Karamö, le prof virtuelLeçon 11 sur 16
Quelques roches utiles en Guinée
Je sais nommer les principales roches utiles de la Guinée, expliquer leur origine, leurs usages et la façon de les exploiter, en particulier la bauxite.
- 1 h
- 5 exercices corrigés
- 1 schéma
- QCM de 5 questions
À la fin de la leçon, tu sauras :
- Définir roche utile, minerai, gisement, teneur et gangue
- Classer les roches utiles de Guinée selon leur usage (construction, industrie, minerais)
- Expliquer la formation et l'exploitation de la bauxite, de la carrière à l'aluminium
- Faire des calculs de teneur et évaluer les conséquences environnementales d'une exploitation
Avant de commencer : L'histoire géologique de la Guinée (leçon précédente) ; les roches magmatiques et sédimentaires ; la formation de la bauxite (11e).
1Je découvre
À Kamsar, Alpha regarde passer les longs trains chargés de bauxite rouge qui arrivent de Sangarédi. Au port, d'immenses tas de minerai attendent les bateaux. Le même jour, son cousin Sékou, maçon à Kindia, lui explique qu'il construit une maison avec du gravier de granite concassé, du sable de rivière et des briques de latérite taillées. Sur la route, ils croisent un camion chargé de dolérite concassée pour refaire une piste.
Alpha réfléchit : « Toutes ces roches sont utiles. Mais la bauxite, on l'envoie par bateau à l'autre bout du monde, alors que le granite et le sable sont utilisés sur place. Pourquoi ? Et qu'est-ce qui fait qu'une roche devient une richesse ? »
Quelles sont les principales roches utiles de la Guinée, comment se sont-elles formées, et comment les exploite-t-on ?
2Je comprends
1. Quelques définitions
Une roche utile (ou substance utile) est une roche que l'Homme peut extraire et utiliser, telle quelle ou après transformation.
Un minerai est une roche qui contient une substance utile (un métal le plus souvent) en quantité suffisante pour que son extraction soit rentable. La partie sans intérêt du minerai s'appelle la gangue.
La teneur est la proportion de substance utile dans le minerai. Elle s'exprime en pourcentage (bauxite, fer) ou en grammes par tonne (or).
Un gisement est une accumulation naturelle de substance utile, assez importante et assez riche pour être exploitée. Les réserves sont la quantité de substance utile d'un gisement que l'on sait exploiter de façon rentable avec les techniques et les prix actuels. Une roche peut donc devenir un minerai si les prix montent ou si les techniques progressent.
Le cycle d'une exploitation comprend : la prospection (recherche), l'exploration (évaluation du gisement par forages et analyses), l'exploitation (extraction), le traitement (séparation de la gangue, transformation), la commercialisation, puis la réhabilitation du site.
2. Les grandes familles de roches utiles en Guinée
| Famille | Roches | Origine | Usages |
|---|---|---|---|
| Matériaux de construction | granite, dolérite, grès | magmatique, sédimentaire | pierres de taille, gravier concassé, ballast de chemin de fer |
| latérite | altération tropicale | pistes, remblais, briques taillées | |
| sable, gravier, argile | érosion et dépôt | béton, mortier, briques, tuiles, poterie (leçons 15 et 16) | |
| Minerais métalliques | bauxite | altération tropicale | alumine, aluminium |
| minerai de fer | itabirites enrichies, latérites | acier | |
| or | hydrothermale et alluvionnaire | bijoux, réserves monétaires, électronique (leçon 12) | |
| Pierres précieuses | diamant | magmatique (kimberlites) et alluvionnaire | bijoux, outils de coupe (leçon 13) |
Les matériaux de construction ont une faible valeur par tonne : leur transport coûte vite plus cher que la roche elle-même, c'est pourquoi on les exploite près des lieux d'utilisation. Les minerais ont une forte valeur : on peut les transporter loin et les exporter.
3. Les roches de construction
Le granite. Roche magmatique plutonique, grenue, formée de quartz, de feldspaths et de micas. Dur et résistant, il est exploité en carrières, notamment en Guinée forestière et en Basse-Guinée. Il fournit des pierres de taille, des moellons pour les fondations et, après concassage, du gravier pour le béton.
La dolérite. Roche magmatique basique, sombre, très dure, abondante au Fouta-Djallon et en Basse-Guinée. Concassée, elle fournit un excellent gravier pour le béton et les routes, et du ballast pour les voies ferrées.
La latérite. Formation superficielle rouge, riche en oxydes de fer, née de l'altération des roches sous climat tropical. Elle est utilisée pour les pistes et les remblais. Dans certaines régions, on taille dans la latérite encore tendre des briques qui durcissent à l'air.
Le grès. Roche sédimentaire formée de grains de sable cimentés. Les grès du Fouta-Djallon peuvent servir de pierres de construction.
4. Une roche utile majeure : la bauxite
Composition. La bauxite est une roche rouge, brune ou beige, riche en hydroxydes d'aluminium, surtout la gibbsite Al(OH)3 et la boehmite AlO(OH), associés à des oxydes de fer (qui lui donnent sa couleur rouge), de la silice et du titane. On mesure sa qualité par sa teneur en alumine (Al2O3) ; les bauxites exploitées en contiennent en général entre 40 et 60 %.
