Upstream geomineralurgical characterization of a sedimentary phosphate deposit for mine waste sustainable management and valorization purposes

« RÉSUMÉ : L'industrie minière au Maroc joue un rôle primordial dans l'économie du pays, notamment grâce à l'extraction de minéraux tels que le phosphate, l'argent, l'or, le zinc, le cuivre, le cobalt, la fluorite, et la barite. Toutefois, cette industrie génère d'importantes quantités de déchets miniers qui doivent être gérés efficacement. Les déchets miniers comprennent des matériaux tels que les résidus, les roches stériles, les boues, les eaux minières et les produits chimiques qui restent après l'extraction des minéraux. Ce projet de thèse se focalise sur l'industrie minière des phosphates, un secteur connu pour produire des quantités substantielles de stériles rocheux des phosphates (SRP). Ces stériles, sous-produits de l'extraction du phosphate, sont souvent mélangés et stockés en surface sous forme de grandes haldes de stériles, ce qui les rend difficiles à réhabiliter. Les stériles sont principalement des couvertures et des intercalaires, composés essentiellement de carbonates, d'argiles, de marnes et de silex. L'objectif principal du présent travail est de s'orienter vers l'étude des SRP en amont de la chaîne minière dans la mine de Benguerir, au Maroc, afin de caractériser chaque lithologie séparément. Cette approche vise à fournir une compréhension détaillée et complète de la composition, des caractéristiques et des applications potentielles des stériles, facilitant ainsi l'identification des opportunités de réutilisation ou de valorisation efficace de ces sous-produits. En conséquence, trois objectifs spécifiques ont été définis : i) comprendre les propriétés géologiques et géomécaniques des SRP en vue de leurs potentielles applications dans le domaine génie civil ; ii) évaluer la géochimie et le comportement environnemental des SRP ; iii) adopter une approche intégrée de l'utilisation durable des SRP (p. ex. remblais routiers). Trois hypothèses ont été formulées dans cette thèse : i) la caractérisation géominéralurgique en amont permet d'explorer les possibilités de valorisation des SRP, ii) la réalisation d'une évaluation géo-environnementale complète en amont des SRP permet d'identifier les risques potentiels et d'explorer les possibilités de récupération des ressources, et iii) la proposition de lignes directrices pour la valorisation des SRP permettra de les transformer en ressources précieuses, contribuant ainsi à la gestion durable des déchets et à l'utilisation efficace des ressources. Pour atteindre ces objectifs, l'approche méthodologique a débuté par une étude bibliographique approfondie qui a servi de base aux étapes suivantes. Cette première phase a été suivie par des missions sur le terrain portant sur le carottage et la collecte d'échantillons. Une stratégie d'échantillonnage méticuleuse a été élaborée, combinant des méthodes aléatoires et ciblées afin de garantir un processus de collecte de données complet. Les échantillons prélevés ont ensuite fait l'objet de divers tests de caractérisation et d'analyses portant sur les aspects géologiques, géomécaniques, pétrographiques, minéralogiques, chimiques et environnementaux. Ces analyses ont permis d'obtenir une compréhension globale de la composition et des propriétés des intercalaires. L'intégration des paramètres géologiques (lithologie et épaisseur) dans un cadre de géomodélisation a permis d'estimer les volumes mais aussi de mettre en évidence la distribution du gisement. Enfin, cette approche méthodologique a permis de réaliser une analyse approfondie et multidimensionnelle essentielle à la prise de décision en matière de gestion des ressources et de conservation de l'environnement, en proposant des lignes directrices pour les voies de valorisation.»