Fonsante, un peu d’histoire

Mine de Fonsante Var

Exploitation de fluorite CaF2

Extraits aménagés du mémoire de Gilbert Mari minéralogiste de l’université d’Antipolis et de Pierre Rostan Bureau d’études géologiques TETHYS 05380 Châteauroux les Alpes paru dans “le Règne Minéral” N°43 janvier-février 2002 (liens ajoutés et mes commentaires en italiques bleues)

Résumé : La Provence cristalline (Maures. Esterel. Tanneron) recèle une centaine de filons fluoro-barytiques et de très nombreux indices. Tous sont inclus dans le socle hercynien granitique ou métamorphique et pour l’Estérel dans les séries volcano-sédimentaires d’âge permien. Sauf de rares exceptions, ils sont liés aux grands axes structuraux de la la tectonique cassante et se groupent autour des accidents subméridiens ou d’orientation Est-Ouest qui caractérisent les fossés permiens. Le champ champ filonien de Fonsante dont l’exploitation a cessé en 1987, a représenté le plus important gite fluoré de ces massifs anciens provençaux avec une production globale d’environ 2.0 millions de tonnes de minerai (1.2 millions de tonnes de CaF2 à 97%). Il a par ailleurs été le théatre de découvertes minéralogiques remarquables qui, fort curieusement, sont restées confidentielles. Si la plupart des collectionneurs de minéraux connaissent les plaques de fluorite blanche ou verte, ils ont moins d’informations sur les paragénèses de ce gîte et sur les différentes morphologies et couleurs de la fluorite. Cet article se propose de relater l’historique des mines de Fonsante et d’établir un inventaire minéralogique.

Le site Odripano des géologues amateurs et collectionneurs de minéraux donnent des informations intéressantes; voir dans les liens du cadre de gauche.

SITUATION GEOGRAPHIQUE ET ACCÈS

L’ancienne mine de Fonsante est située sur la bordure méridionale du massif de Tanneron, à une quinzaine de kilomètres à vol d’oiseau de Cannes à l’est et de Fréjus au sud-ouest (figure).

On y accède à la sortie 37 de l’autoroute A8, prenant la RD37 qui monte vers le village des Adrets, puis par une petite route goudronnée de 2.3 kilomètres dont l’embranchement se situe à 1 kilomètre au sud du poste de péage autoroutier des Adrets. C’est aujourd’hui une friche industrielle abandonnée par le dernier exploitant la Sogerem, filiale minière de Péchiney, aujourd’hui Alcoa Canada. Pour utiliser le site comme on le peut, des activités de moto-cross sont proposées par le Moto Club International du lac de Saint-Cassien (ces activités sont maintenant terminées). Ce secteur est une zone sensible aux risques d’incendie, il est sous haute surveillance en été et la circulation y est interdite. Une zone d’aéromodelisme du canton de Fayence est en cours d’aménagement dans la partie la plus basse du site, sur l’aire des rejets de traitement de l’usine d’enrichissement. (elle a été aménagée; voir photo; mais cette association sait que la commune de Callian peut reprendre possession du site à tout moment).

Il n’y a pas de matières chimiques dangereuses ni toxiques liées à cette activité minière.

LA FLUORITE CaF2

Sous l’action de la chaleur, la fluorite décrépite laissant une poudre blanche. C’est à cette propriété que l’on doit, à la suite de l’un de ces incendies qui ravagent périodiquement la région méditerranéenne, la découverte vers le milieu du XIX siècle, du gisement de Fonsante.

La fluorite est un fondant dans la production des verres ou des céramiques, ou encore de la fonte de hauts-fourneaux (laitiers). La fluorite abaisse la température de fusion du mélange des constituants minéraux des verres, des céramiques et des laitiers de hauts-fourneaux. Verres, céramiques et laitiers, sont des alliages de minéraux qui obéissent à des lois physico chimiques. Les diagrammes ternaires sont les mieux compris car les plus simples – par exemple celui des alliages de silice, chaux et alumine – pour lesquels on a établi les températures de fusion en fonction des proportions respectives de chaque constituant. Ces travaux sont dûs à Henri le Chatelier. En introduisant une certaine quantité de fluorite, on passe à un mélange quaternaire, mais en continuant d’observer le comportement du système ternaire silice, chaux et alumine, on constate une baisse des températures de fusion.

