Propriétés 

Propriétés physiques

L’or est un métal jaune brillant. Il est reconnu par sa grande densité de 19,3 à l’état pur mais de 17,24 à l’état fondu. Sa dureté est comprise entre 2,5 et 3 sur l’échelle de Mohs. Il n’a pas d’odeur ni de saveur. Sa température de fusion est de 1063°C. L’or est un bon conducteur de la chaleur et un excellent conducteur de l’électricité. (Annexe 1)
En joaillerie, l’or est souvent allié avec d’autre métal pour augmenter sa dureté et pour varier sa couleur. Le diagramme suivant montre la variation de couleur de l’or suivant la teneur en Cuivre (Cu), Argent (Ag) et Or (Au) en alliage. L’alliage Or-Argent s’appelle électrum si la teneur en argent dépasse 20%. (Annexe 2)

Propriétés chimiques

Dans la nature, l’or peut être à l’état natif mais il peut aussi allier naturellement d’autres métaux tels que l’électrum (AuAg), la maldonite (Au2Bi), la krennérite [(Au, Ag) Te2] et la sylvanite [(Au,Ag) Te4].
L’or existe sous trois degré d’oxydation : +I, +III et + V, ce dernier étant plus rare. En solution aqueuse, l’or forme facilement des ions complexes dans lesquels il a un degré d’oxydation de +III. Il est difficilement attaqué par la plupart des produits chimiques, spécialement les acides. Suite à cette grande résistance aux attaques chimiques, il préserve toujours son éclat.
L’abondance d’or dans la lithosphère supérieure est approximativement 0.005 ppm.

Domaines d’utilisation de l’or 

Au cours des dernières années la demande d’or annuelle s’élève à 3 800 tonnes, ce qui représente plus que ce qui est produit chaque année. Environ 70% de la demande au niveau mondial en or est utilisée par l’industrie de la joaillerie, 11 % par les sociétés de fabrication (Dentaire, Electronique) et 13 % est détenu par les investisseurs particuliers et les institutions de type gouvernemental et bancaire(en compensation de la monnaie émise).

Production et cours de l’or dans le monde

Principaux pays producteurs 

L’or est produit dans plus de 90 pays dans le monde, mais seule une poignée d’entre eux est connue pour être des pays producteurs d’or. En 2001, la production mondiale d’or a atteint son record avec 2600 tonnes, depuis la production d’or n’a jamais égalé ce record. En 2011, plus de 1800 tonnes d’or ont été extraites dans dix pays, sur quatre continents.

Cours de l’or dans le monde

Par tradition l’or est compté en onces, adoptées par U.S. Mint depuis 1828. Une once d’or pèse approximativement 31,104 grammes. (Annexe 3)
Le prix pour une once d’or, en moyenne annuelle, est de 271 dollars en 2001. Un nouveau record a été atteint, avec 1011 dollars pour une once d’or, le 17 Mars 2008. Celui – ci a été obtenu suite aux incertitudes engendrées par le cours du pétrole élevé, par la faiblesse du dollar et par la crise financière aux Etats-Unis. C’est depuis sept ans que cette augmentation sur le prix de l’or a commencé. Depuis 2001, la production d’or a chuté en moyenne de 1,3% par an alors que le prix de l’or a augmenté de 15% par an pendant la même période.

