CARACTERISATION DU CALCAIRE DE NDOUKHOURA

GENERALITES ET PRESENTATION DU CADRE D’ETUDE

Contexte géographique et géologique

 Contexte géographique La SOCOCIM-Industries se situe dans le plateau de Bargny plus exactement entre la ville de Rufisque et la commune de Bargny. Les carrières de Bandia et Pout se situent dans la région de Thiès, alors que la carrière de Bargny se situe à quelques centaines de mètres de l’usine (figure 1). La ville de Rufisque est située dans une zone tropicale subdésertique, elle connait donc une saison sèche (de novembre à juin) et une saison pluvieuse (de juillet à octobre). Il fait toujours doux à Rufisque, grâce à sa position privilégiée en bordure de l’Atlantique, les températures oscillent en effet, entre 17 °C en Février et 35 °C en Août. La population de Rufisque est essentiellement composée de l’ensemble des ethnies du Sénégal (Lébous, Wolof, Sérère, Peulh…), engendrée par le phénomène de l’exode rural et l’implantation de la SOCOCIM-Industries qui est un pourvoyeur d’emplois. L’activité principale est basée sur le commerce, l’industrie, la pêche et l’artisanat… Figure 1: Localisation géographique de la SOCOCIM-Industries (source Google earth modifié).

Contexte géologique 

Les carrières de Pout et Bandia ont la même stratigraphie et sont constituées de calcaires paléocènes. La stratigraphie à Pout, Bandia et Kirène montre un prolongement du calcaire de Pout à Bandia. Le Paléocène repose en discordance sur le Maastrichtien. Il est bien connu à l’affleurement sous des faciès différents entre Dakar (domaine océanique) et le horst de Diass (plate-forme moyenne à interne). Les deux formations qui s’y succèdent sont réunies actuellement dans le Groupe du Cap-Vert : ce sont les Formations des Madeleines et de Ndayane au Danien et les Formations de l’Hôpital et de Poponguine au Thanétien (figure 2). La carrière de Syprom SA se trouve à Ndoukhoura Ouolof dans la communauté rurale de Yène, département de Rufisque, région de Dakar et à 17 km de la SOCOCIM-Industries. Les formations datent du Paléocène supérieur et la carrière est située à proximité du marigot de Pantior. Les calcaires zoogènes karstifiés de Poponguine, du marigot de Pantior, de Pout, de Bandia, de Mbour et du marigot de Tiémassas correspondent au Thanétien (Tessier, 1952; Castelain et al, 1965 ; Saint-Marc et Sarr, 1984 ; Sarr et Ly 1997 et 1998; Sarr, 1998). A Dakar le Danien correspond aux marnes à bancs calcaires de la formation des Madeleines (Castelain et al, 1965). Dans le Horst de Diass il comprend des grés calcaires, des marnocalcaires et marnes à rostres de calcite de la formation de Ndayane qui affleurent entre Toubab Dialaw, Ndayane et Poponguine (Tessier, 1952; Castelain et al, 1965 ; Saint-Marc et Sarr, 1984 ; Sarr et Ly 1997 et 1998; Sarr, 1998). Le Thanétien affleure au Sud de Dakar et à l’Ouest du littoral de Gorée dans la Formation de l’Hôpital. Celle-ci est constituée d’argiles silteuses jaunâtres à brunes qui forment la plus grande partie des falaises du Sud de la ville (Sarr, 1995 ; Nzimba, 2000). Dans le Horst de Diass, le long de la falaise de Thiès et la région de Mbour, le Thanétien affleure sous un faciès de calcaires coquilliers très karstifiés qui constitue la formation Poponguine (Tessier, 1952; Castelain et al, 1965 ; Saint-Marc et Sarr, 1984 ; Sarr et Ly 1997 et 1998; Sarr, 1998). Les formations sédimentaires des carrières de la SOCOCIM-Industries à Bargny qui datent de l’Eocène moyen à l’Yprésien, font partie du bassin sénégalo mauritano guinéen, qui est l’un des bassins des plus larges au monde avec une superficie de 350 000 Km2 . 7 Dans la région de Rufisque-Bargny le Lutétien (Eocène inférieure) a été reconnu dans les carrières de la SOCOCIM-Industries et de Bargny et correspond à la Formation de Bargny. Celle-ci comprend à la base des calcaires à lits marneux et nodules de silex (Membre du Cap des Biches) et des marnes à lits de calcaire argileux (Membre de Rufisque) (Brancart, 1977 ; Ducasse et al, 1978 ; Ly & Anglada, 1991 ; Ba, 2001). Figure 2: Carte géologique de la partie nord-ouest du Sénégal (ROGER et al, 2009).