EXPLOITATION ARTISANALE: avant-guerre et de 1945 à 1970

Dans un premier temps, le minerai, extrait au niveau des affleurements  (filon du Figuier le plus au Sud) était acheminé à dos d’âne soit vers les verreries de la Bocca et de Saint-Paul en-Forêt soit jusqu’au port de Saint-Raphael, pour être ensuite expédié dans diverses manufactures européennes.

Avec le développement au début du XXème siècle des industries sidérurgique et de l’aluminium, l’exploitation se développe. En 1919, R.Calvet transmet ses droits et concessions au “Syndicat des Fluorines de l’Estérel” auquel succède en 1925, la “Société des Carrières et des Mines de l’Estérel”. Celle-ci est absorbée en 1937 par la “Société d’Entreprises Générales et Industrielles”. En 1938, celle-ci prend la dénomination de “Société d’Entreprises, Carrières et Mines de l’Estérel” (SECME). La SECME fut acquise en 1942 par la Société Péchiney. La concession minière de Fonsante qui s’étend sur 1230 hectares, fut instituée le 25 juillet 1963.

Pendant cette période, le minerai de qualité métallurgique (80-85% de CaF2) est exploité dans la partie centrale du gîte par des galeries horizontales percées depuis le flanc de coteau dans la zone d’affleurement et en aval pendage jusqu’à la cote 224. Un réseau de galeries tracées à l’intérieur de la concession permet d’accéder aux divers filons et de les suivre. La méthode employée pour l’abattage du minerai était celle des chambres vides avec abandon de piliers appelés “claies” (stope mining en anglais). Les dimensions et le nombre des piliers étaient tels que les chambres dépilées étaient encore d’une tenue remarquable au début des années 1960.

Le dépilage était sélectif pour n’extraire que la fluorite la plus riche. Le transport et l’extraction du minerai vers le carreau de la mine au jour, s’effectuait par petits wagonnets sur rails. Sur le carreau de la mine, le minerai était trié à la main, puis concassé, lavé et classé au moyen de tables à secousses dans une petite laverie; celle-ci était alimentée en eau par un barrage situé en amont du site (au nord), d’une capacité de 12 000 m3. Le minerai lavé était transporté par un téléphérique de 1525m de long avec un débit de 15t/heure, jusqu’au quartier de La Baisse, aux Adrets, où subsiste la trémie de chargement. De là, le minerai enrichi était acheminé par camions jusqu’à Saint-Raphael d’où il était en grande partie exporté vers les Etats-Unis. Au total, ce sont quelques 125 000 tonnes de minerai tout-venant qui furent extraites soit 110 000 tonnes de spath de qualité métallurgique (80-85% de CaF2).

Comme pour la plupart des autres mines françaises, la deuxième guerre modiale 1939-1945 et l’occupation allemande se traduisent à Fonsante par un quasi arrêt de la production. Après la guerre, en 1945, un programme de réorganisation de la production et de recherches fut mis en oeuvre pour explorer les filons en aval de la cote 224 et effectuer la recherche de nouveaux filons vers le Nord. Ce mode d’exploitation du gîte s’est poursuivi durant 25 annés jusqu’en 1970. La production était de 500 t/mois de spath fluor de qualité métallurgique (80-85% de CaF2). On a exploité la partie supérieure des filons à partir de galeries d’accès à flanc de coteau, et de galeries tracées à divers niveaux depuis les affleurements (cotes 320 ? 300) jusqu’à la cote 220. Depuis la cote 224, on creusa vers l’Est une descenderie dans le minerai jusqu’à la cote 165; de là, un grand travers-bancs creusé Nord-Sud, permit de reconnaître et de délimiter, au Sud et au Nord (jusqu’au filon Xavier), divers panneaux filoniens au dessus de ce niveau (cote 165). Le niveau du fond du lac de St Cassien est à la cote 174.

Ce mode d’exploitation à petite échelle artisanale prit fin en 1969. A cette date, environ 350 000 tonnes de spath fluor avaient été extraites avec un effectif de l’ordre de 25 personnes.

EXPLOITATION INDUSTRIELLE

Avec le développement économique des 30 glorieuses, l’essor de la sidérurgie et de l’aluminum, l’exploitant concessionnaire du gîte entreprit, à partir de 1970, de développer la mine à l’échelle industrielle et d’augmenter la production. D’importants travaux furent réalisés pour exploiter l’extension des filons en aval de la cote 224. Pour cela, on creusa un puits d’extraction vertical jusqu’à la cote 105. Ce puits d’extraction fut mis en service à la fin de 1971. Il permit la desserte des niveaux 174 et 124 et le réaménagement de la descenderie 224?174 qui avait pris fin en décembre 1970.

