Evaluation des poussières émises sur le site d'exploitation d'usines pyrométallurgiques. Cas de société pour le traitement du terril de lubumbashi (STL)

EPIGRAPHE

Anticiper afin d'éviter un désastre :

La plupart d'obligations environnementales sont nées avec l'avènement d'un désastre ou d'une catastrophe écologique. Il convient aux lois de laisser les experts exercer leur intuition, à l'évaluation des impacts environnementaux, au lieu de les cloisonner à des caractéristiques figées d'avance.

Principe d'anticipation.

Arthur KANIKI

DEDICACE

A nos très chers parents qui nous ont soutenus d'u amour inconditionnel jusqu'au terme de notre cursus, nous citons : WINGI Chantal et Ruphin KASENDA, et Agathe KANAILA et BANZA NGOY.

Et à tous ceux qui nous ont aidés

Nous vous dédions ce travail

Un hommage mérité !

Jonathan KASENDA et Victoire KITWA

REMERCIEMENT

Ce mémoire au terme est le fruit scientifique d'un bon nombre de personnes très importantes dont nous ne pouvons pas nous en passer sans leur dire un mot de remerciement.

En premier lieu, nous remercions le Dr. Ir. Arthur KANIKI TSHAMALA, professeur à l'université de Lubumbashi et directeur de ce mémoire pour l'aide qu'il a fourni et les connaissances qu'il a su nous transmettre. Aussi, nous le remercions pour nous avoir acceptés de passer au sein du bureau d'études EWES afin de réaliser ce travail.

Nous remercions également son collaborateur Ir. Radalph KALONJI MWAMBA, assistant de recherche à l'Université de Lubumbashi et initiateur de ce sujet de recherche pour ses judicieux conseils et orientations pour arriver au terme de cette rédaction malgré ses multiples occupations.

Nous souhaitons adresser nos remerciements les plus sincères au corps professoral et administratif de l'université de l'université de Lubumbashi et plus particulièrement à ceux de la faculté Polytechnique pour la richesse et la qualité de leur enseignement et qui déploient de grands efforts pour assurer à leurs étudiants une formation de qualité.

Un mémoire est également les collaborations scientifiques impliquant des chercheurs. A toute l'équipe de chercheurs du bureau d'études EWES pour le temps passé ensemble lors de prélèvement des échantillons à STL, plus particulièrement à Ir. Matthieu KAYEMBE, à Ir. Néhémie MWANA et à MSc. Ir. John KASONGO pour avoir accepté de partager leur connaissance avec nous quant à ce.

A Ir. André MAYOMBO SONGO, chercheur, consultant et chef du laboratoire STL pour le cadre mis à notre disposition au sein du laboratoire et aussi pour ses conseils d'encouragement durant nos campagnes d'échantillonnages.

Un grand merci à nos parents CHANTAL WINGI et RUPHIN KASENDA, Agathe KANAILA et BANZA NGOY que le Très haut a rappelé auprès de Lui d'il y a très longtemps, pour leur amour, leurs conseils ainsi que leur soutien inconditionnel, à la fois moral et économique, qui nous ont permis de réaliser les études que nous voulions et par conséquent ce mémoire.

A nos frères, Jacques KASENDA, Merseigne KASENDA, Rachel KASENDA, Didier MULAPI, SADIKI, Julien BANZA, Karim KIZAMBA et à nos soeurs Rachel KASENDA, Marie KASOKOTA, Elysée KITENTE, Sada KIZAMBA, Jeannette KITENTE pour leur soutien et amour.

A Viviane KASIAMA, Leocadie KITENTE, Mado KELE, Adoula MONGA, Alain KAKUDJI, Patrick KUMWIMBA, pour leurs précieux conseils et leur rigueur tout au long de notre cursus.

Un merci particulier à toute la famille MUZAMA et à toute la famille KITENTE.

A tous nos ami(e)s Lions du Lions Club Lubumbashi Maadini particulièrement à Yves Eliel MWAMBA, nous disons merci.

Nous ne saurons pas clore cette page de remerciement sans penser à nos amis dans les bons moments que dans les mauvais moments entreautres Milord PEMBELE, Kevine NGOMA, Yolande MWENGE, Ariel H₂O, Nahida MWAMB,Dado ILUNGA, Fils ILUNGA, BILONDA Debaba, Théo KAMWANJI et Olga KASONGO.

Notre pensée va droit à nos amies et amis dans l'ombre et à tous ceux dont les noms n'y sont pas repris ici puissent trouver l'expression de notre gratitude.

Jonathan KASENDA et Victoire KITWA

LISTE DES ACCRONYMES ET ABBREVIATIONS

AFNOR :	Alliance Française Normalisation
ASTM :	American Society for Testing and Materials
BIT :	Bureau International du Travail
BTE :X	Benzène, Toluène, Ethylbenzène, Xylène
CAD :	Coté Atélier chaudro à doite
CAG :	Coté Atélier chaudro à Gauche
CFC :	ChloroFluroCarbures
CITEP :A	Centre Interprofessionnel et Technique des Etudes de la Pollution Atmosphérique
COV :	Composés Organiques Volatils
CV :	Convoyeur 017
D1739 :	Norme américaine : standard method for collection and analysis of dustfull
dae :	Diamètre aérodynamique
ED :	Entrée coté Droite
EG :	Entrée côté Gauche
EWES :	Environment , Water and Engineering Services
FEL :	Fondérie Electrique de Lubumbashi
FD :	Fond coté Droit
FG :	Fond coté Gauche
GCM :	Gecamines
HAP :	Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques
ICP-MS :	Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry
INERIS :	Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques
LAURE :	Loi sur l'Air et l'utilisation Rationnelle de l'Energie
Mag :	Magasin
NF X 43-006 :	Norme Française sur la qualité de l'air
NF X43-007 :	Norme Française sur la qualité de l'air
OCC :	Office Congolais de Control
OMS(WHO) :	Organisation Mondiale de la Santé
PM :	Matière particulaire
PM1 :	Matière particulaire inférieure à 1um
PM2,5 :	Matière particulaire inférieure à 2,5um
PM10 :	Matière particulaire inférieur à 10 um
PTS :	Particule Totale en Suspension
RDC :	République Démocratique du Congo
RDC :	Rez-de-chaussée
S.A.S.U :	Société par Action Simple Unipersonnelle
TA LUFT 2002 :	Norme allemande sur la qualité de l'air
UZK :	Usine de Zinc de Kolwezi

TABLE DES MATIERES

EPIGRAPHE Erreur ! Signet non défini.

Anticiper afin d'éviter un désastre : I

DEDICACE II

REMERCIEMENT III

LISTE DES ACCRONYMES ET ABBREVIATIONS V

TABLE DES MATIERES VI

RESUME IX

ABSTRACT XI

LISTE DES FIGURES XIII

LISTE DES TABLEAUX XIV

INTRODUCTION 1

CHAPITRE I. CONSIDERATIONS ESSENTIELLES SUR LES RETOMBEES ATMOSPHERIQUES 4

I.1. Définitions 4

I.2. Natures des retombées atmosphériques 4

I.3. Sources d'émissions des poussières 5

I.3.1. Introduction 5

I.3.2. Exploitation minière 5

I.3.3. Exploitation agricole 7

I.3.4. Exploitation forestière 9

I.3.5. Transport 10

I.4. Facteurs de dispersion des poussières 11

I.4.1. Granulométrie des poussières émises 11

I.4.2. Forme des particules poussiéreuses 11

I.4.3. Conditions météorologiques 11

I.5. Impacts des retombées atmosphériques 13

I.5.1. Impact sur le sol 13

I.5.2. Impact sur l'eau 14

I.5.3. Impact sur l'air 15

I.5.4. Impact sur la santé humaine 15

I.5.5. Impact sur la biodiversité 16

I.6. Evaluation des émissions de poussières 17

I.6.1. Méthode de collecte et de suivi des poussières 17

I.6.2. Critères de choix des méthodes 20

I.6.3. Choix de points de collectes des retombées atmosphériques 21

I.7. Cadre réglementaire 21

I.7.1. Introduction 21

I.7.2. Surveillance de la qualité de l'air 22

I.7.3. Normes de qualité de l'air 22

I.8. Pollution atmosphérique 23

I.8.1. Définitions 23

I.8.2. Types de pollution 24

I.8.3. Principaux polluants de l'air 25

CHAPITRE II. PRESENTATION DE LA STL 29

II.1.Historique 29

II.2. Bref aperçu sur la STL 31

II.3. Zones d'émissions de poussières 31

II.3.1. Hall de stockage coke 31

II.3.2. Hall de séchage 31

II.3.3. Hall de silos de stockage 32

II.3.4. Hall de pelletisation 32

II.3.5. Zone entre Hall de pelletisation et Hall des fours 32

II.3.6. Hall des fours 32

II.3.7. Hall d'empaquetage 32

CHAPITRE III. MATERIEL ET METHODES 34

III.1. Matériel 34

III.1.1. Matériel de collecte des poussières 34

III.1.2. Matériel d'analyses 36

III.2. Choix de points de prelevement 38

III.3. Conservation et Transport des échantillons 39

III.4. Méthodologie 40

III.4.1. Prélèvement des retombées atmosphériques 40

III.4.2. Principes 40

III.4.3. Description du dispositif de collecte 41

III.4.4. Préparation du matériel de récoltes des retombées 42

III.4.5. Mesure de l'humidité relative 42

III.4.6. Mesure de la température 42

III.4.7. Analyse gravimétrique 43

III.4.8. Analyse quantitative chimique 44

III.4.9. Analyse microscopique 44

CHAPITRE IV. PRESENTATION ET ANALYSE DES RESULTATS 46

IV.1. Humidité relative et température 46

IV.1. Quantification des rétombées atmosphériques 47

IV.3. Analyse microscopique 63

IV.4. Analyse chimique 67

IV.5. Recommandations 67

CONCLUSION 71

BIBLIOGRAPHIE 72

RESUME

Ce travail aborde la quantification, la mesure et la composition des retombées atmosphériques. La partie théorique est consacrée à une synthèse théorique des retombées des poussières produites lors du process dans les installations de la société pour le traitement du Terril de Lubumbashi. En effet, lors du process, dans les différentes opérations, de chargement, de déchargement et du transport des matières génèrent des poussières canalisées et diffuses. Les poussières canalisées sont facilement indentifiables tandis que les poussières diffuses n'en sont pas. L'objectif de ce travail était de quantifier les poussières émises et de les classifier en fonction de leurs tailles.

La méthodologie adoptée dans ce travail a consisté à placer des jauges de déposition des poussières dans plusieurs endroits ou zones du site d'exploitation de la STL (zones abritées et semi-abritées). Après un temps donné (vingt-deux jours), les jauges ainsi que leur contenu sont acheminées au laboratoire en vue de déterminer la quantité des poussières déposées par unité de temps et de surface pour chaque zone considérée. En ce qui concerne la détermination de la taille des particules qui constituent ces poussières, la démarche choisie a consisté à placer des plaquettes en verre enduites d'un fixateur hydrophobe et collées sur des poteaux en bois. Après un temps d'exposition donné de dix heures, les plaquettes sont observées au microscope ; ce qui permet de déterminer la taille des particules constitutives ainsi que leurs proportions. Les analyses chimiques ont été réalisées sur les échantillons composites prélevés de Janvier à Juillet 2020 par ICP-MS.

Les résultats obtenus ont montré que le flux de poussières observés au cours de trois campagnes n'était pas le même. Dans la zone de stockage coke, le flux variait de 2 à 4,93 g/m² par jour respectivement au cours de campagne de Janvier et Juillet. A la zone de séchage, le flux enregistré u cours de la campagne de Janvier était le plus élevé par rapport aux autres. Soit 80,1 contre 31,93 g/m² par jour au mois d'Avril. Aux zones de silos de stockage, entre le hall de pelletisation et le hall des fours, hall de pelletisation, hall des fours et d'empaquetage, la campagne d'avril a enregistré des grandes valeurs. Soit 223,59 en Avril contre 171,82 g/m² par jour en Juillet dans la zone de silos de stockage ; 33,47 en Avril contre 28,4 g/m² par jour en Janvier dans la zone de pelletisation. Entre le hall de pelletisation et le hall des fours le flux variait de 155,67 en Avril contre 82,84 g/m² par jour en Juillet, 18,63 en Avril contre 15,7 en Janvier dans la zone des fours. Dans la zone d'empaquetage le flux variait de 32,47 en Avril contre 18,83 g/m² par jour e Janvier.

En ce qui concerne la taille, les résultats de la moyenne des observations au microscope indiquent que les particules fines dont les dimensions sont inférieures à 2,5 um sont en proportion négligeable (inférieure à 10 %). Ces particules peuvent pénétrer dans l'organisme humain lorsque l'exposition est prolongée. Elles peuvent atteindre les alvéoles pulmonaires. Les conséquences sont multiples à ce niveau. Tandis que les particules dont les dimensions sont comprises entre 2,5 et 10 um ont présenté une proportion de 38,9 %. Celles supérieures à 10 um ont présenté une proportion de 51,4 %.

A tous ces résultats, la suspension des retombées est influencée par les conditions météorologiques entre autres la température et l'humidité relative. Ce qui a montré qu'au cours des trois premières campagnes de l'année 2020 les valeurs de température ont varié entre 24,3 et 29,5°C respectivement dans les zones de séchage et des fours au cours des campagnes d'Avril et de Juillet. Celles d'humidité relative variaient entre 30,5 et 73,0% respectivement dans la zone de séchage et la zone entre le hall de pelletisation et le hall des fours des fours au cours des campagnes d'avril et de janvier.

ABSTRACT

This work addresses the quantification, measurement and composition of atmospheric fallout. The theoretical part is devoted to a theoretical synthesis of the dust fallout produced during the process in the company's facilities for the treatment of Lubumbashi Heap. In fact, during the process, in the various operations, loading, unloading and transport of materials generate channeled and diffuse dust. Ducted dust is easily identifiable while diffuse dust is not. The objective of this work was to quantify the dust emitted and to classify them according to their size.

The methodology adopted in this work consisted of placing dust deposition gauges in several places or areas of the STL operating site (sheltered and semi-sheltered areas). After a given time (twenty-two days), the gauges and their contents are sent to the laboratory in order to determine the quantity of dust deposited per unit of time and area for each zone considered. Regarding the determination of the size of the particles that constitute this dust, the chosen approach consisted of placing glass plates coated with a hydrophobic fixative and glued to wooden posts. After a given exposure time of ten hours, the platelets are observed under a microscope; which makes it possible to determine the size of the constituent particles as well as their proportions. Chemical analyzes were carried out on composite samples taken from January to July 2020 by ICP-MS.

The results obtained showed that the flow of dust observed during three campaigns was not the same. In the coke storage area, the flow varied from 2 to 4.93 g/m² per day respectively during the campaign in January and July. In the drying zone, the flow recorded during the January campaign was the highest compared to the others. That is 80.1 compared to 31.93 g/m² per day in April. In the storage silo areas, between the pelletizing hall and the oven hall, pelletizing hall, oven and packaging hall, the April campaign recorded high values. Or 223.59 in April against 171.82 g/m² per day in July in the storage silo zone; 33.47 in April against 28.4 g/m² per day in January in the pelletization zone. Between the pelletizing hall and the kiln hall the flow varied from 155.67 in April against 82.84 g/m² per day in July, 18.63 in April against 15.7 in January in the kiln area. In the packing area the flow varied from 32.47 in April against 18.83 g /m² per day in January.

As regards the size, the results of the average of the observations under the microscope indicate that the fine particles whose dimensions are less than 2.5 um are in negligible proportion (less than 10%). These particles can enter the human body when exposure is prolonged. They can reach the pulmonary alveoli. The consequences are multiple at this level. While the particles whose dimensions are between 2.5 and 10 um presented a proportion of 38.9%. Those greater than 10 um presented a proportion of 51.4%.