 Généralités sur le ciment 

Le ciment appartient à la classe des liants hydrauliques, c’est-à-dire un matériau minéral, qui présente la faculté de faire prise en présence d’eau et de durcir, mais également une fois durci, de résister à l’action de l’eau. Le durcissement est dû aux réactions chimiques d’hydratation des silicates et des aluminates de chaux. Le ciment est obtenu par broyage d’un clinker formé 8 après fusion partielle d’une combinaison en proportions convenables de matériaux riches en chaux (CaO), en silice (SiO2) et en alumine (Al2O3). Ces matériaux se trouvent dans la nature sous forme de calcaires, de marnes, d’amas coquillers, d’argiles et contiennent en plus des oxydes déjà mentionnés, d’autres oxydes comme l’oxyde ferrique (Fe2O3). 

 Processus de fabrication du ciment

 Le ciment est le résultat du broyage du clinker avec des ajouts et du gypse à une finesse d’environ 3500 g/cm2 . Le clinker s’obtient par la cuisson de 80 % de calcaire et 20 % d’argile à une température de 1450 °C, le gâchage et le durcissement dans l’eau puis la formation de silicates et d’aluminates de chaux sous l’action de l’eau. Le clinker est finement broyé avec 3 à 5 % de gypse pour donner un ciment actif. Les carrières Pour assurer son approvisionnement en matières premières, la SOCOCIM-Industries exploite trois carrières : Bandia, Pout et Bargny. Le massif est abattu à l’explosif pour assurer la fragmentation de la roche pour l’alimentation des concasseurs. Cette activité est assurée par EPC-Sénégal et Mineex. Les matériaux ainsi abattus sont amassés au pied du front et transportés vers les ateliers de concassage. Le concassage Le concassage consiste en une réduction de la granulométrie des blocs de matière extraite des différentes carrières par abattage. Le concassage se fait dans le cas de la SOCOCIMIndustries par deux concasseurs (ARBED et DUO-612). Les granulats concassés sont ensuite transportés par des convoyeurs à bande, stockés dans le hall de préhomogénéisation sous forme de couches horizontales superposées puis envoyées vers les broyeurs. Le broyage Les matériaux stockés dans le hall sont repris par de gratteurs et transportés vers les broyeurs. A la sortie la matière est broyée à 90 µm puis envoyée dans un silo d’homogénéisation. On obtient alors de la farine. Rappelons que la SOCOCIM-Industries utilise la méthode de fabrication du ciment par la voie sèche avec préhomogénéisation. L’homogénéisation de la farine qui se fait dans des silos complète la phase de préhomogénéisation et permet d’obtenir un produit de composition uniforme apte à la cuisson. 9 La cuisson Avant d’entrer dans le four, la farine (cru) est préchauffée à environ 800° C par un préchauffeur à cyclone. La cuisson se fait dans un four rotatif et légèrement incliné où la température de flamme est de 1450° C. La SOCOCIM-Industries dispose de trois fours (four 3, four 4 et four 5). A la sortie des fours, on obtient un produit sous forme de granules appelé clinker. Le broyage du clinker Le clinker ainsi obtenu est broyé finement avec du gypse (phosphogypse) pour obtenir le ciment portland. Pour avoir une variété de ciment (CEM I, CEM II…) on ajoute lors de cette phase de broyage des ajouts comme le laitier de haut-fourneau, les pouzzolanes, le calcaire… en fonction du type de ciment. Le gypse a pour rôle de régulariser le temps de prise du ciment en présence d’eau.

 Base chimique de la production 

La première phase va de 60 à 1000 °C. Les argiles subissent une déshydratation de 200 à 500 °C puis une dislocation des structures de 500 °C à 1000 °C. La kaolinite, la montmorillonite et la muscovite se transforment en oxydes : Al2O3, Fe2O3, MgO, SiO2 et H2O. Les calcaires subissent une décarbonatation de 850 à 950 °C et donnent de la chaux et du gaz carbonique : La deuxième phase va de 1000 à 1450 °C. Recombinaison des oxydes en silicates et aluminates de calcium : Les silicates et les aluminates de chaux constituent les minéraux de base du clinker (tableau