Contexte géologique de l’or à Madagascar

Historique

D’après Grandidier, la première découverte authentique d’or à MADAGASCAR aurait été faite en 1845 par Jean LABORDE. Laborde était à la chasse des bœufs sauvages avec la reine RANAVALONA Ière dans la plaine de Manerinerina, qui est située dans l’Ouest de Madagascar au pied du massif central lorsqu’il aperçut des parcelles d’or dans un torrent; il les prit et les montra à la Reine: « L’or est bien mieux dans les entrailles de la terre où Dieu l’a mis que dehors, dit-elle, rejetez-le dans l’eau de la rivière. Si les étrangers savaient qu’il y a de l’or ici, le pays ne m’appartiendrait plus ». L’incident fut tenu secret. Lorsque RADAMA II succéda à sa mère, il prévit la probabilité des prospections minières, tout en se réservant l’exploitation proprement dite, mais RANAVALONA II interdit de nouveau toute recherche. En 1869, un mineur anglo-australien étudia les alluvions de certains affluents de la Betsiboka et constata dans le sable de l’Ampisiry l’existence du métal précieux, mais il dut quitter le pays par ordre du premier ministre. D’autres tentatives ont été menées ensuite par des étrangers. Les premières exploitations aurifères connues datent de RANAVALONA III (1883). Il semble qu’un des premiers points exploités soit Sarobaratra. Les travaux se développent dans le BETSIRIRY, à la limite de l’Imerina et du Betsileo.
En 1888, RIGAUD exploitait pour le compte du gouvernement malagasy toute une série de chantiers au sud d’Antananarivo: Iaranandriana, Behenjy, Ambatolampy et les riches alluvions de Sarobaratra, Sahabe, Hatsara, Andraikibo, Vohitrakanga, Androka en utilisant le long-tom et la batée. Le 6 mars 1888, SAVARON commence l’exploitation de Betaimby près de l’Ikopa (12 kg d’or en 34 jours). En 1889, il organise les mines d’or du Sud de l’Imerina et du
Nord du Betsileo; sa résidence est à Ialatsara, la belle forêt; il travaille à Andranofito, reconnaît la tête de filon de Soavinarivo.

Structuration du socle cristallin malgache

D’après la carte géologique modifiée par Peter et al. 2003, le socle cristallin précambrien malgache est formé de 7 unités.

Les gisements secondaires

La désagrégation mécanique et/ou des réactions chimiques diverses affectent les formations primaires contenant la minéralisation aurifère. On distingue deux types de gisements secondaires : éluvionnaires et alluvionnaires.

Les gisements éluvionnaires

Il s’agit d’altération des roches où la minéralisation se concentre près de la zone d’altération, sans déplacement ou avec une mobilisation à faible distance le long des pentes. Aussi, le transport des éléments lourds tels que l’or conduit à une concentration éluvionnaire aurifère sous l’effet de la gravité et du lessivage météorique. Dans ce cas, la limite des roches saines présente la plus forte teneur, plus précisément au niveau de la base de profil latéritique. En effet, l’exploitation des gîtes éluvionna ires est intéressante puisqu’il est facile à exploiter.

Cours de l’or à Madagascar

Le prix de l’or pratiqué à Madagascar ne suit aucune logique de production. Faute d’investissements et en raison des coûts de production réalisés sur les sites d’exploitation, les cours sur le marché national sont très élevés. Le prix fluctue énormément aux seins des exploitants ou producteurs, en fonction des régions (selon le titrage de l’or) mais aussi, en fonction des saisons, car la production est tout à fait dépendante des activités culturales et enfin, par la quantité disponible.
Généralement, ce sont surtout les collecteurs qui fixent le prix et ils alignent au cours mondial de l’or le prix sur le marché national. La nature des gisements exploités peut également influencer en contrepartie la qualité et la quantité d’or disponible au moment de la transaction.

Prospection aurifère alluvionnaire 

La prospection est la recherche de substances utiles dans le but de trouver des formations d’intérêts économiques qui permettent des exploitations rentables.
La prospection alluvionnaire consiste à prélever et laver des échantillons d’alluvions pour en extraire les minéraux utiles et évaluer leur teneur.

Gîte alluvionnaire

Gisement

Un gisement ou gîte est l’endroit où se trouve une substance minérale exploitable. Selon le code minier malagasy, on entend par gisement tout gîte naturel de substances minérales économiquement exploitable dans les conditions du moment ou prévues pour l’avenir.
Le minerai est exploitable quand son prix de revient est inférieur à son prix de vente.
Généralement, un métal n’est pas exploitable que si sa teneur dans la roche est plus forte que sa teneur moyenne dans l’écorce terrestre (ou Clarke).
Le mineur exploite le minerai brut ou tout-venant. Ce tout-venant est, quand cela est possible, débarrassé d’une partie de la gangue, le minerai enrichi est ensuite concassé, broyé, lavé, traité par des procédés physiques ou chimiques.
L’exploitabilité d’une concentration métallifère dépend non seulement de sa teneur en métal mais aussi de la quantité totale de métal qu’elle contient ou, autrement dit, de son tonnage.