To all of these results, the suspension of fallout is influenced by weather conditions including temperature and relative humidity. This showed that during the first three campaigns of the year 2020 the temperature values varied between 24.3 and 29.5 ° C respectively in the drying zones and the ovens during the campaigns of April and of July. Relative humidity values ranged from 30.5% to 73.0% respectively in the drying area and the area between the pelletizing hall and the ovens hall during the April and January campaigns.

LISTE DES FIGURES

Figure I. 1- Définition des retombées atmosphériques 3

Figure I. 2- Schéma de transfert des particules métalliques 5

Figure I. 3- Zone de transfert entraînant l'émission de poussières 6

Figure I. 4-Emissions de poussières en France métropolitaine selon les différents types d'activités agricoles 8

Figure I. 5-Trafic routier des automobiles 9

Figure I. 6- Influence du vent sur la propagation des poussières 12

Figure I. 7- Rivière de Poro 13

Figure I. 8- Vue du système respiratoire 15

Figure I. 9- Feuilles poussiéreuses 16

Figure I. 10- Mobilier urbain sali par les poussières 16

Figure I. 11- Vue d'une plaquette de dépôt 18

Figure I. 12- Vue de collecteurs de précipitations 18

Figure I. 13-Schéma d'un collecteur de retombées atmosphériques totales : jauge Owen 19

Figure I. 15- Types de pollution atmosphérique 24

Figure II. 1- Vue aérienne du site d'exploitation de la STL (encadré en rouge) et directions des vents dominants (coin inférieur droit)....................................................................... 29

Figure III. 1- Présentation des jauges................................................................... 32

Figure III. 2- Présentation d'une plaquette et d'un poteau en bois 33

Figure III. 3- Enduit fixateur hydrophobe 33

Figure III. 4- Balance analytique du labo STL 34

Figure III. 5- Vue du microscope utilisé associé à l'ordinateur 34

Figure III. 6- Vue d'un hygromètre 35

Figure III. 7- Localisation des zones sources d'émissions diffuses de poussières 36

Figure III. 8- Retrait etconservation des échantillons 37

Figure III. 9- Description de la jauge de déposition 38

Figure III. 10- Description du dispositif utilisé pour capter les poussières 39

Figure III. 11- pesage avant échantillonnage ............................................................40

Figure III. 12- pesage après échantillonnage ............................................................... 40

Figure IV. 1-Evolution du flux de poussières dans différentes zones de l'usine au mois de janvier 2020............................................................................................................... 49

Figure IV. 2- Evolution du flux de poussières dansdifférentes zones de l'usine au cours du mois d'avril 54

Figure IV. 3- Evolution du flux de poussières dansdifférentes zones de l'usine au cours du mois de juillet 59

Figure IV. 4- Evolution du flux de poussières dansdifférentes zones de l'usine au cours de l'année 2020 61

Figure IV. 5- Répartition granulométrique de poussières à l'usine au cours de la campagne de janvier 2020 64

Figure IV. 6- Répartition granulométrique de poussières à l'usine au cours de la campagne d'avril 2020 64

Figure IV. 7- Répartition granulométrique de poussières à l'usine au cours de la campagne de juillet 2020 64

Figure IV. 8- Vue d'une plaquette lors du comptage avec le logiciel Axio vision 65

Figure IV. 9- Teneur en métaux dans les échantillons composites des retombées de poussières 66

LISTE DES TABLEAUX

Tableau I. 1- Proportion des émissions de poussières émises par les différentes activités agricoles, par rapport aux émissions totales en France métropolitaine 7

Tableau I. 2- Distances parcourues par des particules minérales en fonction de la vitesse du vent, à partir d'un point d'envol d'une hauteur de 15 m 11

Tableau I. 3- Principe général de choix des méthodes de collectes 20

Tableau I. 4- Valeurs limites en métaux dans les retombées atmosphériques 22

Tableau IV. 1- Résultats des mesures de la température et de l'humidité relative au cours du mois de janvier........................................................................................................ 58

Tableau IV. 2- Résultats des mesures de la température et de l'humidité relative au cours du mois d'avril .......................................................................................................... 58

Tableau IV. 3- Résultats des mesures de la température et de l'humidité relative au cours du mois de juillet 58

Tableau IV. 4- quantitatifs des retombées des poussières dans la zone de stockage coke 59

Tableau IV. 5- Résultats des flux des retombées des poussières de la zone de séchage 59

Tableau IV. 6- Résultats des flux des retombées des poussières dela zone de silos de stockage de coke et scorie 60

Tableau IV. 7- Résultats quantitatifs des retombées des poussières de la zone de pelletisation 60

Tableau IV. 8- Résultats quantitatifs des retombées des poussières de la zone entre le hall de pelletisation et le hall des fours 61

Tableau IV. 9- Résultats quantitatifs des retombées des poussières de la zone d'empaquetage 61

Tableau IV. 10- Résultats quantitatifs des retombées des poussières de la zone des fours 62

Tableau IV. 11- Moyennes des retombées des poussières pour la campagne de janvier 2020 63

Tableau IV. 12- Résultats quantitatifs des retombées des poussières de la zone de stockage coke 64

Tableau IV. 13- Résultats quantitatifs des retombées des poussières de la zone de séchage 64

Tableau IV. 14- Résultats quantitatifs des retombées des poussières de la zone de silos de stockage de coke et scorie 65

Tableau IV. 15- Résultats quantitatifs des retombées des poussières de la zone de pelletisation 65

Tableau IV. 16- Résultats quantitatifs des retombées de la zone entre le hall de pelletisation et le hall des fours 66

Tableau IV. 17- Résultats quantitatifs des retombées des poussières de la zone d'empaquetage 66

Tableau IV. 18- Résultats quantitatifs des retombées de poussières de la zone des fours 67

Tableau IV. 19- Moyennes des retombées des poussières pour la campagne d'avril 2020 68

Tableau IV. 20- Résultats quantitatifs de retombées des poussières dans la Zone de Stockage Coke 69

Tableau IV. 21- Résultats quantitatifs des retombées des poussières dans la zone de séchage 69

Tableau IV. 22- Résultats quantitatifs des retombées des poussières dans la zone de silos de stockage de coke et scorie 70

Tableau IV. 23- Résultats quantitatifs des retombées des poussières dans la zone de pelletisation 70

Tableau IV. 24- Résultats quantitatifs des retombées des poussières dans la zone entre le hall de pelletisation et le hall des fours 71

Tableau IV. 25- Résultats quantitatifs des retombées des poussières dans la zone d'empaquetage 71

Tableau IV. 26- Résultats quantitatifs des retombées des poussières dans la zone des fours 72

Tableau IV. 27- Moyennes des retombées des poussières pour la campagne de juillet 2020 73

Tableau IV. 28- Synthèse des moyennes des retombées de poussières au cours de trois premières campagnes de l'année 2020 74

Tableau IV. 29- Répartition granulométrique des retombées de poussières au cours de la campagne de janvier 76

Tableau IV. 30- Répartition granulométrique des retombées de poussières au cours de la campagne d'avril 76

Tableau IV. 31- Répartition granulométrique des retombées de poussières au cours de la campagne de juillet 77

Tableau IV. 32- Moyenne de la répartition granulométrique des retombées de poussières au cours de l'année 2020 77

Tableau IV. 33- Teneurs en métaux dans les échantillons composites des retombées de poussières 79

Tableau IV. 34- Recommandations formulées pour réduire les émissions de poussières 67

INTRODUCTION

Les progrès socio-économiques enregistrés au début du 20^ème siècle à travers le monde, ont engendré de graves problèmes de pollution qui ont touché la terre, la mer et l'atmosphère, portant ainsi atteinte à la santé humaine et à l'équilibre écologique.

La République Démocratique du Congo regorge d'il y a bien longtemps dans sa partie sud les différentes entreprises minières oeuvrant ainsi à extraire les métaux précieux utilisant deux procédés majeurs : hydrométallurgie et pyrométallurgie. L'utilisation de ces procédés engendre des polluants liquides, solides (particulaires), gazeux ou encore des aérosols. Ces polluants présentent un impact sur l'écosystème et les êtres vivants. Parmi ces deux procédés, le plus polluant est le procédé pyrométallurgique, car il émet dans l'atmosphère les gaz et les particules sous formes d'aérosols qui diffusent dans le temps et dans l'espace modifiant les propriétés de l'atmosphère, d'où la pollution de l'air.

Ces particules actuellement sont classés en trois catégories selon leur diamètre aérodynamique : le PM₁ ; PM_2,5 ; PM₁₀. Ces dernières, qui, autrefois étaient négligés, ont commencé à prendre de l'ampleur à cause de leurs effets nocifs.

L'atmosphère est contaminée régulièrement par des polluants gazeux, liquides ou solides qui peuvent être soit d'origine naturelle (émissions par la végétation, les volcans, les océans,...), soit d'origine anthropique (émissions d'activités industrielles, trafic automobile, chauffage,...) (Percot, 2012).

Dans le Haut-Katanga plus précisément à Lubumbashi est implanté la Société congolaise pour le Traitement du Terril de Lubumbashi, STL S.A.S.U en sigle qui est une usine pyrométallurgique qui produit de l'alliage cupro-cobaltifère et de la poudre d'oxyde de zinc à partir d'une scorie riche en cobalt. Le procédé mis en oeuvre entraine des émissions diverses dont celles des poussières. Ces dernières peuvent être classées en deux catégories. Dans la première catégorie, on peut regrouper les poussières aspirées par des ventilateurs exhausteurs et canalisées vers les cheminées. Tandis que dans la seconde, on peut regrouper les émissions diffuses qui sont constituées en grande partie des fuites.

Très souvent, les poussières évacuées à travers les cheminées sont connues, quantifiées et peuvent par conséquent être facilement maîtrisées. Tandis que les poussières diffuses sont généralement mal connues, peu ou pas quantifiées, par conséquent sont difficilement maîtrisées. La maîtrise des émissions diffuses est fondamentale étant donné que les personnes opérant sur le site y sont exposées. Il est donc impérieux, de mener une étude dans le but de connaître et de quantifier ces émissions en vue de mettre en oeuvre un plan de leur gestion (Kaniki et Kalonji, 2015). C'est dans cet optique que ce travail a été initié

L'objectif poursuivi est d'établir un classement des émissions des poussières afin de montrer leur distribution spatiale au sein du périmètre d'exploitation de la STL. Il est donc question de localiser géographiquement les zones où les émissions diffuses sont importantes, de les quantifier et d'effectuer leur classement avant de formuler des recommandations visant à réduire ces émissions.

Pour y arriver les campagnes d'évaluation se sont faites trimestriellement Janvier, Avril et Juillet. Les résultats obtenus sont ensuite comparés pour voir au cours de quelle période émettent plus de poussières. La méthodologie adoptée dans ce travail, consiste à placer des jauges de déposition des poussières dans plusieurs endroits ou zones du site d'exploitation de la STL (zones abritées et semi-abritées). Après un temps donné (vingt-deux jours), les jauges ainsi que leur contenu sont acheminées au laboratoire en vue de déterminer la quantité des poussières déposées par unité de temps et de surface pour chaque zone considérée. La détermination de la taille des particules qui constituent ces poussières, la démarche choisie consiste à placer des plaquettes en verre enduites d'un fixateur hydrophobe et collées sur des poteaux en bois. Après un temps d'exposition donné allant de dix heures à vingt-quatre heures, les plaquettes sont observées au microscope ; ce qui permet de déterminer la taille des particules constitutives ainsi que leurs proportions. Aussi, les analyses chimiques sont effectuées pour voir la proportion des métaux contenus dans les poussières.

Hormis l'introduction et la conclusion ce travail est subdivisé e deux parties, une première bibliographique aborde les considérations essentielles sur les retombées atmosphériques et la présentation de la STL. La seconde essentiellement pratique aborde le matériel, les méthodes et la présentation des résultats.

Partie théorique

CHAPITRE I. CONSIDERATIONS ESSENTIELLES SUR LES RETOMBEES ATMOSPHERIQUES

I.1. Définitions

L'atmosphère est un compartiment complexe au sein duquel coexistent di?érents composés gazeux ainsi que des particules solides et des gouttelettes liquides (Percot, 2012). C'est ainsi que les retombées atmosphériques sont des substances gazeuses ou particulaires issues des émissions atmosphériques d'une installation qui restent en suspension dans l'air ambiant (concentrations dans l'air) ou se déposent (dépôts atmosphériques gazeux, secs, humides) sur des compartiments environnementaux intégrateurs en contact direct avec l'atmosphère (sols, végétaux, eaux superficiels) (INERIS, 2016). La figure I.1 définit schématiquement ce que c'est les retombées atmosphériques.

Figure I. 1- Définition des retombées atmosphériques

(Source : INERIS, 2016)

Les retombées atmosphériques sont un ensemble des poussières ou des fines particules déposées dans l'atmosphère. Elles correspondent aux substances particulaires microscopiques.

Ces substances solides ou liquides peuvent rester en suspension dans l'air de quelques jours à quelques années. Elles peuvent être transportées sur de longues distances par des courants atmosphériques et être précipitées au sol sous forme de retombées (dépôts secs ou humides) par les pluies ou sous formes des retombées des poussières (Dérosiaux et Savy, 2015). Ces retombées atmosphériques sont de taille et de compositions différentes.

I.2. Natures des retombées atmosphériques

Les retombées atmosphériques sont sous formes d'aérosol, ce dernier désigne la suspension, dans un milieu gazeux, de particules solides ou liquides ou les deux, présentant une vitesse de chute négligeable (Percot, 2012).

C'est donc sous deux formes physiques, gazeux ou particulaire, que les polluants atmosphériques vont atteindre les premiers compartiments environnementaux après leur émission. Les processus associés à ces transferts sont divers et complexes. On peut retenir en première approche que :

Ø Les gaz et les particules « fines » (PM10) diffusent et restent en suspension dans l'air ambiant ; ils pourront conduire à une exposition des populations par inhalation (voie d'exposition directe). Dans le cas des polluants présents sous forme particulaire, cette exposition est fonction de la taille des particules qui conditionnera leur pénétration plus ou moins profonde dans les voies respiratoires (PM2,5/PM10) ;

Ø A l'interface air/végétaux, les gaz peuvent s'adsorber sur les plantes par dépôts gazeux secs ;

Ø Les particules « fines » (PM2,5 et PM10) ou les gaz peuvent être déposés par dépôts humides (pluie, brouillard) (sols, végétaux, eaux de surfaces) ;

Ø Les particules de plus grande taille sédimentent et contribuent plus aux dépôts particulaires secs (sols, végétaux, eaux de surfaces) (INERIS, 2016).

I.3. Sources d'émissions des poussières

I.3.1. Introduction

La complexité des aérosols atmosphériques vient du fait qu'il existe une multitude de sources et de procédésde formation (AirParif, 2008).

Les émissions des poussières sont de deux origines à savoir naturelles et anthropiques. Les phénomènes naturels qui peuvent engendrer ces poussières sont le feu de forêt, les éruptions volcaniques, l'érosion éolienne, l'évaporation des composés organiques et la radioactivité naturelle (Mahendra et Vaibhaw, 2013). Il y a aussi les particules d'origine anthropique, relatives, dont les sources sont multiples et qui sont issues majoritairement de l'exploitation minière (pyrométallurgie, etc.), de l'exploitation agricole, de l'exploitation forestière et du transport. Leur composition est variée, et peut intégrer des métaux lourds, des composés carbonés, des composés inorganiques... (Scal'Air, 2015).

Une partie des poussières, les particules secondaires, se forme dans l'air par réaction chimique à partir de polluants précurseurs comme les oxydes de soufre, les oxydes d'azote, l'ammoniac et les composés organiques volatils (Unicem, 2011).

Parmi les activités anthropiques d'émissions des poussières se trouve l'exploitation minière, l'exploitation agricole, l'exploitation forestière et le transport.