Durant cette période d’aménagement des futurs quartiers d’exploitation, l’extraction du minerai s’est effectuée en amont de la cote 224:

  • aux affleurements du filon du Figuier (tranchée à l’Est)
  • à flanc de coteau (filons Lenté, Xavier, Saint-Barthélémy au Nord du gîte)

L’exploitation des filons Xavier et Saint-Barthélemy et des filons Sud 2 et Sud 3 en amont de la cote 224, apportèrent un complément de production appréciable pendant le fonçage du puits. L’exploitation du minerai à l’amont de la cote 224 se déroula de 1974 à 1980 et prit fin avec l’épuisement du filon Sud 3. Après le réaménagement de la descenderie, le travers-bancs du niveau 174 fut lancé ce qui permit d’exploiter successivement les filons Saint-Barthélémy, Saint-Augustin, Blanc, Rouge et Sainte-Barbe, sur la relevée d’étage entre la cote 224 et la cote 174.

Creusé de 1974 à 1976, ce travers-bancs permit d’exploiter les filons Cl et Sud 3.

L’épuisement du minerai en amont de la cote 174 se déroula de 1975 à 1982 pour se terminer avec le filon Clet.

Le creusement du travers-banc du niveau 124 amorcé dès 1972 atteint le filon Sud 3 en 1978. Successivement, sont entrepris dans la relevée d’étage 174-124 les travaux d’exploitation des filons Saint-Barthélémy, Saint-Augustin, Blanc, Sainte-Barbe, Sud 3 et X.

De 1980 à 1981, ce travers-banc fut prolongé jusqu’au filon du Figuier dont l’exploitation débuta en 1984 ; une digitation de ce travers-banc pour atteindre en aval pendage des indices affleurant à l’ouest du Figuier échoua.

Les réserves de la relevée d’étage 174-124 s’épuisent de 1977 à 1986 et se terminent avec le filon X et le Figuier.

En 1979 ? 1980, le raval du puits jusqu’à la cote 35 permet le creusement d’un travers-banc au niveau 60 et l’exploitation, dès 1981, des filons Saint-Augustin, Blanc et Sainte-Barbe dans la relevée d’étage 124-60. Fin 1986, l’épuisement de ces réserves conduira à l’arrêt définitif de l’extraction. La mine fut fermée en février 1987.

Les filons exploités et leurs tonnages sont indiqués sur ce tableau.

LE PUITS

Le puits, d’un diamètre utile de 3,30 mètres a été attaqué à la cote 224 pour atteindre, dans un premier temps, la cote 105. En 1979-1980, de nouveaux travaux le ravalent à la cote 10. Ce puits, qui comportait un compartiment d’échelles, desservait les cotes 174, 124 et 60.

La machine d’extraction, placée au sommet d’une tour PIC-CEA de 24 mètres, était du type à poulie Koepe, avec câble porteur de 30 millimètres de diamètre et câble d’équilibrage plat. Son moteur d’une puissance de 210 CV était à vitesse variable. Différents dispositifs autorisaient la marche semi automatique à l’extraction.

Le skip, équilibré par un contrepoids avec guidage sur rails, était composé de deux étages :

  • la partie supérieure aménagée pour le transport du personnel (10 personnes) et du matériel,
  • la partie inférieure équipée en skip de 1800 litres servait, en marche semi automatique, à l’extraction du minerai.

Le skip se déversait au jour, soit dans une trémie à minerai de 60m3 en relation directe avec le concassage, soit dans une trémie à stériles de 30m3.

La capacité commerciale d’extraction était d’environ 300 tonnes par poste de 8 heures.

LES GALERIES

Travers-bancs et galeries au stérile d’une section de 10 m2 dans les doubles roulages et de 6 m2 dans les simples, relient le puits aux différents filons. Le transport des produits abattusjusqu’au skip s’effectue au moyen de berlines de 1200 et 1800 litres tirées par des locotracteurs Diésel de 22 et 30 CV sur des voies de 0.60m de large. Du fait de la bonne tenue des épontes, le soutènement (boisage, armatures métalliques, boulonnage) était généralement réservé aux passages des zones fracturées.

Voir la chronologie des travaux miniers lors de la phase d’exploitation industrielle.

