La guerre du fer

Autrefois, la lorraine avec son célèbre minerai (la minette) était le grand gisement de fer de France et même d'Europe. Ce minerai est constitué d'un assemblage d'oolithes (c'est à dire plein de petites boules) remplies de limonite, un oxyde de fer. Ce minerai de fer en lui même a une teneur en fer d'environ 30%, ce qui est relativement faible mais surtout il a une teneur en phosphate et en arsenic élevée (0.8 %) ce qui constitue un problème en fonderie.

Pourtant, associé aux gisements de charbon tout proche, il formait l'ingrédient indispensable à la fabrication de l'acier de la révolution industriel française au XIXe siècle.
Aujourd'hui la révolution est mondiale. Un milliard d'habitants se réveille à la société de consommation. L'ogre chinois a faim de matières premières. Il faut trouver de nouvelles ressources en dépit des soubressauts de la crise économique. L'industrie minière est extrêmement cyclique. Lorsque la ressource est chère (fonction des mutations technologiques et des cycliques de croissance économique), les compagnies privées investissent massivement pour rechercher de nouveaux gisements, faisant du même coup chuter le cours de la matière. Ces même investisseurs ferment alors brutalement les robinets. La recherche minière est alors durement et longuement affectée.

Minette de lorraine: le minerai historique de fer en France

Détails de l'oolithe ferrugineuse de Lorraine

C'est exactement ce qui s'est passé pour le minerais de fer, devenu surabondant dans les années 1980. Depuis le début de ce millénaire, le cycle s'est retourné. Aujourd'hui, de multiples projets "fer" sont en cours d'exploration, notamment autour de 2 nouvelles provinces minière: l'afrique de l'ouest (Guinée et Siera Leone) et la cote ouest de l'Afrique centrale (Cameroun, Gabon et Congo Brazzaville), des zones essentiellement francophone, raison pour laquelle j'ai pu tirer mon épingles du jeu dans un univers très largement dominés par les anglo-saxons, notamment Canadiens et Australiens.

Les gisements et l'extraction sont actuellement contrôlés par un petit nombre d'exploitants, notamment Vale (principalement au Brésil: gisement de Minas Gerais composé de BIF et d'itabirite), Rio Tinto (Australie: gisement du Pilbara composé de pisolithe hematite/goethite remplissant des paléochenaux) et BHP Biliton. Ces sociétés peuvent dictées annuellement le prix de la tonne de minerai. Pourtant les minerais de fer sont relativement communs et cette situation est donc difficilement supportable pour les industries consommatrices. C'est pourquoi une course effreinée vers des nouvelles ressources est lancée. Continent délaissé, l'Afrique est la zone du monde où de nouveaux gisements importants peuvent être découverts. Qui le premier aura la chance d'offrir à l'ogre chinois sa ressource ou à lui maintenir le plus longtemps possible son quasi monopole sur la ressource.

Autant vous dire tout de suite qu'il s'agit d'un univers de requins où les montants en jeu sont de plusieurs milliards de dollars américains. On se vend, on s'achète des permis, des projets. Les coups bas, les maquillages sont courants, l'essentiel étant d'arriver le premier sur la ligne d'arrivée ou de retarder les concurrents si on est bien implanté sur le marché. Une chose est sûr. Il n'y aura pas de place pour tout le monde et certains vont se casser les dents. Money.......get back!!!!!!!!!

et la géologie dans tout ça... ah oui, au fait...

Selon les éminences grises du milieu, les principaux dépôts de fer apparaissant à la surface de la terre se sont formés à des âges essentiellement précambiens notamment l'archéen et plus généralement entre 3,5 et 0,5 milliards d'années.
Il existe 3 types de gisements: les gisements de type Algoman au niveau des ceintures de roche verte associé à un volcanisme, les gisements de type supérieur (la principale période de dépot des fers rubanés entre 2.5 et 2 milliards d'année) et les gisements Rapitan liés à des formations glacières.

Les BIF (banded iron formation ou fers rubanées) est le type de dépôt que l'on trouve en afrique centrale, à comparer directement avec les gisements du Brésil déjà en exploitation. Il s'agit d'une alternance de silica et d'oxyde de fer, en général de la magnétite en profondeur Fe3O4 devenant l'hematite Fe2O3 plus en surface. Le rapport hématite/magnétite peut également dépendre de la profondeur originelle du dépôt, l'hématite ayant tendance à se déposer dans des fonds plus profonds que la magnétite. La martite est un intermediaire assez courant de même formule que l'hematite mais de combinaison électronique légèrement différent, ce qui la rend plus magnétique.