I.3.2. Exploitation minière

L'activité minière a joué et continue de jouer un rôle important dans le développement économique d'un pays. Cependant, les bénéfices sociaux-économiques de ces activités se font au détriment d'impacts potentiels sur l'environnement. Les risques environnementaux liés à l'activité minière (mine à ciel ouvert et usine de traitement du minerai) sont potentiellement présents dans le sol, l'eau et l'air (Pasquet, 2016). Les activités minières sont émettrices des poussières diffuses à toutes les étapes de l'exploitation (Coquard, 2012).

La Figure I.2 schématise le transfert des particules métalliques issues de l'activité minière dans les différents compartiments : air (remise en suspension), eau (précipitation et infiltration) et sol (dépôt atmosphérique) (Pasquet, 2016).

Figure I. 2- Schéma de transfert des particules métalliques

(Source : Pasquet, 2016)

L'exploitation minière est donc génératrice d'importantes émissions des poussières. Les travaux de Chartier et Lansiart en 2004 établissent pour une mine à ciel ouvert, les principales étapes de l'activité génératrice de particules atmosphériques.

Les principales activités des émissions des poussières en contexte minier seraient alors :

Ø La circulation sur pistes des engins miniers de grande capacité ;

Ø Le décapage de la végétation et des couches supérieures des sols pour atteindre les niveaux inférieurs riches en éléments métalliques exposent les terres dénudées aux dispersions aériennes ;

Ø Les opérations de prospection (sondage, ouverture de piste), d'extraction (forage, dynamitage, concassage, tri, criblage, etc.), et de traitement du minerai génèrent aussi des poussières ;

Ø Le chargement et le déchargement par des tapis convoyeurs, pelles mécaniques, bennes basculantes remettent en suspension les fines particules lors de leur chute (Figure I.3).

Figure I. 3- Zone de transfert entraînant l'émission de poussières

(Source : Ansart, 2007)

Les usines de traitement du minerai par pyrométallurgie ou hydrométallurgie ont mis en place des systèmes de filtration pour réduire leurs émissions de poussières lors des étapes de pré-séchage, calcination et fusion. Cependant, les étapes de déchargement du minerai, d'homogénéisation et du séchage sur site industriel peuvent impliquer une remise en suspension des particules (Pasquet, 2016).

I.3.3. Exploitation agricole

Outre l'exploitation minière, l'exploitation agricole génère aussi des poussières qu'il faut prendre en compte pour la santé de la population. Etant donné que les poussières en zones rurales, notamment les poussières d'origine agricole, ne suscitent pas la même inquiétude que celles de l'exploitation minière. Pourtant il est probable que leurs effets ne soient pas anodins (Gellon et al., 2004).

Ainsi, la fumée produite par le brûlage des mauvaises herbes et de la paille constitue une source de poussières d'origine agricole. Mais c'est principalement pendant les travaux des champs que les poussières sont injectées dans l'air, lors d'épisodes localisées d'érosion, comme indiqué dans le tableau I.1. L'impact des activités agricoles sur l'émission de poussières ne doit pas être négligé, car l'érosion due au vent uniquement a lieu seulement quelques jours par an, alors que celle due au travail régulier des agriculteurs constitue une source quasi permanente (Gellon et al., 2004).

D'après le rapport du Centre Interprofessionnel Technique d'Études de la Pollution Atmosphérique (CITEPA), le tableau récapitulatif I.1 pour la France métropolitaine peut être construit (données février 2003).

Tableau I. 1- Proportion des émissions de poussières émises par les différentes activités agricoles, par rapport aux émissions totales en France métropolitaine

	Toute activité	Agriculture
	Emission total en 2001	Contribution des cultures	Contribution des autres sources de l'agriculture	Contribution de l'élevage	Total agriculture
Particules totales en suspension (PTS)	1510	30%	3,9	2,6%	36,5
PM10	550	18%	7%	3,1%	28,1%
PM2,5	303	7,8%	10%	1,3%	19,1%

(Source : CITEPA, 2003)

Les cultures représentent donc la source principale d'émission de poussières agricoles. D'après le tableau I.1, parmi les particules émises par l'agriculture, celles qui sont les plus nombreuses sont les PM10.

La figure I.4 présente les émissions de poussières en France métropolitaine selon les différents types d'activités agricoles. Il est à noter que les émissions de poussières sont globalement constantes au cours du temps ainsi que la proportion poussières totales, PM2,5 et PM10 quel que soit le type de pratique agricole qui les émet.

Figure I. 4-Emissions de poussières en France métropolitaine selon les différents types d'activités agricoles

(Source : CITEPA, 2003)

Ainsi, l'émission moyenne (calculée de 1990 à 2001) générée par les activités concernant les cultures est de 456 kt par an de poussières totales, 101 kt par an de PM10 et 24 kt par an de PM2,5 (Gellon et al., 2004).

Il existe bien des travaux agricoles qui génèrent beaucoup de poussières. Plusieurs études ont été réalisées pour montrer les concentrations totales en poussières dans des exploitations agricoles. Parmi ces études, une réalisée en Finlande (Louhelainen et al., 1987) de 1980 à 1982 illustre les différentes mesures des concentrations en poussières totales.. Les résultats de ces études ont révélé que les concentrations en poussières durant les labours sont occasionnellement élevées.

I.3.4. Exploitation forestière

Avant tout, il sied de définir l'exploitation forestière comme étant un processus de production s'appliquant à un ensemble d'arbres en vue de leur acheminement vers le site de valorisation. Selon le code forestier de la RDC, l'exploitation forestière consiste notamment dans l'abattage, le façonnage et le transport du bois ou de tout produit ligneux ainsi que le prélèvement dans un but économique des autres produits forestiers (code forestier, 2002).

Parmi les activités de ladite exploitation, on cite l'abattage des arbres pour la production des grumes, le flottage, le transport et l'écorçage du bois. Toutes ces activités génèrent bien évidemment les poussières.

I.3.5. Transport

Le secteur de transport constitue une autre source d'émission des poussières. Le transport routier et les installations de chauffage émettent des particules fines lors de la combustion incomplète du gazole. Les moteurs diesel rejettent 87% des particules (PM10) issues du trafic routier et les moteurs à essence non catalysées 12%. Certaines particules fines peuvent provenir aussi de transformations chimiques qui s'effectuent dans l'atmosphère ( https://sante.lefigaro.fr).

Ces poussières sont généralement constituées de :

Ø Charbon ;

Ø Oxydes métalliques ;

Ø Ciment ;

Ø Calcaire ;

Ø Goudron.

Selon un rapport d'AirtParif de 2019, au même titre que le secteur « résidentiel et tertiaire » (chauffage et production d'eau chaude sanitaire), le trafic routier contribue de manière importante aux émissions de particules PM10 et PM2,5 avec plus de 40% des émissions de la capitale (Paris) ( www.notre-planete.info). La figure I.5 illustre les émissions de gaz émises par le trafic routier.

Figure I. 5-Trafic routier des automobiles

(Source : Google)

I.4. Facteurs de dispersion des poussières

I.4.1. Granulométrie des poussières émises

La granulométrie a une influence sur la mise en suspension et sur la sédimentation des poussières dans l'environnement. Pour décrire la taille des particules composant une poussière, le paramètre utilisé est le diamètre aérodynamique (dae) (Unicem, 2011). Plus les particules ont un petit diamètre, plus elles sont susceptibles d'être mises en suspension dans l'air et plus longtemps elles y resteront.

Le diamètre aérodynamique d'une particule est le diamètre d'une sphère de densité unitaire qui a la même vitesse de déposition limite que la particule en question (Bury, 2008). Selon un rapport mené par Scal'Air, la taille des particules des poussières est également très hétérogène. On classifie ces particules selon leur taille. On parle généralement de :

Ø PM10 dont le diamètre est inférieur à 10 um ;

Ø PM2,5 dont le diamètre est inférieur à 2,5 um ;

Ø PM1 dont le diamètre est inférieur à 1 um.

I.4.2. Forme des particules poussiéreuses

Elle peut favoriser l'envol ou diminuer la vitesse de sédimentation d'une particule, une particule plate a le même comportement qu'une feuille pendant sa chute et se déposera donc plus lentement qu'une particule sphérique. La vitesse de chute est fonction du diamètre aérodynamique (Unicem, 2011).

I.4.3. Conditions météorologiques

La dispersion des polluants émis dépend en priorité des conditions météorologiques. Cette dispersion s'effectue essentiellement dans la couche limite atmosphérique, couche la plus troublée, agitée sans cesse par des mouvements turbulents horizontaux et verticaux (Hadjila, 2016).

Les facteurs météorologiques qui interviennent soit directement, soit indirectement dans le transport et la dispersion des polluants sont :

Ø La pression atmosphérique ;

Ø La vitesse et la direction du vent ;

Ø La température ;

Ø L'humidité (Hadjila, 2016).

Les conditions atmosphériques (vent, sécheresse et précipitations) jouent un rôle majeur dans l'empoussièrement d'une exploitation (Unicem, 2011). Les paramètres météorologiques peuvent influencer la présence ou non de polluants dans un prélèvement effectué dans le compartiment atmosphérique. Des températures plus basses favoriseront les phénomènes d'inversion thermique mais limiteront le phénomène de volatilisation de certains composés. Des vents forts assureront un brassage efficace de l'air mais favoriseront l'envol de poussières et la dispersion des polluants dans un secteur donné. De fortes précipitations favoriseront le lessivage des particules fines et des polluants présents dans l'air ambiant et l'entrainement vers le sol des retombées atmosphériques (Scal'Air, 2016).

a. Pression atmosphérique

Les situations dépressionnaires (basses pressions) correspondent généralement à une turbulence de l'air assez forte et donc de bonnes conditions de dispersion. En revanche, des situations anticycloniques (haute pression) ou la stabilité de l'air ne permettent pas la dispersion des polluants (Hadjila, 2016).

b. Vitesse et direction du vent

Le vent est le principal agent d'érosion et de transport des particules atmosphériques issues de sources naturelles. Son action d'altération sur le sol dépend de plusieurs paramètres dont la taille et la dureté des particules transportées (érosion par chocs), la vitesse du vent ainsi que la granulométrie et la rugosité du sol. Une absence de vent contribuera donc à l'accumulation des poussières près des sources. La vitesse du vent augmente généralement avec l'altitude. Les effets produits par l'action des vents sont très importants puisque, ce sont eux qui vont provoquer, pour une part importante, l'envol des particules et surtout leur transport aux alentours des installations (Unicem, 2011).

Le rôle des vents est fonction de la fréquence, de sa force, de sa direction et de la présence ou non de turbulence. La direction des vents dominants varie avec la saison, tout particulièrement en bord de mer (Unicem, 2011). Le tableau I.2 illustre le cas d'une usine de traitement de minerai, la distance qu'une particule peut parcourir en fonction de sa dimension et de la vitesse du vent.

Tableau I. 2- Distances parcourues par des particules minérales en fonction de la vitesse du vent, à partir d'un point d'envol d'une hauteur de 15 m

Vitesse du vent (m/s)	Distance parcourue (Km)
10	0,03	0,15	0,6	14	42	140
30	0,1	0,4	1,8	40	125	4165
Taille de particule (um)	200	100	30	10	5	1

(Source : Unicem, 2011)

La figure I.6 montre la distance parcourue par des particules tombant d'une hauteur de 9 m.

Figure I. 6- Influence du vent sur la propagation des poussières

(Source : Unicem, 2011)

c. Température

Les mouvements des masses d'air sont dus aux différences de densité entre elles. Le gradient de température conditionne ainsi le mouvement ascendant ou descendant d'une couche ou l'absence de celui-ci. La température de l'air diminue généralement avec l'altitude de 1°C tous les 100 m. le gradient vertical de température est également utilisé pour définir la stabilité de l'atmosphère. Si la température décroit trop rapidement, l'atmosphère est instable, ce qui favorise la dispersion des polluants (Karim, 2002). La température agit sur la chimie des polluants ainsi le froid diminue la volatilité de certains gaz tandis que la chaleur(environ 18 C° pour l'ozone) est nécessaire pour les processus photochimiques(Hadjila, 2016).

d. Humidité relative

Elle joue un rôle dans le captage des particules polluantes. Les gouttelettes d'eau en suspension retiennent les polluants, ce qui accroit leur stagnation. Des réactions chimiques peuvent être favorisées par la présence d'humidité dans l'air (Hadjila, 2016).

Par exemple, le SO₂ se transforme en acide sulfurique au contact de l'humidité de l'air et participe au phénomène de pluies acides.

I.5. Impacts des retombées atmosphériques

Les activités tant naturelles qu'anthropiques ne laissent pas notre environnement indifférent. C'est ainsi que leurs retombées atmosphériques ont un impact sur le sol, l'eau, l'air et la biodiversité.

I.5.1. Impact sur le sol

Le sol peut être définis de manière générale comme le produit, remanié et organisé, de l'altération de la couche superficielle de la croute terrestre, essentiellement sous l'action d'agents climatiques et biologiques.

Ainsi se référant aux différentes sources d'émissions des poussières précitées, on peut dire que l'activité minière par le décapage de la végétation augmente les risques d'érosion des sols (érosions éoliennes, lixiviation des sols par les eaux d'infiltration et de ruissellement, surcharge sédimentaire des cours d'eau, etc.). Les particules soulevées et mobilisées au cours des transports et du stockage des minerais ainsi que des stériles, aboutissent à des dépôts atmosphériques (secs ou humides) qui peuvent également impacter les sols (Pasquet, 2016).

I.5.2. Impact sur l'eau

Les retombées atmosphériques ont un impact considérable sur l'eau, du fait, que ces dernières peuvent contenir des métaux lourds (plomb, mercure, arsenic, cuivre et le cadmium) provenant des fonderies et des incinérateurs d'ordures. Avec les pluies et le lessivage, elles vont se retrouver dans les bassins versants.

Eu égard ce qui précède, les impacts de l'activité minière sur les ressources en eau sont sans doute les plus documentés en raison de l'utilisation des bassins versant minier comme ressources en eau pour un usage domestique et agricole (Pasquet, 2016).

Les fortes pluies entrainent une augmentation des matières en suspension dans les cours d'eau des bassins versants miniers. L'impact est visible à l'oeil nu car les matières en suspension, riches en fer, confèrent au cours d'eau une couleur jaunâtre (Figure I.7).

(a) En l'absence de pluie significative (b) Rivière après une forte pluie

Figure I. 7- Rivière de Poro

(Source : Pasquet, 2016)

I.5.3. Impact sur l'air

L'impact des retombées sur l'air consiste en une altération de niveau de qualité et de pureté de l'air. Cette dégradation est généralement causée par un ou plusieurs éléments (particules, substance, matières...).

I.5.4. Impact sur la santé humaine

A ce jour, les effets des aérosols sur la santé ont fait l'objet de nombreuses études et il est aujourd'hui admis que les particules jouent un rôle important dans les effets sanitaires engendrés par la pollution atmosphérique (AirParif, 2008).

Dans les évaluations toxicologiques, il est de la plus haute importance de déterminer la voie d'exposition. Dans le cas des particules atmosphériques, la voie d'exposition est principalement l'inhalation. Cela fait du poumon l'organe d'exposition prioritaire et le centre d'intérêt sur les effets des particules sur la santé humaine (Grudzinski, 2007).

Ainsi, l'appareil respiratoire est directement concerné si l'air inhalé renferme une concentration importante de poussières. Le nez et les fonctions réflexes associées ainsi que le mucus des bronches assurent des systèmes de piégeage efficaces pour les expositions éventuelles ponctuelles (BGO, 2015).

Le contact avec de très fortes concentrations de poussières sur une courte période peut provoquer une irritation des yeux et l'inhalation de très fortes concentrations de poussières sur une courte période peut être à l'origine de gênes respiratoires temporaires de type quinte de toux ou crise d'asthme pour les personnes sensibles à ce facteur physique (BGO, 2015).