Formation. La bauxite est une roche résiduelle, formée en surface par altération des roches riches en aluminium (grès argileux, schistes, dolérites, granites), sous un climat tropical chaud et humide, sur un relief plat et bien drainé :
- l'eau de pluie, abondante et chaude, dissout et entraîne les éléments solubles (sodium, potassium, calcium, magnésium) ;
- la silice elle-même est peu à peu entraînée : c'est la désilicification ;
- l'aluminium et le fer, peu solubles, restent sur place et s'accumulent ;
- au fil des millions d'années se forme une épaisse couche riche en aluminium : la bauxite, souvent surmontée d'une cuirasse.
- 1Roche mère riche en aluminium (grès, schiste, dolérite)
- 2Climat tropical chaud et humide, relief plat et bien drainé
- 3Lessivage des éléments solubles puis de la silice (désilicification)
- 4Accumulation résiduelle d'aluminium et de fer
- 5Formation d'une couche de bauxite, souvent sous une cuirasse
La Guinée et la bauxite. La Guinée possède, selon les estimations internationales, les premières réserves mondiales de bauxite, et elle en est devenue, vers le milieu des années 2020, le premier producteur mondial. Les principaux gisements sont situés à Boké et Sangarédi, à Fria, à Kindia et à Dabola-Tougué.
Exploitation. La bauxite guinéenne est exploitée à ciel ouvert, car elle se trouve près de la surface :
- défrichement et décapage : on enlève la végétation et la couche stérile (le « mort-terrain ») ;
- abattage : on fragmente la cuirasse et la bauxite, parfois à l'explosif, puis on la charge dans des camions ;
- transport vers le port par train (Sangarédi-Kamsar) ou par route ;
- traitement : concassage, parfois lavage et séchage ; la plus grande partie est exportée brute ; une partie est transformée en alumine dans une usine (Fria) par le procédé Bayer (dissolution de l'alumine dans la soude à chaud, puis précipitation) ;
- à l'étranger, l'alumine est transformée en aluminium par électrolyse, un procédé qui consomme énormément d'électricité.
En moyenne, il faut environ 4 à 5 tonnes de bauxite pour produire 2 tonnes d'alumine, qui donnent 1 tonne d'aluminium.
Enjeux. L'exploitation apporte des recettes à l'État, des emplois et des infrastructures (routes, voies ferrées, ports). Mais elle pose aussi des problèmes : destruction de la végétation et des sols agricoles, poussières rouges, pollution et envasement des rivières, déplacement de villages, boues rouges résiduelles des usines d'alumine. La réhabilitation des sites (remise en place de la terre, reboisement) et la transformation sur place (qui multiplie la valeur ajoutée) sont des enjeux majeurs pour le pays.
Méthode
Pour calculer une masse de métal à partir d'une teneur :
- Je relève la masse de minerai et la teneur de la substance (en %).
- Masse de substance = masse de minerai × teneur ÷ 100.
- Si la substance est un oxyde, je calcule la part du métal dans l'oxyde à partir des masses molaires.
- Masse de métal = masse d'oxyde × part du métal.
- Je vérifie l'unité et l'ordre de grandeur.
Exemple
Quelle masse d'aluminium contient 1 tonne de bauxite à 50 % d'alumine ? (Al = 27 g/mol ; O = 16 g/mol)
Masse d'alumine = 1 000 kg × 50 ÷ 100 = 500 kg.
M(Al2O3) = 2 × 27 + 3 × 16 = 54 + 48 = 102 g/mol.
Part de l'aluminium = 54 ÷ 102 ≈ 0,529, soit environ 52,9 %.
Masse d'aluminium = 500 × 0,529 ≈ 265 kg.
Exemple
Une mine exporte 10 millions de tonnes de bauxite par an. Combien de tonnes d'aluminium pourrait-on produire, sachant qu'il faut environ 4,5 t de bauxite pour 1 t d'aluminium ?
10 000 000 ÷ 4,5 ≈ 2 222 222 t, soit environ 2,2 millions de tonnes d'aluminium.
Transformer une partie de cette bauxite en Guinée apporterait beaucoup plus de valeur que la vente du minerai brut.
3Je retiens
Je retiens
Minerai : roche contenant une substance utile en quantité rentable ; la gangue est la partie inutile ; la teneur est la proportion de substance utile.
Gisement : accumulation exploitable ; étapes : prospection, exploration, exploitation, traitement, réhabilitation.
Roches de construction en Guinée : granite, dolérite, grès, latérite, sable, gravier, argile ; exploitées près des lieux d'usage.
Bauxite : roche résiduelle riche en hydroxydes d'aluminium (gibbsite), formée par altération tropicale et désilicification.
Gisements : Boké-Sangarédi, Fria, Kindia, Dabola-Tougué ; exploitation à ciel ouvert.
Bauxite → alumine (procédé Bayer) → aluminium (électrolyse) ; environ 4 à 5 t de bauxite pour 1 t d'aluminium.