Echantillon de BIF hematite (en blanc la silice et en gris sombre l'hematite), Cameroun

BIF à l'affleurement, ici très riche en silice et fortement plissée, Cameroun

Poussière de magnétite sur un aimant, Cameroun

Carotte sciée de BIF plissotée, Cameroun

On trouve ces BIF un peu partout sur terre, notamment au Labrador par exemple mais au niveau de l'équateur, l'altération est telle qu'un phénomène d'enrichissement supergène se produit. Avec le lessivage et du temps, beaucoup de temps, les couches siliceuses sont réduites en sable puis enlevé selon le degré d'évolution du processus. Il ne reste que son empreinte dans une gangue d'oxyde de fer: l'hématite en biscuit constitué quasiment à 100% d'oxyde de fer friable, donc facile à récupérer.

Hematite en biscuit, Cameroun
Hematite en biscuit et ses empreintes vidées de silice, Cameroun

Hematite/martite en plaquette à l'affleurement, Congo

Affleurement d'hematite en biscuit, cameroun

Selon les gisements, d'autres enrichissements peuvent avoir lieu. Des enrichissements hydrauthermaux qui concentrent les oxydes de fer par le jeu de lessivage/dépôt de flux d'eau chaude provenant du coeur de l'écorce terrestre, déposant alors parfois de l'hématite bien crystallisée que l'on appelle spécularite.

Carotte coupée hématite enrichie hypogène, riche en spécularite, Cameroun

Specularite, Cameroun

Enfin la tectonique (c'est à dire le jeu de déformation sople ou cassante de l'écorce terrestre) et le métamorphisme peuvent engendrer un enrichissement hypogène. Au niveau de la charnière des plis, si la pression est suffisamment forte, la silice se liquifie et est chassée.
Les BIF enrichies de façon supergène sont appelées itabirite. La meilleure qualité d'itabirite a une teneur en fer de 65% environ.

Quel est l'origine de ces BIF que l'on retrouve aux 4 coins du globes à une période que l'on nomme Archéen. Cette formation s'est déposée en mer sur des plateaux continentaux peu profonds et stables lors d'un évènement majeur de notre bonne vieille planète: l'apparition de la ville via les cyanobactéries.

Brutalement l'atmosphère, alors très réductrice, est devenu oxydante. La teneur en oxygène a explosé dans les mers. Les couches superficielles de la mer ont pu réaliser une photo-oxydation. Plus en profondeur, l'eau est restée réductrice et le fer en solution à précipiter. L'alternance de le lit de silice et des oxydes de fer correspondrait à des apports de flux hydrothermaux profonds (upwelling).

La terrain géologique du fer sont très durs à forer. Il est rare de forer plus de 100 m en 12h de travail, ce qui effroyable peu comparé à mes collègues géologues qui explorent des terrains riche en or. Les terrains sont très boulants en surface et jusqu'à environ 40 m de profondeur (argile, colluvions c'est à dire des materiaux fortement altéré et déplacés, hematite en biscuit ou en plaquette s'effritant en plaquette ou en poussière, cavitation en liaison avec les circulations d'eau sur des forages mal protégés en surface...). Il y a peu de cuirasse latéritique en afrique centrale contrairement à l'Afrique de l'Ouest. En profondeur, les terrains sont par contre très durs et il arrive parfois que les taillants de marteau (le forage se faisant soit par une technique roto percutante soit par carottage) se cassent alors qu'ils sont fait dans le meilleur acier.

Croute ferrugineuse composée essentiellement de goethite (rouge) et limonite (jaune), des minéraux de fer très oxydés, Cameroun

Poussière d'hématite provenant du forage destructif des itabirites, Cameroun

Phénomène de cavitation en cours de formation, Congo

La boue se met dans la partie, Congo

Foreuse destructive ( marteau RC), Congo

Une carotteuse pour des échantillons non modifiés, un équipement beaucoup plus léger, Cameroun

Caisse de carottes, Cameroun

Taillant de foreuse RC brisé, Cameroun

Vérification de l'usure des plots de taillant RC, Cameroun

Bref la vie n'est pas très facile pour les foreurs au royaume du fer. Pour les géologues, c'est quand même plus paisible.Voila rapidement pour la page géologique sur le fer promise depuis tant de temps. Vous n'avez pas tout compris. je vous rassure tout de suite, moi non plus! Encore plein de chose à découvrir et tant mieux!