L'inhalation répétée et prolongée de fortes concentrations de poussières peut aussi provoquer une maladie des voies pulmonaires appelée silicose (pneumoconiose fibrosante) dont la fréquence d'apparition est fonction de la teneur en quartz (ou silice cristalline) dans les poussières alvéolaires (fraction < 10 um) (BGO, 2015). Certaines particules ont des propriétés cancérogènes et mutagènes (Scal'Air, 2015).

Cette maladie, dont les manifestations cliniques sont tardives, affecte les travailleurs qui sont fréquemment et fortement exposés dans certains secteurs d'activités comme dans l'industrie du ciment, du granulat, de la verrerie... (BGO, 2015). La figure I.8 illustre la voie de pénétration des poussières.

Figure I. 8- Vue du système respiratoire

(Source : Scal'Air, 2015)

I.5.5. Impact sur la biodiversité

Les particules microniques peuvent impacter la faune et la flore en réduisant l'accès à la lumière et à l'oxygène de la végétation (stomates bouchés), notamment lorsqu'elles sont associées à des particules de plus grandes tailles (Scal'Air, 2015). Lorsque les retombées de poussières sont très importantes, la pellicule de poussières qui se dépose sur les végétaux peut être suffisante pour altérer la synthèse chlorophyllienne et ralentir la croissance des plantes. Le dépôt de poussières peut se faire sentir de façon plus importante pour l'agriculture en provoquant la diminution de la qualité ou de la quantité de certaines récoltes.

L'aspect poussiéreux des fruits est une entrave à leur commercialisation souvent mise en avant par les producteurs. Il fait craindre une évolution des caractéristiques des produits issus des procédés de transformation (vinification, industrie agroalimentaire...).

De façon indirecte, les fines, une fois déposées, peuvent être entraînées par les eaux de ruissellement. Elles contribuent alors à un excès de matières en suspension dans les rejets et peuvent altérer le milieu récepteur où vivent parfois des espèces protégées (écrevisses à pattes blanches....).

Ceci étant, ces mêmes poussières peuvent avoir, dans certains cas, un impact positif, soit par ajout d'amendement calcaire, soit en bloquant le développement de certains organismes parasites ou en favorisant la pollinisation (Unicem, 2011). L'illustration aux figures I.9 et I.10 des impacts des poussières sur le mobilier et la végétation.

Figure I. 9- Feuilles poussiéreuses

Figure I. 10- Mobilier urbain sali par les poussières

(Source : Scal'Air, 2015)

Outre ces impacts, on peut aussi signaler que les particules contribuent aux salissures des édifices et des monuments. Pour la visibilité atmosphérique et le climat, les particules contribuent à l'augmentation et à la diffusion de la lumière solaire incidente et l'absorption de rayonnement (tendance au réchauffement).

I.6. Evaluation des émissions de poussières

Le but d'une évaluation environnementale est d'identifier les impacts environnementaux, d'en atténuer les effets négatifs pour protéger et préserver l'environnement existant (Ministère des Transports du Nouveau Brunswick, 2010). De ce fait, pour y arriver, il existe certaines méthodes de prélèvement des échantillons de poussières.

I.6.1. Méthode de collecte et de suivi des poussières

La caractérisation des particules en suspension comporte toujours une phase de prélèvement, suivie d'une phase de mesure ou d'analyse. Les particules en suspension peuvent être prélevées soit par aspiration d'un volume d'air au moyen d'une pompe, soit par dépôt passif sur un support de collecte conçu à cet effet (AirParif, 2008). Il est possible de prélever les particules en suspension dans l'air grâce à des préleveurs passifs (Pasquet, 2016).

L'échantillonnage des particules en suspension dans l'air peut être réalisé grâce aux méthodes manuelles passives qui consistent en :

Ø La mise en place d'un réseau de plaquettes de dépôt ;

Ø La mise en place d'un réseau de collecteurs de précipitation.

Ces préleveurs in-situ recueillent des particules déposées par gravité (sec) ou par précipitations (humide) sur un support de collecte comme les plaquettes de dépôt ou les collecteurs de retombées atmosphériques totales, de type jauge Owen.

Outre ces méthodes manuelles passives, il existe aussi :

Ø Méthodes automatiques permettant de mesurer la concentration des polluants gazeux ou particulaires en temps réel. Les mesures sont réalisées à l'aide d'analyseurs associant prélèvement d'air et analyse en quasi-simultanée des concentrations massiques ou volumiques des polluants gazeux et des concentrations massiques des particules non spécifiques (PM2,5 ; PM10). Ces méthodes ne sont disponibles que pour quelques polluants, notamment : SO₂, NO_x, NH₃, BTEX, Hg gaz (spectroscopie), et pour les PM10 et PM2,5 (INERIS, 2016) ;

Ø Méthodes manuelles actives basées sur une phase préalable de collecte de la substance recherchée dans l'air sur un piège, puis d'une analyse en différé en laboratoire. Ce piège peut être un support adsorbant solide, un filtre ou un contenant. Pour ces méthodes, la collecte des polluants gazeux ou particulaires nécessite le pompage d'un volume d'air. La durée de prélèvement sur chaque piège est fonction des limites de quantification souhaitées et de la capacité de rétention du piège (saturation, colmatage, perçage) (INERIS, 2016).

a. Plaquettes de dépôt

Le principe consiste en l'exposition de plaquettes métalliques minces, recouvertes d'un enduit approprié. Elles sont disposées horizontalement dans l'air ambiant. Les poussières véhiculées par l'air se déposent sur les plaques métalliques et adhèrent à l'enduit (Unicem, 2011).

Le nombre de plaquettes composant le réseau varie généralement de 5 à 12. Ce nombre de plaquettes, constituant le réseau, est déterminé en fonction de la taille du site, de la sensibilité des environs et de la précision attendue.

Les plaquettes sont disposées généralement en périphérie du site. On les place dans des zones où circulent les particules émises, à savoir sous les vents dominants, à proximité d'une activité émettrice de poussières, ou aux abords de zones sensibles (zone agricole ou viticole, habitations, secteur accueillant du public, zone naturelle...). Elles peuvent être installées dans un rayon allant jusqu'à 2 km autour du site. On pose parfois des plaquettes à l'intérieur du site lui-même pour contrôler un poste précis pouvant générer un empoussièrement particulier (Unicem, 2011).

La possibilité de collecter des poussières est limitée par la surface de colle disponible, une quantité importante de poussières sature la plaquette et les nouvelles poussières ne peuvent plus adhérer au support. C'est pourquoi la norme NF X 43-007 demande d'adapter la durée d'exposition aux quantités de poussières (Unicem, 2011). La norme indique une incertitude de répétabilité élargie de 50 %. La figure I.11 montre la vue d'une plaquette de dépôt.

Figure I. 11- Vue d'une plaquette de dépôt

(Source : Unicem, 2011)

b. Collecteur de précipitations

Le principe de la méthode du collecteur de précipitations, encore appelé jauge Owen, ou sa variante jauge Hibernia, est de recueillir et de conserver les retombées liquides ou solides (poussières sédimentables) dans un récipient d'une capacité suffisante pour la durée du prélèvement. Elle est décrite dans la norme NF X 43-006 « Mesure des retombées par la méthode des collecteurs de précipitations ».

Un collecteur de précipitations est un récipient cylindrique, à fond plat, de 200 mm de diamètre intérieur et de 400 mm de hauteur (Unicem, 2011).

Les figures I.12 et I.13 présentent respectivement les collecteurs de précipitation ainsi que sa schématisation.

Figure I. 12- Vue de collecteurs de précipitations

(Source : Unicem, 2011)

Figure I. 13-Schéma d'un collecteur de retombées atmosphériques totales : jauge Owen

(Pasquet, 2016).

En terrain découvert, le site doit être horizontal et l'objet le plus proche ne doit pas être à moins de 3 m du collecteur. En zone urbaine, un toit d'immeuble horizontal et plat, de hauteur moyenne pour la ville, doit être choisi. Dans les deux cas, le site de mesure doit être placé aussi loin que possible des sources spécifiques telles que cheminées, voies de circulation, arbres, ...

La durée d'exposition des collecteurs est de 30 jours #177; 2 jours. En fin de période, le contenu du collecteur est recueilli dans un flacon qui sera fermé hermétiquement et adressé à un laboratoire d'analyse.

Le traitement est réalisé par filtration, la masse récoltée est pesée. La fraction dissoute est déterminée par calcination et pesée du résidu. Les résultats sont exprimés en grammes de poussières déposées par mètre carré et par mois (Unicem, 2011).

I.6.2. Critères de choix des méthodes

En général et dans le cas de la surveillance d'un site en fonctionnement normal, concernant la mesure des concentrations dans l'air ambiant, l'utilisation de méthodes manuelles passives est à privilégier. Si elles ne sont pas disponibles pour la substance recherchée (elles n'existent que pour certains gaz) ou si le niveau d'incertitude ne permet pas une exploitation pertinente des résultats, les méthodes «manuelles actives» ou «automatiques» seront utilisées. L'usage des méthodes «automatiques» doit être réservé aux substances pour lesquelles il est nécessaire d'atteindre des résolutions temporelles fines (valeurs réglementaires horaires ou journalières, identification de source), d'obtenir de nombreux résultats sur de longues périodes ou d'avoir une incertitude réduite sur les résultats de mesures (INERIS, 2016). Le tableau I.3 présente le principe de choix des méthodes de collectes des retombées atmosphériques.

Tableau I. 3- Principe général de choix des méthodes de collectes

Méthodes	Critères de choix
Méthodes manuelles passives	Ø Méthode simple permettant de réaliser des mesures sur 7-14 jours/support Ø N'existe pas pour tous les polluants (absence pour les polluants particulaires) Ø Méthode indicative avec une incertitude élevée
Méthodes manuelles actives	Ø Existe une méthode pour de nombreux polluants Ø Incertitude mieux maîtrisée Ø Production de nombreux échantillons à analyser (24h/support au maximum)
Méthodes automatiques	Ø Résolutions temporelles fines (valeurs réglementaires horaires ou journalières, identification de source...) Ø Incertitudes faibles Ø Pas disponibles pour tous les polluants

(Source : INERIS, 2016)

I.6.3. Choix de points de collectes des retombées atmosphériques

Deux types de points de mesures sont retenus, ceux sous l'influence de l'installation, points « impactés », et ceux en dehors de celle-ci, points «témoins ». Leur caractérisation doit être réalisée à chaque campagne de mesure. A minima, il est choisi un point témoin où les niveaux attendus pour le paramètre mesuré sont localement les plus bas. La localisation des points de mesure « impactés » dépend de la nature de la source d'émission et du type de profil des retombées résultant au sol autour de celle-ci, de la répartition des cibles potentielles autour de l'installation et de la technique de mesure utilisée ainsi que des conditions de dispersion rencontrées.

L'implantation finale des points de mesure doit permettre une libre circulation de l'air autour de l'entrée du système de prélèvement. Il faut également s'éloigner de toute zone d'accroissement ou d'atténuation artificielle des concentrations que l'on souhaite caractériser. La hauteur de prélèvement est fixée entre 1,5 et 3 m du sol. Pour les prélèvements in situ, les espèces prélevées sur les différents points doivent être identiques et récoltées sur des supports comparables (INERIS, 2016).

I.7. Cadre réglementaire

I.7.1. Introduction

La dégradation de la qualité de l'air et les risques potentiels pour la santé que peuvent générer les particules atmosphériques, ont nécessité la mise en place d'une surveillance de la qualité de l'air à l'échelle mondiale, régit par différentes réglementations (Pasquet, 2016).

En raison du caractère dangereux des différents polluants et la dégradation de la qualité de l'air provoquant une dégradation de la santé des populations, la surveillance de la qualité de l'air est devenue une nécessité. Cette surveillance a débuté au début des années 60 pour ce qui concerne les dépositions des particules, puis elle a été remplacée, au début des années 70, par la surveillance de polluants gazeux, cette surveillance a été organisée par l'apparition des directives européennes de la gestion de la qualité de l'air dont l'Union Européenne définit le cadre (Zaher, 2012).

I.7.2. Surveillance de la qualité de l'air

A cet effet, pour les activités minières, le Règlement Minier (Annexe VIII) de la République Démocratique du Congo sur les directives de l'étude d'impact environnemental stipule en son article 51 intitulé de l'installation des dispositifs de contrôle de pollution de l'air que le requérant d'un droit minier d'exploration ou d'exploitation de carrières permanente est tenu d'installer des dispositifs de contrôle de la pollution de l'air dans les usines de traitement et de transformation.

Se référant à la définition susmentionnée des retombées atmosphériques, ces dernières, en fonction des substances et de l'usage des milieux, pourront conduire à une exposition directe des populations (voie inhalation) ou indirecte par une consommation de matrices environnementales accumulatrices (voie ingestion).

L'objectif de la surveillance de la qualité de l'air est de disposer de résultats de mesures qui vont permettre, à travers des campagnes de mesures ponctuelles et hors situations accidentelles, de déterminer si les retombées locales des émissions atmosphériques actuelles du site risquent de dégrader l'environnement. Le cas échéant, on devra évaluer si cette dégradation peut provoquer des effets sanitaires suite à des expositions directes ou indirectes sur le long terme à ces retombées.

Pour répondre à cet objectif, il est proposé une approche à deux niveaux dont :

Ø Les campagnes de 1^er niveau ou campagnes de mesures ponctuelles conduites au niveau soit du point de retombées maximum, soit des cibles qui sont les plus exposées aux retombées de l'installation ;

Ø Les campagnes de 2^ème niveau ou campagnes de mesures de gestion constituées d'un plan de maitrise des émissions atmosphériques du site ou d'investigations complémentaires dans les milieux d'exposition (INERIS, 2016).

I.7.3. Normes de qualité de l'air

La composition et les effets pathologiques des poussières en suspension dans l'air étant très difficiles à déterminer exactement, il est d'une difficulté extrême de fixer de façon rigoureuse la concentration maximale de poussières qui peut être tolérée sans danger dans l'atmosphère.

En se fondant sur une longue expérience, plusieurs pays ont établi et recommandé certaines normes, qui, toutefois, ne sauraient être prises indistinctement comme critères universels du fait des restrictions importantes qu'il faut parfois leur apporter sur des points tels que la méthode de prélèvement, la composition des poussières et les dimensions minimales et maximales des particules considérées. Quoi qu'il en soit, les normes adoptées par différents pays se sont révélées, malgré leur caractère empirique et leurs imperfections, d'utiles guides pratiques, qui montrent la voie à suivre pour atteindre le but final qui est celui d'éliminer complètement le risque que ces poussières présentent sur la santé humaine (Bureau International du Travail, 1965).

Ainsi, Il n'existe pas de valeurs limites congolaises relatives aux retombées atmosphériques totales pour l'industrie pyrométallurgique. Seule la norme allemande du TA LUFT 2002 définit la valeur de 350 mg/m²/jour (de poussières) comme valeur limite dans l'air ambiant pour éviter une pollution importante (Scal'Air, 2016).

Cette norme définit également des valeurs de référence en métaux contenus dans les retombées (Tableau I.4).

Tableau I. 4- Valeurs limites en métaux dans les retombées atmosphériques

Métaux	Valeurs limites (ug/m^2/jour)
Arsenic (As)	4
Plomb (Pb)	100
Cadmium (Cd)	2
Nickel (Ni)	15
Mercure (Hg)	1
Thallium 2	2

(Source : Scal'Air, 2016)

La norme ne précise aucune valeur de référence pour le zinc mais la littérature mentionne la valeur limite suisse dans les retombées de poussières à 400 ug/m²/jour. La norme du TA LUFT est habituellement utilisée pour les campagnes de surveillance de sites présentant un risque fort de retombées des poussières (à proximité d'usines de ciment, de carrières, etc.) (Scal'Air, 2016).

Aussi, le secteur industriel proche de la pyrométallurgie pour lequel des normes existent est celui du ciment. Pour ce secteur, plusieurs valeurs sont proposées ; par exemple, la norme française NFX43-007 fixe le seuil admissible à 1 g/m² par jour.

