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Exploitation du calcaire dit "Combe Brune" dans la carrière de Pranzac (Pranzac, Charente, 2002). © BRGM - François Michel

Un mémento d’une filière d’exploitation en carrière : les carbonates calciques et magnésiens

05.11.2018
Les mémentos sont des documents de synthèse permettant d’identifier, pour une filière d’extraction minérale, les gisements du territoire, les carrières exploitant ces ressources, leur production, les usages de ces produits et leur marché. Depuis 2013, le BRGM contribue, avec le soutien du Ministère chargé de l’Environnement, à leur actualisation afin d’informer la communauté socio-économique sur le potentiel des minéraux industriels français et des roches ornementales et de construction. Les mémentos concernant la filière de la silice, de la barytine et des pierres ornementales et de construction ont notamment été édités et mise à disposition sur Minéralinfo (www.mineralinfo.fr).

L’année 2017 a donné lieu à l’édition d’un mémento « Carbonates calciques et magnésiens ». Ce document dresse un panorama, au niveau national, de l’activité extractive des carrières exploitant des carbonates à des fins industrielles (à l’exclusion des granulats pour le BTP et des matériaux pour le ciment, filière à part entière et présentant des spécificités techniques) et réalise un état des lieux des filières industrielles utilisant ces carbonates bruts, ou après leur éventuelle transformation.

Carte géologique simplifiée de la France montrant la localisation des gisements potentiels (exploités ou non) en roches carbonatées à usage industriel et agricole. Les symboles aux bordures en tiretés indiquent une aire géographique et non un point géographique précis. © BRGM

Carte géologique simplifiée de la France montrant la localisation des gisements potentiels (exploités ou non) en roches carbonatées à usage industriel et agricole. Les symboles aux bordures en tiretés indiquent une aire géographique et non un point géographique précis. © BRGM

Contexte

Près de 25 millions de tonnes de carbonates calciques et magnésiens sont extraits chaque année en France de 87 carrières et alimentent des secteurs industriels variés.

Aussi les acteurs publics et économiques ont-ils besoin de disposer d’une information complète, actualisée et synthétique sur les filières d’extraction du territoire national afin d’identifier les gisements du territoire, les carrières exploitant cette substance, leur production, les usages de ces produits et leur marché.

Depuis 2013, avec le soutien du Ministère chargé de l’Environnement, le BRGM contribue à la réactualisation des mémentos visant à identifier le potentiel des minéraux industriels français et des roches ornementales et de construction. Les mémentos concernant la filière de la silice, de la barytine et des pierres ornementales et de construction ont notamment été édités et mis à disposition sur Minéralinfo.

Objectifs

En 2017, l'objectif de ce projet a été de réaliser un inventaire des gisements et des carrières exploitant des carbonates sur le territoire, de leur usage, du processus de traitement et enfin de mener une étude sur le marché des carbonates.

Programme des travaux

Le mémento consacré aux carbonates calciques et magnésiens passe ainsi en revue les caractéristiques et la géologie des principaux gisements, les différents modes d'extraction et de traitement et dresse un état des lieux des carrières en activité, des utilisations, des marchés et des filières industrielles utilisant ces carbonates sous différentes formes en France, à l’exclusion des granulats pour le BTP et des matériaux pour le ciment. Il s’agit en effet d’une filière à part entière qui nécessiterait un mémento spécifique.

Les substances exploitées en France sont le calcaire, la dolomie, la craie, le marbre, certaines marnes et la craie phosphatée. Ainsi, 87 carrières sont exploitées pour des usages variées dans l’industrie et dans l’agro-alimentaire.

L’étude s’est déroulée selon les étapes suivantes :

Inventaire des exploitants de carbonates et de leur gisement :

  • Extraction des carrières de carbonates de la base de données Carrières et Matériaux (données valides à fin 2015) ;
  • Envoi d’un questionnaire aux exploitants afin de collecter des informations sur les usages et les productions ;
  • Identification des gisements exploitables ou exploités sur le territoire.

