Résumé : L’analyse rapide des métaux et autres éléments dans les matrices solides (sol,
minerai, déchet…) est un enjeu important pour le milieu industriel en général. Pour les
sociétés minières, à tous les stades (prospection, sondages destructifs ou carottés,
exploitation ou stockage), le coût et les délais des analyses de métaux par voie humide
(Spectrométrie d'Absorption Atomique, Spectrométrie ICP-AES ou MS...) sont
généralement les facteurs limitant d'un échantillonnage destiné à évaluer les teneurs
en métaux de minerais. La mise au point de méthodes analytiques de terrain non
destructives, moins coûteuses et néanmoins fidèles (répétabilité, reproductibilité),
permettrait d'augmenter la fréquence d'échantillonnage (représentativité) et faciliterait
la prise de décision au fur et à mesure de l'acquisition des données.
La fluorescence X portable (FPXRF : Field Portable X Ray Fluorescence) a pour
avantage, par rapport aux autres méthodes d’analyses chimiques, de permettre
l’analyse d’éléments en concentration pouvant aller de quelques dizaines de mg kg-1 à
plusieurs pourcents, sur des échantillons bruts, que ce soit sur le terrain ou au
laboratoire et cela dans un délai très court, autorisant ainsi un diagnostic rapide, sans
délais. Ainsi, cette méthode permet d’identifier et de quantifier des éléments chimiques
à un coût et dans des délais acceptables et de délimiter des zones plus ou moins
concentrées en ces éléments ; mais en raison des fluctuations des mesures dues à
l’état des matrices, à la granulométrie, à l’hétérogénéité des matériaux et au taux
d’humidité, elle n’a pas vocation à remplacer les techniques habituelles d'analyses
chimiques avec leur précision et leurs normes. Par contre, la connaissance des
différents paramètres pouvant influencer sur la mesure et leur prise en compte permet
une amélioration de la quantification de certains éléments chimiques.
Les publications scientifiques sur l’utilisation de cette technique récente n’apportent
pas ou peu d’éléments décisionnels et les rapports techniques sur l’application de cette
technique en milieu minier sont encore insuffisants. Le cas particulier des minerais de
nickel (Ni) et cobalt (Co) oxydés n'est pas documenté.
Suite à ce constat, le projet « Mesures in situ des teneurs » a été initié en réponse à un
appel d’offre CNRT Nickel et Technologie. Ce projet, d’une durée de 12 mois, a fait
l’objet d’une convention scientifique de financement entre le CNRT et le BRGM signé
le 18 décembre 2009 et d’une convention de collaboration scientifique et de
reversement de fonds entre le BRGM et le laboratoire PPME (Pôle Pluridisciplinaire de
la Matière et de l'Environnement) de l’Université de la Nouvelle-Calédonie, le 15 mars
2010.
Les objectifs du projet sont :
1) Un état de l'art ou un recueil des données, des problèmes et des besoins des
sociétés minières. Dans cette phase ont été identifiés les problèmes communs
Mesures in-situ
18 BRGM/RP-59436-FR – Rapport final
rencontrés et les problèmes plus particuliers à chaque type de gisements
(gisement latéritiques, gisements saprolitiques, problème du cobalt, etc).
2) En fonction de la phase précédente, des expérimentations en laboratoire et in
situ (sondages et front) ont été menées sur des échantillons provenant de
différents sites pour essayer de répondre aux problèmes identifiés.
En Nouvelle-Calédonie, les sociétés minières utilisent depuis quelques années ce type
de matériel mais peinent à obtenir des résultats fiables. Le calibrage des mesures
relève plus d'une approche empirique que d'une vraie démarche scientifique. La
principale avancée consiste à faire des corrections a posteriori en fonction du taux
d’humidité du matériau. Actuellement, ces appareils sont surtout utilisés sur les
matériaux latéritiques, les matériaux saprolitiques présentant par nature une variabilité
trop grande. Ces équipements sont utilisés avec profit au niveau de la prospection qui
se contente d'indications relatives peu précises et où ils permettent d'orienter la prise
d'un échantillon représentatif. Sur sondages carottés ou destructifs et sur front
d'exploitation, des difficultés apparaissent au niveau de la précision des mesures et de
leur reproductibilité. Enfin sur stock de minerai où de véritables échantillons, au sens
industriel, sont nécessaires, ces appareils ne peuvent pas remplacer les méthodes
d'analyses classiques. C'est donc sur le terrain jusqu'à l'atelier de sondage, puis de
loggage, que des progrès peuvent être envisagés. La nécessité d'améliorer le
protocole analytique en s'appuyant sur de véritables bases scientifiques a été exprimée
par le collège des industriels du CNRT. Cette recherche ne doit cependant pas aboutir
à des solutions trop lourdes à mettre en oeuvre sur le terrain faisant perdre tout
avantage logistique à la technique.