4Erreurs fréquentes
- Confondre roche et minerai : un granite est une roche utile, mais ce n'est pas un minerai métallique ; une bauxite n'est un minerai que si sa teneur en alumine est suffisante.
- Croire que la bauxite est de l'aluminium pur : elle contient de l'alumine mélangée à du fer et de la silice ; il faut la traiter pour obtenir le métal.
- Oublier que la teneur en alumine n'est pas la teneur en aluminium : il faut multiplier par la part de l'aluminium dans Al₂O₃ (environ 53 %).
- Présenter l'exploitation minière seulement comme une richesse : il faut aussi évoquer ses conséquences sur l'environnement et les populations.
5Je m’exerce
1Exercice 1
(Questions de cours)
a) Définis : minerai, gangue, teneur, gisement.
b) Cite quatre roches utilisées dans la construction en Guinée et leur usage.
c) Pourquoi le sable et le gravier sont-ils exploités près des villes, alors que la bauxite est exportée ?
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a) Un minerai est une roche contenant une substance utile en quantité suffisante pour une exploitation rentable. La gangue est la partie du minerai sans valeur. La teneur est la proportion de substance utile dans le minerai. Un gisement est une accumulation naturelle de substance utile exploitable.
b) Granite (pierres de taille, gravier concassé), dolérite (gravier, ballast), latérite (pistes, briques taillées), sable (béton, mortier), argile (briques, poterie) : quatre au choix.
c) Le sable et le gravier ont une faible valeur par tonne : le transport sur de longues distances coûterait plus cher que le matériau. La bauxite a une valeur plus élevée et est vendue sur le marché mondial.
2Exercice 2
Explique en quatre étapes la formation de la bauxite. Pourquoi ne se forme-t-elle pas dans un désert ?
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- Une roche riche en aluminium est soumise à un climat tropical chaud et humide. 2) L'eau de pluie dissout et entraîne les éléments solubles (sodium, potassium, calcium, magnésium). 3) La silice est à son tour entraînée (désilicification). 4) L'aluminium et le fer, peu solubles, s'accumulent sur place et forment la bauxite. Dans un désert, il ne pleut presque pas : l'altération chimique et le lessivage sont trop faibles.
3Exercice 3
Un échantillon de 2 kg de bauxite contient 900 g d'alumine.
a) Calcule la teneur en alumine.
b) Calcule la masse d'aluminium contenue dans l'échantillon (part de Al dans Al2O3 : 52,9 %).
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a) Teneur = 900 ÷ 2 000 × 100 = 45 %.
b) Masse d'aluminium = 900 × 0,529 ≈ 476 g.
4Exercice 4
Calcule le pourcentage d'alumine « contenue » dans la gibbsite pure. On donne : 2 Al(OH)3 → Al2O3 + 3 H2O ; Al = 27 ; O = 16 ; H = 1 g/mol.
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M(Al(OH)3) = 27 + 3 × (16 + 1) = 78 g/mol ; 2 × 78 = 156 g. M(Al2O3) = 102 g/mol. Pourcentage = 102 ÷ 156 × 100 ≈ 65,4 %. Une gibbsite pure contiendrait donc environ 65 % d'alumine ; les bauxites réelles en contiennent moins, à cause des impuretés (fer, silice).
5Exercice 5
(Type examen) Une société exploite un gisement de bauxite dans la région de Boké.
- Document 1 : coupe du gisement de haut en bas : sol et végétation (1 m), cuirasse ferrugineuse (2 m), bauxite (8 m), argile d'altération, puis roche mère (schiste).
- Document 2 : la bauxite contient en moyenne 48 % d'alumine.
a) Explique l'origine de la couche de bauxite à partir du schiste.
b) Décris les étapes de son exploitation à ciel ouvert.
c) Calcule la masse d'alumine puis d'aluminium contenue dans 1 000 t de bauxite.
d) Cite trois conséquences négatives de cette exploitation et propose une mesure pour chacune.
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a) Sous le climat tropical humide de la Guinée, l'eau de pluie a altéré le schiste pendant des millions d'années : elle a entraîné les éléments solubles et la silice ; l'aluminium et le fer sont restés et se sont accumulés, formant la bauxite, surmontée d'une cuirasse ferrugineuse.
b) Défrichement et enlèvement du sol ; décapage de la cuirasse (mort-terrain) ; abattage de la bauxite (parfois à l'explosif) ; chargement dans des camions ; transport par train ou par route vers le port ; concassage, séchage et embarquement ; réhabilitation du site après exploitation.
c) Alumine : 1 000 × 48 ÷ 100 = 480 t. Aluminium : 480 × 0,529 ≈ 254 t.
d) Destruction de la forêt et des terres agricoles → reboiser et remettre la terre végétale en place après exploitation. Poussières rouges → arroser les pistes et couvrir les wagons. Pollution et envasement des rivières → construire des bassins de décantation et protéger les berges. (On accepte aussi : déplacement des populations → concertation et indemnisation.)
Cherche d’abord seul, sur ton cahier, puis ouvre le corrigé pour comparer.
6Je vérifie
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