METHODE D’EXPLOITATION

L’exploitation était menée selon la méthode des chambres ? magasins par panneaux de 120 mètres d’allongement maximum et 50 à 65 mètres de relevée verticale (figure 3).

A partir des travers-bancs traversant les caisses filoniennes on perçait des galeries de base et de tête (6 m2 de section en moyenne) dans le filon. Ces galeries déterminaient les limites supérieure et inférieure des panneaux.

Dans le sens de l’allongement, les extrémités des panneaux étaient généralement déterminées en fonction des failles. A chacune de ces extrémités, on creusait au filon, depuis la galerie de base jusqu’à la galerie de tête, une cheminée double (triple dans le cas de panneaux contigus) qui permettait l’aérage des chantiers et la circulation du personnel.

Les cheminées doubles étaient composées de deux fûts de 1,30 mètre x 1,30 mètre séparés par un stot de 2 mètres qui était percé tous les 15 mètres environ par une recoupe. Les fûts extérieurs des panneaux isolés ou le fût central pour les panneaux contigus étaient équipés de paliers boisés et d’échelles fixes.

En couronne de la galerie de base, des fourneaux de 5 mètres de hauteur étaient creusés au filon avec redent d’appui au mur. L’espacement d’axe en axe de ces fourneaux était de 6 mètres (7 mètres lors des dernières années d’exploitation).

Parallèlement au creusement de la galerie de base, on traçait, à quelques mètres au-dessus de la couronne de cette galerie, un sous-niveau de 1,80 mètre de hauteur qui permettait de démarrer le dépilage.

Le dépilage des panneaux était précédé par l’aménagement des fourneaux en trémies de soutirage par boisage. Les trémies étaient obturées par un jeu de 6 éléments de chaînes marines reliés entre elles et soulevés à l’aide d’un levier.

Pour faciliter l’écoulement du minerai abattu, les fourneaux étaient évasés latéralement à leur partie supérieure de façon à donner aux stots qui les séparaient une section trapézoïdale. Cette opération permettait, par ailleurs, de remplir les trémies et de régulariser le profil de la sole du sous-niveau.

Le dépilage était réalisé, sur toute la longueur du panneau, par abattage, en montant, de gradins renversés.

Après la foration (marteaux perforateurs individuels) le tir avait lieu en fin de poste par volée de 1,6 mètre.

Plusieurs équipes de deux personnes (un mineur et son aide) réparties sur des gradins différents pouvaient travailler simultanément dans les chambres en dépilage.

Par suite du foisonnement, le minerai abattu occupait un volume supérieur (x 1,5) au volume en place ce qui conduisait à effectuer régulièrement un soutirage primaire destiné à maintenir vide une hauteur de 1,7 à 2 mètres entre les minerais en place et abattu. En définitive, 40% du tonnage abattu étaient extraits dès sa production, les 60% restants étaient stockés en chambre jusqu’à leur soutirage secondaire, réalisé en fonction des besoins.

Selon les impératifs de l’exploitation, le dépilage était mené jusqu’à 3 – 4 mètres au-dessous de la sole de la galerie de tête si celle-ci devait être conservée soit jusqu’à la sole de cette galerie.

Une fois vidées, les chambres n’étaient pas systématiquement remblayées.

La production d’un panneau était liée à son allongement et à la puissance du filon ; elle variait de 10 000 à 20 000 tonnes.

Le choix de la méthode d’exploitation par chambres – magasins était lié à la géométrie du gisement (filons subverticaux permettant le soutirage du minerai par gravité) et à la bonne tenue des épontes. De plus, la faible puissance des filons interdisait l’application d’une méthode hautement mécanisée.

Voir répartition des tonnages par niveaux et mode d’exploitation.

Voir aussi la hauteur totale dépilée selon les filons. On voit que ce sont les filons St Barhélémy, St Augustin, Blanc+Rouge, et Ste Barbe qui ont été les plus productifs.

TRAITEMENT DU MINERAI

Jusqu’en 1970, et en l’absence d’une usine de flottation, seule la fluorite de qualité métallurgique était commercialisée.

Dès 1971, la production s’était orientée vers les qualités destinées à l’industrie de l’aluminium et à l’industrie chimique. Sur le carreau de la mine, une usine de flottation d’une capacité de 60 000 tonnes fut construite. Elle permettait à partir du tout-venant (CaF2 : 44%, MgF2 : 6%, BaSO4 : 7,5%, Si02 : 20%) préalablement concassé puis broyé, l’obtention d’une pulpe épaisse qui, après filtration et séchage, donnait un concentré à 96-97% de CaF2, 1,5% MgF2, 0,7% BaSO4, 0,9% Si02 (spath chimique).