I.8. Pollution atmosphérique

I.8.1. Définitions

Le Conseil d'Europe dans sa déclaration de mars 1968 a proposé une définition pour la pollution de l'air : ''il y a pollution atmosphérique lorsque la présence d'une substance étrangère ou une variation importante dans la proportion de ses composants est susceptible de provoquer un effet nocif, compte tenu des connaissances scientifiques du moment, ou de créer ou une nuisance ou une gêne''.

Selon l'article 2 de la Loi sur l'Air et l'Utilisation Rationnelle de l'Energie (LAURE) (France, Loi N°96-1236 du 30 décembre 1996), la pollution atmosphérique est définie comme l'introduction par l'homme, directement ou indirectement, dans l'atmosphère et les espaces clos, de substances ayant des conséquences préjudiciables de nature à mettre en danger la santé humaine, à nuire aux ressources biologiques et aux écosystèmes, à influer sur les changements climatiques, à détériorer les biens matériels, à provoquer des nuisances olfactives excessives''.

D'après l'OMS, la pollution de l'air est la contamination de l'environnement intérieur ou extérieur par tout agent chimique, physique ou biologique qui modifie les caractéristiques de l'atmosphère (WHO, 2011). Ceci a lieu lorsque divers gaz, gouttelettes et particules se trouvent dans l'atmosphère au-delà de leurs concentrations normales ou y sont introduits par des sources anthropiques ou des phénomènes naturels (Borgie, 2014).

I.8.2. Types de pollution

La pollution de l'air n'a pas de barrière. Ainsi, certains polluants atmosphériques dont la durée de vie est élevée, peuvent migrer loin de leurs sources d'émission en interférant à différentes échelles spatiales. C'est pour cette raison que lors de la classification des phénomènes de pollution, il faut faire référence à l'échelle d'étude. Souvent dans la littérature, on se limite à trois niveaux d'échelles dont locale, régionale et globale (Figure I.14) (Ramanathan et Feng, 2009).

Figure I. 14- Types de pollution atmosphérique

(Source : Borgie, 2014)

a. Echelle locale

Il s'agit des pollutions rencontrées au voisinage direct des sources d'émissions comme les foyers industriels de combustion, les axes de circulation, le chauffage domestique, l'incinération des déchets, etc. Ces sources engendrent des pollutions de proximité ou des nuisances olfactives à des distances inférieures à quelques kilomètres. En effet, la matière particulaire en suspension (Particulate Matter, PM), les oxydes d'azote (NO_x), le dioxyde de soufre (SO₂), le monoxyde de carbone (CO), les Composés Organiques Volatils (COV), les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) et les métaux constituent les polluants les plus caractéristiques de ce type de pollution (Borgie, 2014).

b. Echelle régionale

La pollution régionale touche les zones distantes de quelques kilomètres à quelques centaines de kilomètres des sources d'émission de polluants. Cette pollution résulte des phénomènes physico-chimiques plus ou moins complexes à l'origine de la formation dans l'atmosphère de polluants dits « secondaires » à partir de polluants dits « primaires » rejetés par des sources émettrices. Notamment l'ozone (O₃), dont la formation dépend de la présence des NO_x et des COV, est le principal représentant de la pollution photochimique ainsi que les acides nitriques et sulfuriques, à partir des NO_x et du SO₂, sont responsables de la formation des pluies acides (Borgie, 2014).

c. Echelle globale ou mondiale

Elle correspond à une pollution à l'échelle de la planète, susceptible d'affecter l'équilibre de l'écosystème. Elle se caractérise par les substances impliquées dans le phénomène de changement climatique, notamment les gaz à effet de serre et en particulier le dioxyde de carbone (CO₂) et par les substances responsables de la diminution de la couche d'ozone stratosphérique, principalement les émissions de Chlorofluorocarbures (CFC) (Borgie, 2014).

I.8.3. Principaux polluants de l'air

Plusieurs éléments sont considérés comme des polluants de l'air parce qu'ils n'existent pas naturellement dans l'air ou ne s'y trouvent qu'à de très faibles niveaux de concentration, et qu'ils sont nocifs pour la santé et pour l'environnement. Ces polluants sont des gaz et des particules.

a. Monoxyde de carbone

Le monoxyde de carbone (CO) est formé par la combustion incomplète du carbone et provient essentiellement des moteurs des véhicules et des installations de combustion mal réglées (Borgie, 2016). La molécule de CO est stable au-dessus de 1000° C. En dessous de cette température, elle peut se décomposer selon l'équilibre réversible suivant:

2CO ? C + CO₂ + 163 kJ [1]

Il se fixe sur l'hémoglobine et peut entrainer des troubles respiratoires, des effets asphyxiants, des maux de tête et des troubles cardiaques (Borgie, 2016).

b. Oxydes d'azote

Les oxydes d'azotes (NO_x) comprennent le monoxyde d'azote (NO) et le dioxyde d'azote (NO₂), etc.Ces composés sont essentiellement émis lors des phénomènes de combustion notamment, par le secteur des transports (véhicules) et les installations de combustion (chauffage, centrales thermiques, etc.) (OMS, 2011). Le NO est issu des phénomènes de combustion à haute température par oxydation de l'azote de l'air, soit la réaction :

N₂ + O₂ + chaleur 2NO [2]

A température ambiante, le NO est instable et réagit avec l'oxygène (ou l'ozone) pour former du NO₂, soit les réactions [2], [3] ou [4]:

2NO + O₂ 2NO₂ [3] ou NO + O₃ NO₂ + O₂ [4]

Les oxydes d'azote participent à la formation de polluants photochimiques comme l'ozone, néfastes pour la santé, et à la formation de l'acide nitrique qui contribue d'une part au phénomène de pluies acides et d'autre part à la formation des particules secondaires de nitrate d'ammonium et de nitrate de sodium par conversion gaz-particule.

Parmi les NO_x, le NO₂ est le plus nocif pour la santé humaine (Borgie, 2016). C'est un gaz irritant pour l'appareil respiratoire et il favorise l'hyperréactivité bronchique. Les populations asthmatiques semblent être plus sensibles également à ce polluant, et chez l'enfant il peut favoriser des infections pulmonaires (OMS, 2011). Sa valeur moyenne d'exposition annuelle recommandée par l'OMS est de 40 ug/m³ (WHO, 2005).

c. Dioxyde de soufre

Le dioxyde de soufre (SO₂) a pour origine principale la combustion des énergies fossiles (diesel, charbon) riches en soufre. Les principales sources de SO₂ sont donc les installations de chauffage industriel et domestique, la production d'électricité et les véhicules à moteur (OMS 2011).

Certains procédés industriels produisent également des effluents soufrés tels que les raffineries de pétrole ainsi que certains procédés de fabrication. Le SO₂ peut avoir aussi des sources naturelles dont les plus importantes sont les feux de forêts et les éruptions volcaniques (INERIS, 2011).

Ce gaz peut s'oxyder puis se transformer en acide sulfurique qui contribue au phénomène de pluies acides et à la formation de particules secondaires par sa neutralisation avec l'ammonium (OMS, 2011). Le SO₂ est un gaz irritant pour l'appareil respiratoire et engendre une exacerbation de l'asthme, des bronchites chroniques et une sensibilisation aux infections respiratoires. La valeur guide préconisée par l'OMS est de 20 ug/m³ comme moyenne journalière (WHO, 2005).

d. Ozone

La production d'O₃ troposphérique directement par des sources anthropiques ou naturelles est pratiquement nulle. Il se forme dans l'atmosphère à partir d'autres précurseurs chimiques et son processus de formation peut être résumé comme suit :

Le NO émis dans l'atmosphère réagit rapidement avec l'O₃ pour former le NO₂, comme présenté dans la réaction [4]. Le NO₂ formé absorbe efficacement l'énergie du rayonnement solaire pour se dissocier en atomes d'oxygène et en NO, soit la réaction [5] :

NO₂ + hv NO + O [5]

Ces atomes d'oxygène réagissent rapidement à leur tour avec le dioxygène (O₂) pour reformer de l'ozone, soit la réaction [6] :

O₃ + O + M O₃ + M (M = O₂ ou bien N₂) [6]

M représente une troisième molécule qui absorbe l'énergie excédentaire libérée au cours de cette réaction, stabilisant ainsi la molécule d'ozone nouvellement formée. Ces réactions ([4], [5] et [6]) décrivent un état d'équilibre photochimique qui s'établirait dans l'atmosphère (Borgie, 2016).

Dans une atmosphère polluée, les COV participent à la formation de l'ozone. En effet, les rayonnements solaires transforment les COV en radicaux peroxydes qui réagissent avec le NO pour former le NO₂. Ensuite, ce NO₂ formé participe à la réaction R4 qui, suivie par la réaction R5, donne naissance à une nouvelle molécule d'ozone. L'ozoe est un gaz agressif provoquant une diminution de la fonction pulmonaire et un déclenchement des crises d'asthme (OMS, 2011). La concentration limite recommandée par l'OMS est de 100 ug/m³ moyenne sur 8 heures (WHO, 2005).

e. Composés Organiques Volatils (COV)

Ces composés organiques volatils sont des composés qui, à l'exclusion du méthane, contiennent du carbone, de l'hydrogène, de l'oxygène, du soufre, de l'azote ou du phosphore, à l'exception des oxydes de carbone et des carbonates. Ces composés se trouvent à l'état de gaz ou de vapeur dans les conditions normales de température et de pression. Selon cette définition, les hydrocarbures liés ou non à d'autres composés atmosphériques y sont des COV. Les sources importantes des émissions des COV sont les solvants industriels et les véhicules. Mais aussi ils proviennent de la nature, des solvants non industriels, de la pétrochimie (Hadjila, 2016).

Les effets sanitaires des COV sont divers et variables selon la nature du polluant envisagé. Ils vont d'une gêne olfactive légère jusqu'à des effets mutagènes et cancérogènes (benzène, formaldéhyde) (Borgie, 2016).

f. Particules

Le terme ''particule'' concerne, en général, les aérosols créés par la dispersion dans l'air de solides et de liquides atomisés, poudres ou gouttelettes et implique donc les termes de poussières, fumées, suies, brumes, brouillard, smog. C'est ainsi que les particules fines de différentes classes granulométriques PM10, PM2,5 et PM1 constituent un important facteur de pollution de l'air, particulièrement en milieu urbain où le trafic routier est dense.

Les particules en suspension dans l'atmosphère sont engendrées par une grande variété de processus physiques (condensation de vapeurs saturées, érosion mécanique de matériaux et chimiques). Elles sont émises dans l'atmosphère à partir de nombreuses sources, parmi lesquelles les combustions, les procédés industriels (sidérurgies, charbonnages cimenteries, etc.) et les phénomènes naturels (volcans et feux de forêts). Les véhicules Diesel sont les principaux émetteurs de particules (suies et fines). Elles contiennent des substances toxiques comme des métaux lourds ou des hydrocarbures (Hadjila, 2016).

CHAPITRE II. PRESENTATION DE LA STL

II.1.Historique

La STL est une S.A.S.U de droit congolais créée par le Groupement pour le Terril de Lubumbashi (GTL) pour produire de l'alliage blanc au départ de la scorie des ex usines de la GCM. Son usine, d'un investissement évalué à environ 130 millions $US a été mise en marche à la fin de l'année 2000. En 2017 la STL avait suspendu ses activités pour une durée de deux ans. A la reprise des activités en 2019, celle-ci est devenue une propriété à 100% Gécamines.

L'usine a pour vocation le retraitement des scories dans un four à arc électrique d'environ 17 mètres de diamètre pouvant contenir 1.600 tonnes de scories. La capacité de production annuelle de cette usine est de 4.500 tonnes de cobalt et 2.000 tonnes de cuivre sous forme d'alliage blanc ainsi que 15.000 tonnes de zinc sous forme d'oxyde. L''usine emploie environ 300 travailleurs sas compter les contractants.

Les réserves de scories valorisables estimées à environ 4,5 millions de tonnes, devraient alimenter l'usine pendant au moins 17 ans à sa capacité nominale. Les granules d'alliage blanc sont ensachés et exportés en Chine. L'oxyde de zinc est pelletisé. Il appartient à la Gécamines qui le revend en Afrique du Sud.

Comme dit précédemment, l'usine est alimentée à partir du terril de scories constitué par les ex Usines de Lubumbashi auxquelles on ajoute 4% de coke. La STL n'envisage de traiter que le tiers de l'ensemble du terril évalué à environ 14 millions de tonnes.

Les scories que valorise la STL contiennent en moyenne 2,2% Co ; 1,3% Cu ; 6-8% Zn et 22% de Fe. La gangue est constituée principalement de SiO₂, FeO, CaO et MgO. La constitution de ce terril indique que c'est la partie externe de ce dernier constitué entre 1971 et 1992 qui est la plus riche en cobalt, tandis que celle déposée entre 1931 et 1970 est riche en germanium.

En ce qui concerne le procédé mis en oeuvre, on peut noter que la scorie est séchée puis mélangé au coke suivant des proportions déterminées par suite d'un calcul de charge avant d'être alimentés dans le four. Ce four principal amène le mélange au point de fusion situé à environ 1400°C. La phase métallique obtenue est envoyée au four à induction pour en augmenter la température et en permettre la granulation à l'eau. La scorie épuisée sortante est, à son tour, granulée à l'eau et stockée près de son point d'origine à l'usine FEL.

Sur le plan géographique et topographique, la STL est implantée dans la ville de Lubumbashi (Figure II.1). Elle se situe dans le synclinal de Lubumbashi bordé au Nord-Est par l'anticlinal de la Ruashi et au Sud-Est par l'anticlinal de Kisanga. Elle se trouve sur une surface plus ou moins aplanie, à une altitude d'environ 1210 m et est encadrée par les coordonnées géographiques suivantes :

Ø Longitude : 27° 27' 54'' - 27° 28' 12'' Est

Ø Latitude : 11° 40' 30'' - 11° 41' 06''Sud

Figure II. 1- Vue aérienne du site d'exploitation de la STL (encadré en rouge) et directions des vents dominants (coin inférieur droit)

Nivière Lubumbashi

S

O Lubumbashi

Eivière Lubumbashi

Rivière Lubumbashi

(Source : EWES, 2014)

Sur le plan climatique, la STL est implantée dans la ville de Lubumbashi qui est sous un climat sec avec deux saisons. La saison de pluie allant d'octobre à avril et la saison sèche allant d'avril à octobre. Les précipitations moyennes annuelles à Lubumbashi sont d'environ 1239 mm avec une température moyenne annuelle de 25°C.

Le régime de vents sur le site de la STL est caractéristique des zones tropicales et particulièrement du Haut-Katanga. Il se caractérise par des alizés australs, vents réguliers et constants. Durant la saison sèche les vents soufflent nettement des secteurs compris entre l'Est-Sud-Est et l'Est-Nord-Est. Les vents de Sud-Est sont les plus nombreux. Ils soufflent environ 144 jours par an. Les quelques vents accidentels peu nombreux viennent toujours des directions comprises entre Nord et Sud-Sud-Est.

Les données météoriques placées sur les différents sites interneten rapport avec la ville de Lubumbashi pour le mois de novembre renseignent que la vitesse du vent varie en moyenne de 6 à 35 km/h. Ces vitesses sont rarement nulles.

En bref, l'usine STL est érigée sur des formations à prédominance gréseuse avec une alternance de microgrès (macigno) et de shales micro gréseux.

Sur le plan hydrographique et hydrostatique, la rivière Lubumbashi est la seule qui draine le site STL. Elle traverse le périmètre d'exploitation du côté Sud-Est et Nord-Est du site.

La rivière Lubumbashi prend sa source au Nord-Est de la ville de Lubumbashi. Elle traverse la ville de Lubumbashi et se jette dans la Kafubu. Son débit moyen est de 1,2 m³/s. Elle permet d'approvisionner l'usine de STL en eau (de refroidissement, de granulation, etc.). Le niveau hydrostatique du site se situe autour de Z moyen à 1179,8 m.

