de broyage sont particulièrement bruyants, tout comme le bruit de la roche tombant dans la benne d'un camion vide et le bruit des avertisseurs sonores de recul des engins. La réglementation encadre là aussi les niveaux de bruit maximaux acceptables en bordure d'exploitation en période diurne et nocturne;
  • la poussière : la circulation des engins sur les pistes, ainsi que le concassage et le criblage soulèvent beaucoup de poussière. Dans les carrières dont la roche est riche en silice (Bretagne, Basse-Normandie, Massif central...) cette poussière contient suffisamment de silice libre pour provoquer l'apparition de silicose parmi le personnel, après un exposition continue et durable (de plusieurs années). En France les carriers doivent mesurer les retombées de poussière en bordure d'exploitation. Cependant, la méthode de mesure qui est généralement mise en place (méthode dite « des plaquettes ») ne permet pas d'avoir une évaluation sanitaire des effets des poussières sur la population. En effet, cette méthode mesure le poids des poussières se déposant sur une plaquette. Cela ne permet pas de savoir quelle est la granulométrie des poussières émises. Or l'impact sanitaire des poussières est directement liée à ce paramètre.

Les carriers réfléchissent depuis plusieurs années à la réduction de ces impacts. L'intégration paysagère des sites en fin de vie est désormais prise en compte dès l'ouverture d'un site ou du renouvellement de son autorisation d'exploitation. Une caution financière est exigée par les préfectures pour garantir que les travaux de terrassement finaux seront bien réalisés même si l'exploitant fait faillite. Ces plans de remise en état peuvent être très poussés et ouvrir des perspectives nouvelles aux riverains et aux communes, comme celui des carrières de Fréhel qui propose la création d'un havre en eau profonde sur cette côte de grès rose.

Les sites dits « orphelins », dont les exploitants ont fait défaut au moment de la remise en état, sont petit à petit traités par le syndicat professionnel l'UNICEM.

Les problèmes de bruit et de poussière font eux l'objet de traitements adaptés aux situations : bardage, confinement, aspiration, filtration, pulvérisation d'eau, klaxons de recul à amortissement rapide du signal, etc.

En France

Selon l'Union nationale des producteurs de granulats (UNPG), la France compterait en 2010 environ 2 700 carrières de granulats (produits meubles d'origine alluvionnaire ou fabriqués sur place en broyant la roche mère.
Une moyenne d’environ 1 million de tonnes, soit 20 kg par personne de sables et graviers sont ainsi produits chaque jour.
Après exploitation ou au fur et à mesure de celle-ci, les carriers doivent réaménager ou renaturer leurs sites pour des usages agricole, forestier, de réserve écologique, base de loisirs, éléments de la trame verte et bleue

Les métiers de la carrière

Notes et références

  1. Extraction de produits de carrière et minéraux divers, panorama de l'industrie française sur site de l'INSEE
  2. BRGM, Interactions entre les carrières et les eaux souterraines et superficielles, Bilan des connaissances techniques, 1988, PDF, 80 pages
  3. Lefeuvre, Jean-Claude, 2008, « L'apport des carrières, entretien », UNICEM Magazine, n° 746, p. 18-19.
  4. Chapel Guerin, A., 2009, La durabilité des sablières, approche méthodologique dans sa perspective territoriale. Les sablières Lafarge Granulats Ouest en Bretagne, Thèse de doctorat, Rennes 2, 338 pages.
  5. Carré, C. et M. Charrier, 2002, « La gestion d’une ressource non renouvelable, entre gestion durable et aménagement des nuisances, le cas des granulats alluvionnaires en Ile de France », Annales de géographie, 111ème année, n° 626, p. 406-418.
  6. Anaïs Guérin Chapel, La biodiversité dans les carrières, une réalité ? Avis des associations naturalistes Le cas des sablières en Bretagne; Vertigo, revue électronique de l'environnement, Regards / Terrain 2011

Voir aussi

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