La présence de sellaite (MgF2) en quantité croissante dans le minerai amena à mettre en oeuvre de nouvelles méthodes de traitement en vue de la récupération du fluorure de magnésium (en 1980, la récupération de MgF2 totale atteignait 49,7%). Voir cet autre site sur le MgF2.

Afin d’éviter toute pollution extérieure, les rejets étaient déversés dans un bassin de décantation à l’ouest du puits d’extraction.

SECTION DE CONCASSAGE :

Deux trémies, l’une de 25 tonnes alimentée par le stock de surface, l’autre de 100 tonnes approvisionnée par le minerai venant du fond, fournissaient la section de concassage à raison de 40-60 tonnes/heure de tout-venant à 0-400 millimètres (figure 4).

Des convoyeurs à bandes conduisaient ce tout-venant dans un concasseur à mâchoires Bergeaud à simple effet réglé à 40-50 millimètres puis dans un crible Chauvin dont le 2`me étage est équipé de grilles à maille carrée de 15 mm. Le refus du crible alimentait un concasseur giratoire Symons (5) en circuit fermé sur le crible.

La fraction 0-15 millimètres parvenait dans deux trémies de 200 tonnes en liaison avec la section de broyage.

SECTION DE BROYAGE ? CLASSIFICATION :

Un convoyeur à bandes, équipé d’un dosomètre Aéria alimentait à raison de 25 tonnes/heure un broyeur à boulets Nordberg de 22 tonnes de charge broyante travaillant en circuit fermé avec un classificateur à râteaux Dorr Oliver de 2,40 mètres qui délivrait, en surverse, une pulpe de granulométrie 0-160 microns (voir figure 4).

SECTION DE FLOTTATION :

La pulpe issue du classificateur était expédiée dans un cyclone de déschlammage permettant le réglage de la concentration puis dans des conditionneurs où elle était chauffée à 35°C par injection de vapeur pour introduction des réactifs (soude caustique, oléine, akypopress DB) avant d’être introduite dans le circuit des cellules de flottation composé de 66 cellules (voir figure 5).

SECTION DE FILTRATION ? SECHAGE :

Un filtre de type Agidisc ? Eimco équipé de deux disques de 10 m2 chacun était alimenté à raison de 9-11 tonnes/heure et fonctionnait en circuit fermé avec l’épaississeur ; il permettait d’obtenir un concentré essoré titrant moins de 0,5% d’eau.

Ce concentré était soit stocké à l’intérieur de l’usine, soit envoyé dans le circuit de séchage composé de deux unités parallèles. Le concentré séché (moins de 0,5% d’eau) était cycloné et un filtre à manche retenait les poussières fines. Un transport pneumatique Manutair assurait le remplissage de deux silos d’expédition d’une capacité totale de 500 tonnes qui permettaient le chargement des camions containers.

STOCKAGE DES REJETS. RECUPERATION DES EAUX

Afin d’éviter toute pollution extérieure, l’eau utilisée pour le traitement du minerai était dirigée vers un bassin de décantation. La concession en a abrité quatre dont le dernier en activité s’étendait sur 10 hectares au débouché du vallon du Lenté.

Après décantation des parties fines, l’eau était traitée dans un épurateur avant d’être réutilisée en laverie (le débit d’eau recyclé en continu était d’environ 50 m’/h). L’eau de mine permettait de compenser les pertes par évaporation ou infiltration.
L’exploitation employait environ 150 personnes.

Après l’arrêt de l’exploitation en 1987, galeries et puits seront obstrués pour des raisons de sécurité mais il faudra attendre 1996 pour que les installations de traitement et la tour d’extraction soient démontées.

Entre temps, on a projeté d’implanter, sur le site de la mine, une unité de traitement et de stockage des ordures ménagères et déchets industriels. Ce projet dénommé “poubelle de l’Estérel” sera à l’origine de vives polémiques. Aujourd’hui, il semble ? fort heureusement ? définitivement abandonné.

Fontsante restera dans l’histoire minière française comme le théâtre d’une importante exploitation de type filonien et un haut-lieu de la minéralogie provençale.

Voir les pàhotos aériennes et satallites suivantes:


La mine de Fonsante fut arrêtée en 1987. Elle était alors exploitée par Sogerem, la filiale minière de Péchiney. Figure