II.2. Bref aperçu sur la STL

La Société pour le Traitement du Terril de Lubumbashi (STL en sigle) est une usine pyrométallurgique qui produit de l'alliage blanc et la poudre d'oxyde de zinc au départ de la scorie des ex usines de la Générale des carrières et des Mines (GCM) de Lubumbashi. Le procédé de production mis en oeuvre comporte le séchage, l'enfournement la fusion de la scorie et du coke suivant des proportions déterminées par suite d'un calcul de charge. La fusion se fait dans un four électrique d'environ 17 mètres de diamètre qui peut contenir près de 1.600 tonnes de scories. Ce four principal amène le mélange au point de fusion situé à environ 1.400°C. La phase métallique obtenue est envoyée au four à induction pour en augmenter la température et en permettre la granulation à l'eau. La scorie épuisée sortante est, à son tour, granulée à l'eau et stockée près de son point d'origine à l'usine FEL.

II.3. Zones d'émissions de poussières

Les émissions canalisées sont connues et peuvent facilement être maîtrisées dans le procédé.

Dans les émissions diffuses, on peut évoquer les poussières générées au transport, au chargement et au déchargement des matières (scorie et coke). Les principales zones concernées sont :

Ø Le hall de stockage du coke ;

Ø La zone de séchage ;

Ø Le hall des silos de stockage ;

Ø Le hall de pelletisation ;

Ø La zone comprise entre le hall de pelletisation et le hall des fours ;

Ø Le hall des fours (à arc électrique et à induction) ;

Ø Le hall d'empaquetage.

Dans ces zones les émissions ont été beaucoup plus observées :

Ø Au déchargement et à la reprise du coke dans le hall de stockage de ce dernier ;

Ø Au l'alimentation des trémies réceptrices ou des silos de stockage ;

Ø Au cyclonage (zone de séchage coke et scorie);

Ø Au déchargement du coke ou de la charge sur les bandes transporteuses;

Ø Au transport du coke ou de la charge sur les bandes transporteuses ;

Ø etc.

Ø II.3.1. Hall de stockage coke

Le coke venant du Zimbabwe et stocké dans un hall qui génèrent beaucoup de fines particules lors du chargement et déchargement du coke.

II.3.2. Hall de séchage

Un chargeur reprend les scories du stock tampon pour les charger dans une trémie d'alimentation de la zone de séchage qui occasionne la poussière dans la zone située en dessous de la trémie d'alimentation du coke et l'espace entre le vibro de sortie de la trémie et la bande transporteuse avec une bande résistant aux vibrations. Puisles endroits de fuites et l'espace libre du pavement en grilles au niveau supérieur avec des tôles. L'empoussiérage est également provoqué par la hauteur de chute dematière lors du chargement des trémies d'alimentation.

II.3.3. Hall de silos de stockage

La scorie et éventuellement le coke, après séchage, sont transportés par un convoyeur à bande couvert vers les trémies de stockage et sont stockés dans trois silos dont deux pour la scorie et un pour le coke. Il y a des fortes poussières lors du stockage de la charge dans les silos puis lors de la vidange des silos. La poussière est beaucoup plus remarquée lors du chargement dans les silos de stockages et à la sortie du transfert entre deux convoyeurs. Certaines quantités de poussières sont canalisées à l'aide d'un filtre à manche qui aspire ces dernières au niveau du chargement et du déchargement des silos stockées dans de baques-à-poussière.

II.3.4. Hall de pelletisation

La poussière est évacuée lors de la pelletisation de la poudre d'oxyde de zinc. Les granules d'alliage blanc sont ensachés et exportés en Chine. L'oxyde de zinc est pelletisé. Le déchargement de l'oxyde de zinc ensaché à l'aide d'un transporteur emporte les poussières à son passage.

II.3.5. Zone entre Hall de pelletisation et Hall des fours

Cette zone contient les ouvertures par lesquelles il y a émission de la poudre de zinc et l'espace de la CV017 qui émettent beaucoup plus des poussières. La mauvaise étanchéité du capotage du convoyeur fait que les émissions soient assez importantes.

II.3.6. Hall des fours

Lors du transport de la charge sur les bandes transporteuses mobiles et immobiles, il y a dispersion des poussières. La non-couverture de bandes transporteuses mobiles disperse les poussières. Il y a ici un dispositif de captage de poussières au niveau de chute des matières mais qui n`est pas à mesure de capter toutes les poussières émises.

II.3.7. Hall d'empaquetage

Lors du remplissage des big bag et le transport des granules sur un convoyeur a bande qui ne pas couvert, les poussières sont diffusément émises.

Partie expérimentale

CHAPITRE III. MATERIEL ET METHODES

III.1. Matériel

Pour évaluer les retombées atmosphériques sur le site d'exploitation de la STL dans les différentes zones, certains matériels ont été utilisés pour la collecte et le traitement.

III.1.1. Matériel de collecte des poussières

Ces matériels sont de jauges de déposition, plaquettes, poteaux en bois et enduit fixateur hydrophobe.

a. Jauges de déposition des poussières

Ces jauges sont de forme cylindrique à base de matière plastique. Elles ont 7,3 cm de hauteur et de diamètre de 6,4 cm (diamètre supérieur de la jauge ou du capteur) permettant de capter les poussières par gravité dans l'eau distillée.

Figure III. 1- Présentation des jauges

b. Plaquettes en verre et poteau en bois

Les plaquettes en verre de 5 ×10 cm sont fixées sur des poteaux en bois de 1,5 m de hauteur. Les particules qui se déposent sur la plaquette par gravité sont retenues par l'enduit qui recouvre la plaquette. L'enduit est défini par la norme AFNOR comme un fixateur hydrophobe, ayant la propriété de fixer les poussières déposées. La figure III.2 présente la plaquette collée sur un poteau en bois.

Poteau en bois

Plaquette en verre

Figure III. 2- Présentation d'une plaquette et d'un poteau en bois

c. Enduit fixateur hydrophobe

L'enduit a servi pour capter les particules en y mettant une quantité sur la plaquette en verre. L'enduit est utilisé lors de la collecte des poussières sur le site de la STL est présenté à la figure III.3.

Figure III. 3- Enduit fixateur hydrophobe

III.1.2. Matériel d'analyses

Parmi ce matériel, il y a l'étuve, la balance analytique, le microscope optique, l'hygromètre et le spectromètre d'absorption atomique (ICP-MS).

a. Etuve

Pour sécher, les échantillons des jauges de déposition, ces derniers étaient placés dans l'étuve à la température de 105°C #177; 2° C pendant 24 heures.

b. Balance analytique

La balance analytique de la Figure III.4 a servi pour peser les jauges avant et après échantillonnage. Elle a une sensibilité de 0,1 mg.

Figure III. 4- Balance analytique du labo STL

c. Microscope

Le type de microscope utilisé est le microscope trinoculaire, type B-383Pli associé à un ordinateur pour visualiser les images (Figure III.5)

Plaquette sur la platine

Figure III. 5- Vue du microscope utilisé associé à l'ordinateur

d. Hygromètre

La température et l'humidité relative ont été prélevées à l'aide de cet instrument. La figure III.6 montre un hygromètre.

Figure III. 6- Vue d'un hygromètre

e. Spectromètre d'absorption atomique (ICP-MS)

Cet appareil a servi de détection et d'identification de la composition de l'échantillon par une analyse chimique.

III.2. Choix de points de prelevement

Le choix de points de prélèvement a été fait par rapport aux zones impactées par des retombées atmosphériques au sein du site d'exploitation. La localisation des points de mesures impactés est fonction du profil des retombées attendu au niveau du sol autour de l'installation, des conditions de dispersions rencontrées et de la répartition des cibles potentielles autour de celle-ci (INERIS, 2016).

C'est en fonction de ces conditions que les jauges de dépositions ainsi que les lamelles sont disposées de manière á balayer toutes les zones (abritées et semi-abritées) susceptibles d'être considérées comme source d'émissions diffuses de poussières. Il s'agit du hall de stockage du coke (zone 1), de la zone de séchage (zone 2), du hall des silos de stockage du coke et de la scorie (zone 3), du hall de pelletisation (zone 4), de la zone comprise entre le hall de pelletisation et le hall des fours (zone 5), du hall des fours à arc électrique et à induction (zone 6) et enfin du hall d'empaquetage (zone 7). Ces zones de prélèvement sont illustrées à la figure III.7.

Hall de stockage du coke

Zone de séchage

Hall des silos de stockage

Hall de pelletisation

Zone entre hall de pelletisation et hall des fours

Hall des fours (à arc et à induction)

Hall d'empaquetage

Figure III. 7- Localisation des zones sources d'émissions diffuses de poussières source :EWES, 2015

III.3. Conservation et Transport des échantillons

Pour une bonne analyse des échantillons au laboratoire, il est recommandé que ces derniers soient bien conservés afin d'éviter toute contamination. C'est ainsi que dans notre cas, les échantillons de jauges après prélèvement étaient placés ponctuellement dans des cartons fermés hermétiquement (pour éviter la contamination) selon les zones puis acheminés dans l'étuve afin d'éliminer l'humidité. Tandis que les échantillons des lamelles étaient placés dans des petits cartons bien fermés selon les zones de collecte des poussières.

Il faut signaler que ces lamelles étaient placées séparément dans des cartons à l'aide d'un séparateur afin d'éviter qu'elles se superposent l'une contre l'autre, ce qui pourrait affecter des analyses.

Ces cartons contenant les échantillons étaient transportés avec délicatesse jusqu'au lieu d'analyse : A la faculté polytechnique pour les échantillons des lamelles et sur place à STL pour ceux des jauges. La figure III.8 illustre les travaux sur terrain lors de retrait et de conservation des échantillons à la zone de silos de stockage des émissions des poussières.

Figure III. 8- Retrait et conservation des échantillons

III.4. Méthodologie

III.4.1. Prélèvement des retombées atmosphériques

Le réseau de control était constitué de 100 jauges au départ et s'est terminé avec moins de 100 à un nombre variable selon les campagnes. La campagne de prélèvement s'est déroulée en trois phases : Janvier, Avril (13 Avril au 04 Mai) et Juillet (11 Juillet au 02 Aout) pour les jauges de déposition et de 10 h pour les plaquettes de déposition pendant une journée.

III.4.2. Principes

L'émission dans l'atmosphère de poussières est généralement un phénomène discontinu en matière de flux. En fonction de la taille, de la granulométrie et de la nature des particules et des conditions météorologiques (vent, température, humidité), les particules ont un temps de résidence plus ou moins long dans l'atmosphère et vont être éliminées selon deux processus de dépôts atmosphériques distincts :

Ø les retombées sèches (par gravitation, par mouvement Brownien ou par impaction et interception) ;

Ø les retombées humides (lessivage durant les précipitations ou piégeage par les gouttes d'eau nuageuses).

La mesure des retombées sèches et humides au sol est réalisée au moyen de collecteurs de précipitations ou jauges de déposition décrite dans la norme D1739 intitulée « Standard method for collection and analysis of dustfall (settleableparticulates) »publiée par l'American Society for Testing and Materials (ASTM).

A cette méthode, on a associé la technique de prélèvement par des plaquettes métalliques (en acier inoxydable) telle que décrite dans la norme NFX 43-007. Ces plaquettes de 5×10 cm (en verre dans notre cas) enduites d'un fixateur hydrophobe (la pommade de marque « Krayons »dans notre cas) sont fixées à l'aide d'un ruban adhésif sur un poteau en bois de 1,5 m de hauteur (Kaniki et Kalonji, 2015).

Cette méthode normalisée, NF X 43-007 "Détermination des retombées atmosphériques totales" de Décembre 2008 permet de rendre compte des niveaux de dépôts actuels dans la zone d'étude.

Ainsi, après une période donnée, le contenu du cylindre est placé à l'étuve (à 105^°C) jusqu'à poids constant après évaporation de l'eau. La jauge et son contenu est pesée ; et la différence de poids avec le poids initial de la jauge vide constitue le poids des poussières recueillies. Le bilan est vérifié en pesant de nouveau la jauge vide.

Quant aux plaquettes de déposition, Après un temps donné, le dépôt recueilli sur la lame en verre est examiné au microscope optique pour la détermination de la taille des particules. Le microscope utilisé est un microscope optique classique trinoculaire de type B-383Pli 4/0.10.

Pour la détermination de la taille, le temps d'exposition des lames est de l'ordre de 10 à 24 heures en vue de rendre possible l'observation au microscope. Un temps trop long (supérieur à 24 heures) est à éviter du fait qu'il faut absolument avoir une déposition mono couche des poussières afin de rendre possible le comptage au microscope.

III.4.3. Description du dispositif de collecte

a. Jauges de déposition

Comme décrite dans la norme D1739, ces jauges permettent d'échantillonner les retombées totales sèches mais aussi humides (précipitations) qui retombent au niveau du sol. Dans notre cas, ces jauges sont assimilables à un contenant cylindrique (à cône tronqué comme le montre la figure III.9. 

Figure III. 9- Description de la jauge de déposition

b. Plaquettes de déposition (lamelles)

Les plaquettes constituées d'enduit fixateur hydrophobe sont fixées sur des poteaux de manières à capter les poussières. La figure III.10 illustre les dimensions du poteau ainsi que celles de la plaquette.

Figure III. 10- Description du dispositif utilisé pour capter les poussières

III.4.4. Préparation du matériel de récoltes des retombées

La préparation du matériel de récoltes des retombées s'est faite de la manière suivante :

Ø Pour les jauges de déposition, il a été attaché sur la paroi extérieure de ces dernières la mention« à ne pas toucher » afin d'appeler à la vigilance les agents travaillant sur site à ne pas les emporter. Toutes ces jauges étaient codées suivant les zones de prélèvement (de 1 à 100) ;

Ø Pour les plaquettes de déposition (lamelles), chaque plaquette était enduite d'un fixateur hydrophobe pour pouvoir capter par gravitation les particules des poussières. Ensuite les plaquettes étaient fixées à l'aide d'un ruban adhésif sur des poteaux en bois de 1,50 m de hauteur. Le fixateur hydrophobe était mis sur la plaquette à partir du laboratoire dans un milieu non poussiéreux puis acheminer sur le site.

III.4.5. Mesure de l'humidité relative

L'humidité relative influence aussi la dispersion des particules. Pour ce faire, il y a eu prélèvement de cette dernière dans chaque zone en se servant de l'hygromètre.

III.4.6. Mesure de la température

Etant donné que la température aussi influe sur la dispersion des poussières, c'est ainsi qu'à l'aide de l'hygromètre, celle-ci a été prélevée dans chaque zone susmentionnée.

III.4.7. Analyse gravimétrique

La méthode gravimétrique est une méthode quantitative qui est basée sur la détermination de la masse d'un composé pur auquel l'analyte est apparenté chimiquement. Cette méthode analytique est basée sur des mesures de masse effectuées à l'aide de la balance analytique, un instrument qui fournit des résultats très exacts et précis.

a. But

Cette analyse avait pour but de déterminer le poids des retombées atmosphériques récoltées pendant 22 jours d'exposition.

b. Mode opératoire

Pour effectuer cette analyse, les étapes suivantes ont servi de jalon :

Ø Peser les jauges vides une à une à l'aide de la balance analytique avec une marge d'écart de 20 secondes ;

Ø Enregistrer les masses de jauge dans un fichier Excel ;

Ø Placer le contenu du cylindre après 22 jours d'exposition dans l'étuve à 105°C jusqu'à poids constant après évaporation de l'eau ;

Ø Peser ensuite la jauge et son contenu ;

Ø Vérifier le bilan en pesant de nouveau la jauge vide.