Carte des carrières actives en France, exploitants de roches carbonatées en 2015. © BRGM

Carte des carrières actives en France, exploitants de roches carbonatées en 2015. © BRGM

Identification des domaines d’utilisation des carbonates dans l’industrie pour :

  • la filière de la chaux ;
  • la filière des charges minérales ;
  • la verrerie ;
  • la sidérurgie ;
  • les réfractaires, isolants et céramiques ;
  • l’agro-alimentaire ;
  • la construction/BTP.

Identification des critères d’exploitabilité, des modes d’extraction et des principes de traitement des carbonates :

Pour transformer la roche carbonatée naturelle en matériaux carbonatés bruts, puis en chacun des trois grands types de produits (cuits, frittés et fondus), les matériaux carbonatés subissent différentes phases de traitement après extraction. Ces transformations permettent d’obtenir des produits commercialisables sous formes de différents oxydes et hydroxydes de calcium et de magnésium aux propriétés physico-chimiques spécifiques.

Principales phases de traitement pour obtenir des produits à partir de la roche carbonatée. © BRGM

Principales phases de traitement pour obtenir des produits à partir de la roche carbonatée. © BRGM

Analyse du marché :

  • Identification de tous les groupes qui exploitent les carrières ;
  • Identification de l’évolution des prix en fonction des substances ;
  • Évaluation des importations et exportations de carbonates sur le territoire pour quantifier le commerce extérieur.

Résultats obtenus

La France métropolitaine a un potentiel géologique varié qui permet l’exploitation d’un grand nombre de roches carbonatées de natures diverses (calcaire, dolomie, marne, craie, marbre). En 2015, 87 carrières exploitent les carbonates en France, pour une production moyenne de 24,3 Mt. La production de matières premières carbonatées à partir des gisements français se répartit comme suit :

  • environ 20 Mt/an de calcaires traités pour usages industriels (chaux, charges minérales, chimie, sidérurgie, verrerie, agro-alimentaire, construction, etc.), provenant de gisements situés sur l’ensemble du territoire français ;
  • environ 1,9 Mt/an de dolomie, provenant essentiellement des gisements du Bassin aquitain, et destinées en premier lieu à la sidérurgie, verrerie, chaux, l’industrie des céramiques et réfractaires ;
  • environ 1,5 Mt/an de craie, produites essentiellement dans le nord de la France, pour des usages principalement en charges et amendements ;
  • environ 465 kt/an de marbres, produits dans le sud de la France notamment dans le bassin de Saint-Béat, utilisés majoritairement sous forme de poudres dans l’industrie ;
  • environ 156 kt/an de marnes, produites dans le nord de la France pour un usage principal en amendements agricoles.

À partir des chiffres de production recueillis en 2015 dans la base de données nationale des carrières sur les 87 carrières concernées par l’étude (hors usages pour ciments), il est possible de faire les estimations globales suivantes : 26 % des matériaux carbonatés sont destinés à la fabrication de chaux, 18% pour les charges minérales, 9% sont utilisés par le secteur de l’agro-alimentaire et 4% environ pour des amendements agricoles. Le reste de la production (43%) se répartit selon divers usages industriels pour lesquels il est plus difficile de détailler une finalité précise.

La situation de la France en termes de commerce extérieur est contrastée, avec des excédents commerciaux sur certains produits carbonatés, comme les castines ou la craie, et des situations de déficit sur d’autres, comme les dolomies crues, calcinées ou frittées. Les quantités échangées sont néanmoins faibles au regard des chiffres de production nationale. Les flux commerciaux restent essentiellement limités aux pays européens limitrophes (Allemagne, Belgique, Espagne).

Représentation simplifiée des usages des roches carbonatées en France par produits et filières (à l’exception des usages pour ciment). © BRGM

Représentation simplifiée des usages des roches carbonatées en France par produits et filières (à l’exception des usages pour ciment). © BRGM

Partenaire

Bureau de la politique des ressources minérales non énergétiques de la Direction de l’Eau et de la biodiversité du Ministère de la transition écologique et solidaire.

BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34