Gîte alluvionnaire fluviatile

Au cours de l’histoire géologique, les gisements primaires sont érodés. Les composants minéraux ainsi séparés sont transportés le long des pentes, des ruisseaux et des rivières.
Les différentes fractions du sédiment sont séparées par la force de gravité : les minéraux légers restent plus longtemps en suspension que les minéraux lourds.
Par conséquent, les minéraux lourds se trouvent enrichis dans les fractions de gravier des sédiments (alluviaux ou fluviaux) au fond de la rivière. Ces couches sédimentaires enrichies en minéraux sont appelées « placers ».

Transport des minéraux lourds

Pour savoir le lieu où on doit prospecter l’or alluvionnaire, il suffit de comprendre son mécanisme de transport et de dépôt. En effet, l’or a des zones préférentielles de dépôt.
Le courant violent déplace les alluvions en les classant, les minéraux lourds ne circulent pas sur toute la largeur du lit, ils circulent concentrés en un chenal étroit appelé « gold line » (le chemin le plus court). Les passages étroits renforcent ce phénomène. En cas de méandres, ce chenal suit généralement « la corde ». En ligne droite c’est la pente droite et gauche et la forme du lit qui déterminent le chemin emprunté. Lors des crues et des décrues, le cheminement des minéraux lourds se déplace, car son trajet se modifie en fonction du débit et de la configuration de la zone traversée. C’est ainsi qu’à la décrue et à l’assèchement, des zones de passage des minéraux lourds se retrouvent à découvert sur les berges ou dans le lit du cours d’eau.

Dépôts

Le courant violent déplace les alluvions, un brusque ralentissement du courant les dépose en les classant selon leur densité et leur volume. La densité de l’or étant de 19,33, celle du gravier entre 2 et 3, l’or se trouve déplacé, classé et déposé en même temps que des graviers ou des grains de sable beaucoup plus volumineux. Les dépôts d’alluvions sont en général classés d’amont en aval:
– D’abord une série de gros cailloux, minéraux lourds et parfois or grossier
– Ensuite des graviers sur des sables grossiers, minéraux lourds et or fin
– Enfin des sables fins stériles et limons.
Les grains, pépites et grosses paillettes sont déposés avec les gros cailloux et minéraux lourds ou capturés par des trous, failles et fissures.
Les fines paillettes sont souvent mêlées aux minéraux lourds, dans un sable grossier, déposé sur les berges, mêlés à des graviers de la taille d’une amande, retenus et coincés par quelques gros galets.
Les sables fins et limons sont généralement stériles.
Les placers d’alluvions sont très mobiles, souvent emportés, déplacés et remaniés par les crues.
Les placers de faille, non mobiles, accumulent les concentrations.
Les obstacles sur le trajet de la gold line, générateurs de ralentissement du courant sont générateurs de dépôts.
Les trous et failles situés sur le passage de sables lourds sont des pièges à minéraux lourds et contiennent souvent de riches dépôts.
Les placers d’alluvions libérés sur berges par la décrue sont faciles à exploiter à la pelle.
Les placers immergés nécessitent une aspiration, surtout s’il y a du courant. Lors d’un coup de pelle dans un courant fort, les paillettes ont toutes les chances d’être emportées. Les placers immergés en eau calme sont prospectés à la pompe, au masque de plongée et pince à épiler, au crochet. Certains placers immergés deviennent facilement accessibles en cas de sécheresse.

Lieux réputes favorables aux dépôts de placers alluviaux

Les parties du cours d’eau comportant une brusque rupture de l’intensité du courant et les trous sont riches en placers.
L’or et les minéraux lourds sont classés et déposés en cas de brusque ralentissement ; tels sont le cas des méandres, sortie de gorges, rupture de pente, obstacles, trous.

Courbure intérieure d’une rivière

A l’intérieur de la courbe, le courant est plus faible et des dépôts de minéraux lourds sont fréquents, localisés autour et sous les grosses pierres avec parfois des dépôts de ferraille indicateurs.