Les figures III.11 et III.12donnent respectivement l'aperçu du travail de laboratoire la vue des échantillons après étuvage

Figure III. 12- pesage avant échantillonnage Figure III. 12- Jauge après échantillonnage

La concentration des solides non-dissous était calculée en se basant sur la méthode établie par Norela et al. (2009) comme :

[2]

Où :

Ø C_s : Concentration des solides non dissous (flux des poussières) en mg/m²/jour ;

Ø M₁ : Poids de la jauge avant échantillonnage en mg ;

Ø M₂ : Poids de la jauge contenant des solides non-dissous (mg) ;

Ø A : Surface de la jauge (m²) ;

Ø T : Période d'échantillonnage (jour).

III.4.8. Analyse quantitative chimique

Introduction

Les analyses chimiques des poussières ont été réalisées par Spectrométrie d'Absorption Atomique utilisant un Plasma à Couplage Inductif. Les analyses chimiques ont été réalisées au laboratoire de l'OCC sur les échantillons composites D/01, D/02, D/03, D/04, D/05, D/06 et D/07 respectivement des zones de stockage coke, séchage, silos de stockage, pelletisation, entre le hall des fours et le hall de pelletisation et la zone d'empaquetage. Ces échantillons composites ont été constitués avec sur les trois campagnes par zone.

a. Principe de fonctionnement

L'ICP-MS est une technique de détection et d'identification extrêmement sensible qui permet de déterminer la composition de l'échantillon. Le principe de fonctionnement de cet appareil est qu'en introduisant un échantillon dans l'appareil, celui-ci est vaporisé puis ionisé par une source de bombardement électronique (à 70 eV). L'ion ainsi obtenu (ion moléculaire) permet la détermination de la masse molaire des composés de l'échantillon. Des ruptures des liaisons chimiques peuvent y former des ions fragments caractéristiques. Ceux-ci sont ensuite triés en fonction de leur rapport masse/charge dans un analyseur par application d'un champ magnétique ou électrique, puis collectés par un détecteur qui amplifie le signal associé aux ions qui arrivent en des temps différents. Un système de traitement des données transforme les informations du détecteur en un spectre de masse dont la lecture, par comparaison avec des spectres références, permet d'établir la carte d'identité de la molécule.

III.4.9. Analyse microscopique

L'analyse microscopique a été réalisée à l'aide d'un microscope optique Trinoculaire, type B-383Pli associé à un ordinateur pour visualiser les images.Ainsi, pour la détermination de la taille, le temps d'exposition des lames est de l'ordre de 10 à 24 heures en vue de rendre possible l'observation au microscope. Un temps trop long est à éviter du fait qu'il faut absolument avoir une déposition mono couche de poussières afin de rendre possible le comptage au microscope. Après un temps donné, le dépôt recueilli sur la lame en verre est examiné au microscope optique (Laboratoire d'analyses environnementales de la Faculté Polytechnique) pour la détermination de la taille des particules.

a. But

Le but de cette analyse était de déterminer la taille des particules composant les échantillons des retombées des poussières particulièrement celle comprises entre 1 et 10 um.

b. Principe de fonctionnement

La technique d'analyse microscopique consiste à poser l'échantillon de la plaquette sur la platine et celui-ci à l'aide d'un ordinateur affichera l'image de la plaquette sous forme de photo. Etant obtenue, elle sera ensuite analyser à l'aide du logiciel Axio-Vision par la méthode de comptage.

c. Mode opératoire

Le mode opératoire utilisé pour déterminer les tranches granulométriques les plus nuisibles à la santé (granulométrie de l'ordre de PM2,5 à PM10) est le suivant :

Ø Déterminer le grossissement de l'objectif (40× dans notre cas, valeur inscrite sur l'objectif lui-même) ;

Ø Déterminer le grossissement de l'oculaire (10× dans notre cas, valeur inscrite sur l'oculaire lui-même) ;

Ø Déterminer le grossissement global de l'observation en multipliant le grossissement de l'objectif à celui de l'oculaire. D'où, le grossissement final de la particule observée au microscope est 400× ;

Ø Placer l'échantillon de plaquette sur la platine de sorte qu'il apparait claire ;

Ø Régler l'éclairage pour que la visualisation de l'image soit nette ;

Ø Enregistrer l'image sur le logiciel Axio Vision pour le comptage.

d. Axio Vision

Pour déterminer la taille de particules par la méthode de comptage, nous nous sommes servis du logiciel Axio Vision. C'est un logiciel qui offre une interface graphique bien adaptée avec des séquences d'opérations structurées, taillées sur mesure pour les besoins industriels. Ce logiciel permet d'étudier facilement la relation entres les structures des différents matériaux et d'analyser leurs propriétés. Il sert donc d'analyse et de mesure des matériaux.

Il est d'application pour la recherche dans la science des matériaux et l'ingénierie des matériaux.

CHAPITRE IV. PRESENTATION ET ANALYSE DES RESULTATS

IV.1. Humidité relative et température

La mesure de l'humidité relative et de la température a été réalisée dans chaque zone où les émissions diffuses sont importantes entre autres la zone de stockage coke, la zone de séchage, la zone de silos de stockage, la zone de pelletisation, la zone entre le hall des fours et le hall de pelletisation ainsi qu'à la zone d'empaquetage. Ces mesures ont été faites pour voir l'influence de certaines conditions météorologiques sur la dispersion des poussières dans les zones précitées. Les tableaux IV.1à IV.3présentent les résultats des mesures faites au cours de trois premières campagnes de l'an 2020.

Tableau IV. 1- Résultats des mesures de la température et de l'humidité relative de la campagne de Janvier

N°	Zones de prélèvement	Température (^o)	Humidité (%)
1	Zone de Stockage Coke	27,0	40,5
2	Zone de séchage	27,6	44,4
3	Zone de silos de stockage	25,9	35,7
4	Zone de Pelletisation	27,6	64,8
5	Zone entre hall des fours et hall de pelletisation	28,9	73,0
6	Zone des Fours	27,5	42,5
7	Zone d'empaquetage	28,7	67,4

Tableau IV. 2- Résultats des mesures de la température et de l'humidité relative au cours de la campagne d'Avril

N°	Zones de prélèvement	Température (^o)	Humidité (%)
1	Zone de Stockage Coke	25,1	35,9
2	Zone de séchage	24,3	30,5
3	Zone de silos de stockage	25,0	35,5
4	Zone de Pelletisation	24,7	34,4
5	Zone entre hall des fours et hall de pelletisation	25,9	37,5
6	Zone des Fours	28,5	40,5
7	Zone d'empaquetage	26,4	39,6

Tableau IV. 3- Résultats des mesures de la température et de l'humidité relative au cours de la campagne de Juillet

N°	Zones de prélèvement	Température (^o)	Humidité (%)
1	Zone de Stockage Coke	26,8	38,7
2	Zone de séchage	29,0	34,4
3	Zone de silos de stockage	24,2	38,0
4	Zone de Pelletisation	26,1	40,3
5	Zone entre hall des fours et hall de pelletisation	28,2	36,8
6	Zone des Fours	29,5	40,9
7	Zone d'empaquetage	25,7	38,4

Les résultats des tableaux IV.1 à IV.3 montrent qu'au cours des trois premières campagnes de l'an 2020 les valeurs de température variaient entre 24,3 et 29,5°C respectivement dans les zones de séchage et des fours au cours des campagnes d'avril et de juillet. Celles d'humidité relative variaient entre 30,5 et 73,0% respectivement dans la zone de séchage et la zone entre le hall de pelletisation et le hall des fours des fours au cours des campagnes d'avril et de janvier.

IV.1. Quantification des rétombées atmosphériques

Le réseau de contrôle initialement constitué de 100 jauges a permis d'obtenir 96 échantillons. Les tableaux IV.4 à IV.8donnent les résultats quantitatifs des poussières recueillies ou flux des poussières exprimés en g/m²par jour. La section de la jauge étant de 0,00322 m².

Ces tableaux illustrent les résultats des flux de poussières échantillonnées au cours de la campagne de Janvier 2020.

Tableau IV. 4- quantitatifs des retombées des poussières dans la zone de stockage coke

N°	Code	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	E1	Entrée côté droit Mag	0,35	0,06	0,91
2	E2	Entrée côté gauche/UL		0,09	1,30
3	E3	Milieu hall côté droit Mag		0,17	2,47
4	E4	Milieu hall côté gauche		0,16	2,32
5	E5	Sortie hall côté droit		0,12	1,65
6	E6	Sortie hall côté droit		0,23	3,32
Moyenne				0,14	2,00

Les résultats de ce tableau montrent que le flux de poussières obtenu est faible, mais il est supérieur à la valeur de référence fixée par la norme allemande. Le flux de poussière varie de 0,91 à 3,32 g/m²/ jour respectivement dans les échantillons E1 et E6.

Tableau IV. 5- Résultats des flux des retombées des poussières de la zone de séchage

N°	Code	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	E7	Trémie alimentation coke	0,35	0,89	12,58
2	E8	Trémie alimentation scorie		1,73	24,42
3	E9	CV alimentation coke		4,84	68,38
4	E10	Rez-de-chaussée cyclone		1,36	19,22
5	E11	Niveau 1 cyclone		12,83	181,34
6	E12	Niveau 2 cyclone		2,83	39,96
7	E13	ED Dispacthdryer début		4,25	60,03
8	E14	ED Dispacthdryer fin		0,41	5,82
9	E15	EG Dispacthdryer début		3,61	51,10
10	E16	EG Dispacthdryer fin		23,92	338,13
Moyenne				5,67	80,10

Les résultats du tableau IV.5montrent que le flux de poussières obtenu varie de 5,82 à 338,13 g/m²/jour respectivement dans les échantillons E14 et E16. La moyenne observée dans cette zone étant de 80,10 g/m²/jour. Il sied de signaler que les échantillons E11 et E16 étaient plus proche des sources des émissions.

Tableau IV. 6- Résultats des flux des retombées des poussières de la zone de silos de stockage de coke et scorie

N°	Code	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	E19	ED Rez-de-chaussée	0,35	4,21	59,51
2	E20	FD Rez-de-chaussée		9,70	137,19
3	E21	EG Rez-de-chaussée		3,10	43,90
4	E22	FG Rez-de-chaussée		9,17	129,59
5	E23	EG Niveau 1		2,49	35,25
6	E24	Niveau 2 silos scorie-coke		0,63	8,94
7	E25	Niveau 2 silo coke		1,58	22,31
8	E26	EG Niveau 3		36,92	521,93
9	E27	FG Niveau 3		23,00	325,10
10	E28	ED Niveau 3		35,79	505,91
11	E29	FG Niveau 3		36,91	521,85
Moyenne				14,86	210,13

Les résultats du tableau IV.6montrent que la moyenne du flux de poussières obtenu dans cette zone est importante soit 714 fois supérieure à la valeur de référence fixée par la norme allemande. Le flux de poussières varie de 8,94 à 521,93 g/m²/jour respectivement dans les échantillons E24 et E26.

Tableau IV. 7- Résultats quantitatifs des retombées des poussières de la zone de pelletisation

N°	Code	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	E30	EG Atelier chaudro fond	0,35	0,59	8,30
2	E31	EG Atelier chaudro début		1,41	20,00
3	E32	ED Atelier chaudro début		3,19	45,13
4	E33	ED Atelier chaudro milieu		5,70	80,61
5	E34	ED Atelier chaudro fond		1,73	24,47
6	E35	ED Dryer 31 début		1,28	18,06
7	E36	ED Dryer 31 fond		1,46	20,66
8	E37	ED Dryer 31 milieu hall		0,70	9,96
Moyenne				2,19	28,40

Les résultats du tableau IV.7montrent que la moyenne du flux de poussières obtenu dans cette zone est 81 fois supérieure à la valeur de référence fixée par la norme allemande. Le flux de poussières varie de 8,30 à 80,61 g/m²/jour respectivement dans les échantillons E30 et E33.

Tableau IV. 8- Résultats quantitatifs des retombées des poussières de la zone entre le hall de pelletisation et le hall des fours

N°	Code	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	E38	CAD et au début 35CV17	0,35	4,87	68,87
2	E39	CAD et au milieu 35CV17		15,10	213,43
3	E40	CAD Niveau 1		0,73	10,29
4	E41	CAG et au début 35CV17		27,35	386,72
5	E42	CAG et au milieu 35CV17		2,49	35,23
6	E43	CAG et au bout 35CV17		19,84	280,46
7	E44	Pieds 2 cooler 1		0,47	6,66
8	E45	Pieds 2 cooler 1 milieu		1,02	14,37
9	E46	Pieds 1 cooler 2		0,80	11,32
10	E47	Pieds 1 cooler 2 milieu		1,23	17,47
Moyenne				7,39	104,48

Les résultats du tableau IV.8montrent que la moyenne du flux de poussières obtenu dans cette zone est importante soit 299 fois supérieure à la valeur de référence fixée par la norme allemande. Le flux de poussières varie de 6,66 à 386,72 g/m²/jour respectivement dans les échantillons E30 et E33. Il sied de signaler que les échantillons E39, E41 et E43 étaient plus proche des sources d'émissions.

Tableau IV. 9- Résultats quantitatifs des retombées des poussières de la zone d'empaquetage

N°	Code	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	E87	EG Pilier 1	0,35	0,53	7,45
2	E88	EG Pilier 2		0,56	7,93
3	E89	EG Pilier 4		0,35	4,96
4	E90	EG Pilier 5 m		1,20	17,03
5	E91	EG Pilier 6		0,45	6,44
6	E92	EG Pilier 7		0,20	2,77
7	E93	EG Porte pilier 9		3,07	43,36
8	E94	EG Porte double battant		0,21	3,02
9	E95	Niveau 1 Vis sans fin		0,15	2,08
10	E96	Niveau 1 Bout dryer		0,57	8,10
11	E97	CV Alimentation métal		1,99	28,08
12	E99	CV A côté trémie métal		0,24	3,40
13	E100	Face bassin métal		7,79	110,17
Moyenne				1,33	18,83

Les résultats du tableau IV.9montrent que la moyenne du flux de poussières obtenu dans cette zone est 54 fois supérieure à la valeur de référence fixée par la norme allemande. Le flux de poussières varie de 2,08 à 110,17 g/m²/jour respectivement dans les échantillons E95 et E100. Il sied de signaler que seul l'échantillon E100 était plus proche des sources d'émissions et c'est le seul échantillon ayant enregistré une valeur de flux au-delà de 100 g/m²/jour.

Tableau IV. 10- Résultats quantitatifs des retombées des poussières de la zone des fours

N°	Code	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	E49	RDC Plancher fondeur	0,35	0,27	3,89
2	E50	RDC Pilier lingotière		0,37	5,22
3	E51	RDC Bruleur FI 36 BU 10		0,17	2,41
4	E52	RDC Réparation poche		1,33	18,79
5	E53	Préchauffage couvercle		1,62	22,91
6	E54	RDC Sprayerchamber		0,23	3,28
7	E55	RDC Etabli vulganisation		0,52	7,43
8	E56	RDC Dépôt charbon bois		0,40	5,73
9	E57	RDC Trou monte-charge		0,46	6,53
10	E58	RDC Sous station elect		0,02	0,25
11	E59	Niveau 1 Dévidoir 38 /UL		0,13	1,84
12	E60	Niveau 1 Escalier dispatch		0,30	4,19
13	E61	Niveau 1 WC		0,25	3,62
14	E62	Niveau 1 MTH 01		0,11	1,60
15	E63	Niveau 1 Cheminée gaz		0,10	1,49
16	E64	Niveau 2 Pontier/UL		0,52	7,38
17	E65	Niveau 2 E/UL		1,11	15,66
18	E66	Niveau 2 trou monte-charg		0,97	13,76
19	E67	Niveau 2 Dévidoir 43		0,39	5,5119
20	E68	Niveau 2 Porte 1		0,57	8,01
21	E69	Niveau 2 Porte 2		0,26	3,65
22	E70	Niveau 2 Porte 3		0,31	4,43
23	E71	Niveau 3 E/UL/pilier 1		1,11	15,67
24	E72	Niveau 3 E/UL/pilier 2		2,62	37,07
25	E73	Niveau 3 E/UL/pilier 3		2,19	30,92
26	E74	Niveau 3 E/UL/pilier 5		2,59	36,68
27	E75	Niveau 3 E/UL/pilier 8		2,67	37,73
28	E76	Niveau 3 E/UL/pilier 9		2,57	36,29
29	E77	Niveau 3 Milieu flan TK04		1,11	15,71
30	E78	Niveau 3 Dévidoir 49		0,90	12,77
31	E79	Niveau 3 Cheminée gaz		2,77	39,18
32	E80	Niveau 3 Exhausteur		2,40	33,96
33	E82	Niveau 4 E/UL/ CV13B		0,95	13,41
34	E84	Niveau 4 Face CV13B		4,63	65,51
35	E86	Niveau 4 Droite CV13B		1,92	27,16
Moyenne				1,11	15,70

Les résultats du tableau IV.10montrent que la moyenne du flux de poussières obtenu dans cette zone est 45 fois supérieure à la valeur de référence fixée par la norme allemande. Le flux de poussières varie de 0,24 à 65,51 g/m²/jour respectivement dans les échantillons E84 et E58. Il sied de signaler que vingt échantillons de cette zone ont un flux de poussière inférieur à 10 g/m²/jour, quatorze présentent un flux compris entre 10 et 50 g/m²/jour, seul l'échantillon E84 a enregistré une valeur supérieure à 50 g/m²/jour.