Racines, herbes et mousses

La végétation inondée par une crue travaille comme une moquette et constitue un excellent piège retenant minéraux lourds: il faut prélever ces végétaux, leurs racines, les sables qu’ils retiennent et les laver en les démêlant soigneusement dans la batée. Fines racines de saule, mousses, tapis d’herbes sont très porteurs.
Les grosses racines des arbres près de l’eau retiennent parfois prisonniers des amas de graviers avec grains et paillettes.

Présentation d’une drague suceuse

Drague suceuse

Une drague suceuse c’est un engin flottant équipé d’une motopompe pour l’aspiration des placers immergés en eau profonde. Les alluvions aspirées sont rejetées, lavées et concentrées sur un sluice, constituant la rampe de lavage, posé sur l’embarcation. En général, il existe deux types de dragues : les grandes dragues et les petites dragues. Les grandes dragues sont des grands bateaux qui ne peuvent opérer que dans la mer et que seules les grandes firmes internationales peuvent se permettre l’appropriation. Tandis que les petites dragues sont de petites barges opérant dans les rivières et fleuves ; et le présent travail est limité à l’étudeallant de la conception aux performances de ces dernières.
A Madagascar, la technique de la drague suceuse a été déjà essayée. C’est le BRGM qui a introduit la technique pour la première fois, mais l’Etat Malagasy ne tardait pas à emboiter le pas. Malencontreusement aucun résultat positif n’a été enregistré, les rapports ont été négatifs et la technique s’est éclipsée.
Mais selon le Directeur du BRGM à l’époque, l’échec de la mission de la drague était dû à des incidents (climatique et matériel) mais qu’il ne s’agit pas d’une incapacité technique.
En 2004, une tentative de retour à la drague (construction et utilisation) a été initiée par un groupement d’opérateurs. Mais la tentative s’est soldée par un échec relatif dû notamment à l’insuffisance de données et de connaissances en la matière.

Tuyaux

Les tuyaux de succion et de refoulement de la pompe Honda WB30XT ont de diamètre intérieur égal à 3’’ ou 7,62 cm. Les tuyaux jouent un rôle important (rôle de conduits) dans la technologie de la drague. Le type de tuyaux qu’on va utiliser est un tuyau en plastique lisse.

Crépine

La crépine sert à protéger la pompe contre d’éventuelles entrées de débris solides qui peuvent endommager la pompe. Elle se trouve au bout du tuyau de succion de la pompe.

Longueur de l’ensemble power-jet/jet-flare

Le power-jet crée le vide relatif au niveau de la surface de l’eau. Le vide ainsi créé aura suffisamment de force pour aspirer l’eau et les graviers.
Le jet-flare est le tube qui relie le power-jet au caisson (sert à freiner la vitesse de l’eau alluvionnaire avant l’entrée dans le sluice). Il s’élargit à mesure qu’il évolue du power-jet au sluice. Il permet aussi aux fluides de ralentir avant d’entrer dans le sluice. L’ensemble peut avoir une longueur de 2m.

Sluice

Présentation et description du sluice

L’origine de cet appareil est très ancienne, mais ce fut en Californie après 1860 qu’il prit son aspect actuel, à quelques améliorations près et supplanta définitivement le longtom. Le principe repose sur le triage d’éléments minéraux sous l’action des eaux de ruissellement sur des surfaces rugueuses et en pentes du sol, comme on peut l’observer dans la nature.
Le sluice est un équipement de traitement de l’or, ayant la forme d’un long canal. Il est constitué d’un ou de plusieurs caissons en série, inclinés, munis de riffles et de moquettes où les concentrés d’or sont collectés. Les riffles ont diverses configurations, ils retiennent les particules denses et laissent passer la gangue. Le caisson est souvent alimenté par un crible, mais quelquefois, il est alimenté directement par une trémie sans utilisation de crible.

Fonctionnement

Le traitement par sluice est une méthode de séparation par gravité e t, généralement, par voie humide. Le sluice imite les conditions qui sont à l’origine de la formation des gisements de placers. La séparation résulte de la rétention du minéral lourd derrière les riffles.
Les gros blocs sont éliminés préalablement. Le tout venant est placé à la tête du canal et est lavé et transporté par un courant d’eau. L’or et les autres minéraux denses sont retenus progressivement derrières les riffles tandis que les matériaux légers sont transportés pardessus les riffles.

Principe

Pour qu’il soit efficace, il faut qu’il y ait un tourbillon dans chaque compartiment interriffle. Le courant descendant et ascendant permet d’effectuer un tri pour des particules de forme égale. Le principe de base pour le fonctionnement d’un sluice est d’avoir un contraste de densité entre le matériau recherché et l’ensemble alluvionnaire. C’est pourquoi cet outil ne s’adresse qu’à des minéraux lourds et des minerais métalliques. Souvent les minéraux qui accompagnent l’or ont des densités comprises entre 2,5 et 05.
Cette différence de densité permet de séparer l’or de ces minéraux.

Table

C’est la table qui donne l’allure du sluice comme un canal. La longueur de la table dépend de la quantité d’eau disponible, de la pente et de la taille et quantité des galets à transporter et surtout des caractéristiques de l’or.
Lorsque plusieurs tables sont assemblées en série, elles sont emboîties l’un dans l’autre sur quelques centimètres et les points de jonction sont consolidés pour augmenter leur rigidité.
La largeur de la table doit être proportionnée aux produits qu’elles doivent recevoir et traiter.
Dans une table trop étroite, les produits auront tendance à s’accumuler, comme dans un embouteillage, sans pouvoir s’écouler normalement. Dans une table trop large, cet inconvénient sera évité, mais les produits ne s’écouleront pas suivant un front rectiligne et régulier. Ce front sera incurvé vers l’avant au centre où le courant est naturellement plus fort. C’est le cas d’une rivière rectiligne où le courant, freiné par les rives, est plus faibl e sur les bords.

Fonctionnement d’un sluice à trois étages 

La récupération d’or par l’utilisation de ce sluice par rapport au sluice classique (une seule série de riffles) est beaucoup plus meilleure. L’eau chargée d’alluvions G venant du jet flare doit être tamisée sur la maille primaire et ceux qui y passent G1 seront traités dans les riffles primaires (on peut récupérer ici 90% de préconcentrés moyens et fins). Ceux qui sont refusés (G2) passent par une seconde maille plus serrée que celle de la première. Parmi G1, les surverses G12 de la première série de riffles vont se diriger vers la 3 ème série de riffles. Parmi les refus G2, ceux qui passent (G21) dans la maille secondaire vont rejoindre aussi la 3 ème série de riffles et ceux qui sont refus seront traités dans la seconde série de riffles. On peut récupérer des préconcentrés grossiers au niveau de la seconde série de riffles et fins au niveau de la troisième.

Table des matières

REMERCIEMENTS
SOMMAIRE
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
LISTE DES PHOTOS
LISTE DES CARTES
LISTE DES ABREVIATIONS
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : L’OR A MADAGASCAR
 CHAPITRE I : GENERALITES SUR L’OR
 CHAPITRE II : CONTEXTE GEOLOGIQUE DE L’OR A MADAGASCAR
 CHAPITRE III : CONTEXTE ECONOMIQUE DE L’OR A MADAGASCAR
DEUXIEME PARTIE : LE GISEMENT AURIFERE SECONDAIRE
 CHAPITRE I : LE GISEMENT SECONDAIRE
 CHAPITRE II : LIEUX REPUTES FAVORABLES AUX DEPOTS DE PLACERS ALLUVIAUX
 CHAPITRE III : METHODES D’EXPLOITATION DES ALLUVIONS AURIFERES FLUVIATILES
TROISIEME PARTIE : ETUDE ET CONCEPTION DE LA DRAGUE
 CHAPITRE I : PRESENTATION D’UNE DRAGUE SUCEUSE
 CHAPITRE II : CONCEPTION DES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES DE LA DRAGUE
 CHAPITRE III : ESSAIS ET RESULTATS OBTENUS A VOHILAVA MANANJARY
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
TABLE DES MATIERES