Le tableau IV.11 présente les moyennes obtenues par zone au cours de la campagne de Janvier.

Tableau IV. 11- Moyennes des retombées des poussières pour la campagne de Janvier 2020

N°	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	Zone de stockage de coke	0,35	0,14	2,00
2	Zone de séchage		5,67	80,10
3	Zone de silos de stockage		14,86	210,13
4	Zone de pelletisation		2,19	28,40
5	Zone entre Hall de pelletisation et Hall des fours		7,39	104,48
6	Hall des fours		1,11	15,70
7	Hall d'empaquetage		1,33	18,83

Sur base des résultats du tableau IV.11, il ressort clairement que la zone des silos de stockage a un flux d'empoussièrement beaucoup plus grand que les autres, elle est suivie des zones entre le hall de pelletisation et le hall des fours et de séchage. Les zones de pelletisation, d'empaquetage et des fours ont enregistrés un flux d'empoussièrement faible par rapport aux deux zones précédentes dans lesquelles l'alimentation se fait 24h/24.

La zone de coke renferme un flux d'empoussièrement très faible comparativement aux autres vu que le temps de manutention dans cette zone est limité par le fait que l'alimentation de l'usine en coke se fait chaque jour pendant deux heures soit de 10h00 à 12h00. Sous forme de graphique les résultats du tableau IV.11 sont présentés sur la figure IV.1.

Figure IV. 1-Evolution du flux de poussières dans différentes zones de l'usine au cours de la campagne de Janvier 2020

Le réseau de contrôle pour la campagne d'avril initialement constitué de 100 jauges a été clôturé avec 98 échantillons. Les tableaux IV.12 à IV.18donnent les résultats quantitatifs des flux de poussières exprimés en g/m²par jour.

Tableau IV. 12- Résultats quantitatifs des retombées des poussières de la zone de stockage coke

N°	Code	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	E1	Entrée côté droit Mag	0,35	0,15	1,90
2	E2	Entrée côté gauche/UL		0,15	1,91
3	E3	Milieu hall côté droit Mag		0,41	5,30
4	E4	Milieu hall côté gauche		0,09	1,16
5	E5	Sortie hall côté droit		0,13	1,61
6	E6	Sortie hall côté gauche		0,12	1,53
Moyenne				0,17	2,24

Les résultats de ce tableau montrent que le flux de poussières obtenu est faible, mais il est supérieur à la valeur de référence fixée par la norme allemande. Ce flux varie de 1,16 à 5,30 g/m²/ jour respectivement dans les échantillons E4 et E3. La moyenne de cette zone est six fois supérieure à la norme.

Tableau IV. 13- Résultats quantitatifs des retombées des poussières de la zone de séchage

N°	Code	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	E7	Trémie alimentation coke	0,35	4,12	53,19
2	E8	Trémie alimentation scorie		0,14	1,76
3	E9	CV alimentation coke
4	E10	Rez-de-chaussée cyclone		14,73	189,97
5	E11	Niveau 1 cyclone		0,47	6,02
6	E12	Niveau 2 cyclone		0,36	4,58
7	E13	ED Dispacthdryer début		0,10	1,29
8	E14	ED Dispacthdryer fin		1,24	15,95
9	E15	EG Dispacthdryer début		0,63	8,18
10	E16	EG Dispacthdryer fin		0,58	7,46
11	E17	CV Alimentation scorie		2,39	30,77
12	E18	Cage receptrice		2,49	32,10
Moyenne				2,48	31,93

Les résultats du tableau IV.13montrent que le flux de poussières obtenu varie de 1,76 à 189,97 g/m²/jour respectivement dans les échantillons E8 et E10. La moyenne observée dans cette zone étant de 31,93 g/m²/jour. Il sied de signaler que la moyenne de la zone est 91 fois supérieure à la norme et que l'échantillon 10 était beaucoup plus proche de la source d'émission de poussières.

Tableau IV. 14- Résultats quantitatifs des retombées des poussières de la zone de silos de stockage de coke et scorie

N°	Code	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	E19	ED Rez-de-chaussée	0,35	3,18	41,04
2	E20	FD Rez-de-chaussée		23,27	300,10
3	E21	EG Rez-de-chaussée		1,81	23,33
4	E22	FG Rez-de-chaussée		2,81	36,31
5	E23	EG Niveau 1		45,18	582,77
6	E24	Niveau 2 silos scorie-coke		0,19	2,45
7	E25	Niveau 2 silo coke		1,70	21,90
8	E26	EG Niveau 3		40,06	516,77
9	E27	FG Niveau 3		27,03	348,71
10	E28	ED Niveau 3		20,82	268,51
11	E29	FG Niveau 3		24,63	317,65
Moyenne				17,33	223,59

Les résultats du tableau IV.14montrent que la moyenne du flux de poussières obtenu dans cette zone est importante soit 638 fois supérieure à la valeur de référence fixée par la norme allemande. Le flux de poussières varie de 2,45 à 582,77 g/m²/jour respectivement dans les échantillons E24 et E23.

Tableau IV. 15- Résultats quantitatifs des retombées des poussières de la zone de pelletisation

N°	Code	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	E30	EG Atelier chaudro fond	0,35	6,64	85,67
2	E31	EG Atelier chaudro début		1,86	24,05
3	E32	ED Atelier chaudro début		1,38	17,86
4	E33	ED Atelier chaudro milieu		2,04	26,35
5	E34	ED Atelier chaudro fond		2,50	32,27
6	E35	ED Dryer 31 début		2,09	26,94
7	E36	ED Dryer 31 fond		2,49	32,13
8	E37	ED Dryer 31 milieu hall		1,84	23,72
Moyenne				2,72	33,62

Les résultats du tableau IV.15montrent que la moyenne du flux de poussières obtenu dans cette zone est 96 fois supérieure à la valeur de référence fixée par la norme allemande. Le flux de poussières de la zone varie de 17,86 à 85,67 g/m²/jour respectivement dans les échantillons E32 et E30.

Tableau IV. 16- Résultats quantitatifs des retombées de la zone entre le hall de pelletisation et le hall des fours

N°	Code	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	E38	CAD et au début 35CV17	0,35	50,97	657,42
2	E39	CAD et au milieu 35CV17		1,00	12,95
3	E40	CAD Niveau 1		0,86	11,14
4	E41	CAG et au début 35CV17		2,59	33,37
5	E42	CAG et au milieu 35CV17		12,52	161,43
6	E43	CAG et au bout 35CV17		51,24	660,92
7	E44	Pieds 2 cooler 1		0,44	5,70
8	E45	Pieds 2 cooler 1 milieu		0,54	6,98
9	E46	Pieds 1 cooler 2		0,10	1,32
10	E47	Pieds 1 cooler 2 milieu		0,43	5,49
Moyenne				12,07	155,67

Les résultats du tableau IV.16montrent que la moyenne du flux de poussières obtenu dans cette zone est importante soit 445 fois supérieure à la valeur de référence fixée par la norme allemande. Le flux de poussières varie de 1,32 à 660,92 g/m²/jour respectivement dans les échantillons E46 et E43. Signalons aussi que les échantillons E38, E42 et E43 étaient plus proche des sources d'émissions.

Tableau IV. 17- Résultats quantitatifs des retombées des poussières de la zone d'empaquetage

N°	Code	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	E87	EG Pilier 1	0,35	1,19	15,33
2	E88	EG Pilier 2		0,88	11,41
3	E89	EG Pilier 4		0,93	12,00
4	E90	EG Pilier 5 m		0,44	5,63
5	E91	EG Pilier 6		0,28	3,66
6	E92	EG Pilier 7		0,23	3,03
7	E93	EG Porte pilier 9		0,18	2,35
8	E94	EG Porte double battant		0,22	2,80
9	E95	Niveau 1 Vis sans fin		13,73	177,16
10	E96	Niveau 1 Bout dryer		0,56	7,19
11	E97	CV Alimentation métal		5,72	73,76
12	E98	EG Fond et en face porte		2,67	34,39
13	E99	CV A côté trémie métal		7,46	96,28
14	E100	Face bassin métal		0,74	9,59
Moyenne				2,52	32,47

Les résultats du tableau IV.17montrent que la moyenne du flux de poussières obtenu dans cette zone est 93 fois supérieure à la valeur de référence fixée par la norme allemande. Le flux de poussières varie de 2,35 à 117,16 g/m²/jour respectivement dans les échantillons E93 et E95. Il sied de signaler que seul l'échantillon E95 était plus proche des sources d'émissions et c'est le seul échantillon ayant enregistré une valeur de flux au-delà de 100 g/m²/jour.

Tableau IV. 18- Résultats quantitatifs des retombées de poussières de la zone des fours

N°	Code	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	E48	RDC Pilier 2 face FI	0,35	0,32	4,08
2	E49	RDC Plancher fondeur		0,22	2,86
3	E50	RDC Pilier lingotière		0,23	2,99
4	E51	RDC Bruleur FI 36 BU 10		0,26	3,31
5	E52	RDC Réparation poche		0,16	2,10
6	E53	Préchauffage couvercle		0,17	2,25
7	E54	RDC Sprayerchamber		0,43	5,54
8	E55	RDC Etabli vulganisation
9	E56	RDC Dépôt charbon bois		0,63	8,10
10	E57	RDC Trou monte-charge		0,28	3,60
11	E58	RDC Sous station elect		0,25	3,28
12	E59	Niveau 1 Dévidoir 38 /UL		0,32	4,07
13	E60	Niveau 1 Escalier dispatch		0,36	4,58
14	E61	Niveau 1 WC		0,31	3,96
15	E62	Niveau 1 MTH 01		0,19	2,40
16	E63	Niveau 1 Cheminée gaz		0,61	7,88
17	E64	Niveau 2 Pontier/UL		0,26	3,37
18	E65	Niveau 2 E/UL		0,79	10,25
19	E66	Niveau 2 trou monte-charg		1,71	22,05
20	E67	Niveau 2 Dévidoir 43		0,80	10,32
21	E68	Niveau 2 Porte 1		0,29	3,77
22	E69	Niveau 2 Porte 2		0,68	8,81
23	E70	Niveau 2 Porte 3		7,04	90,84
24	E71	Niveau 3 E/UL/pilier 1		0,65	8,33
25	E72	Niveau 3 E/UL/pilier 2		1,65	21,25
26	E73	Niveau 3 E/UL/pilier 3		1,77	22,77
27	E74	Niveau 3 E/UL/pilier 5		1,28	16,56
28	E75	Niveau 3 E/UL/pilier 8		4,00	51,61
29	E76	Niveau 3 E/UL/pilier 9		3,36	43,32
30	E77	Niveau 3 Milieu flan TK04		2,04	26,25
31	E78	Niveau 3 Dévidoir 49		0,77	9,89
32	E79	Niveau 3 Cheminée gaz		1,75	22,60
33	E80	Niveau 3 Exhausteur		1,85	23,92
34	E81	Niveau 3 E/ Bassin scorie		4,55	58,72
35	E82	Niveau 4 E/UL/ CV13B		0,69	8,92
36	E83	Niveau 3 Bis trémie		2,48	31,96
37	E84	Niveau 4 Face CV13B		9,94	128,21
38	E85	Niveau 3 Bis E/UL		0,48	6,15
39	E86	Niveau 4 Droite CV13B		1,32	16,98
Moyenne				1,44	18,63

Les résultats du tableau IV.18montrent que la moyenne du flux de poussières obtenu dans cette zone est 53 fois supérieure à la valeur de référence fixée par la norme allemande. Le flux de poussières varie de 2,10 à 65,51 g/m²/jour respectivement dans les échantillons E52 et E84. Il sied de signaler que vingt-quatre échantillons de cette zone ont un flux de poussière inférieur à 10 g/m²/jour, quatorze présentent un flux compris entre 10 et 100 g/m²/jour, seul l'échantillon E84 a enregistré une valeur supérieure à 100 g/m²/jour.

Le tableau IV.19 présente les moyennes obtenues par zone au cours de la campagne d'avril.

Tableau IV. 19- Moyennes des retombées des poussières pour la campagne d'avril 2020

N°	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	Zone de stockage de coke	0,35	0,17	2,24
2	Zone de séchage		2,48	31,93
3	Zone de silos de stockage		17,33	223,59
4	Zone de pelletisation		2,72	33,62
5	Zone entre Hall de pelletisation et Hall des fours		12,07	155,67
6	Hall des fours		1,44	18,63
7	Hall d'empaquetage		2,52	32,47

Sur base des résultats du tableau IV.19, il ressort clairement que la zone des silos de stockage a un flux d'empoussièrement beaucoup plus grand que les autres, au cours de la campagne de janvier cette zone avait aussi enregistré un grand flux. Elle est suivie de la zone entre le hall de pelletisation et le hall des fours. Les autres zones ont enregistré un flux d'empoussièrement faible par rapport aux deux zones précédentes dans lesquelles l'alimentation se fait 24h/24. Le flux de poussière dans ces zones est compris entre 18,63 et 33,62 g/m²/j

La zone de coke renferme un flux d'empoussièrement très faible comparativement aux autres. Dans cette même zone était observée la plus faible valeur de flux de poussières au cours de la campagne de janvier. Sous forme de graphique les résultats du tableau IV.19 sont présentés sur la figure IV.2.

Figure IV. 2- Evolution du flux de poussières dans différentes zones de l'usine au cours de la campagne d'Avril 2020

Le réseau de contrôle pour la campagne de juillet initialement constitué de 100 jauges a été clôturé avec 93 échantillons. Les tableaux IV.20 à IV.26 donnent les résultats quantitatifs des flux de poussières exprimés en g/m²par jour.

Tableau IV. 20- Résultats quantitatifs de retombées des poussières dans la Zone de Stockage Coke

N°	Code	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	E1	Entrée côté droit Mag	0,35	0,56	7,18
2	E2	Entrée côté gauche/UL		0,17	2,22
3	E3	Milieu hall côté droit Mag		0,51	6,62
4	E4	Milieu hall côté gauche
5	E5	Sortie hall côté droit		0,50	6,46
6	E6	Sortie hall côté gauche		0,17	2,17
Moyenne				0,38	4,93

Les résultats du tableau IV.20montrent que le flux de poussières obtenu est faible, mais il est supérieur à la valeur de référence fixée par la norme allemande. Le flux de poussière varie de 2,17 à 7,18 g/m²/ jour respectivement dans les échantillons E6 et E1.

Tableau IV. 21- Résultats quantitatifs des retombées des poussières dans la zone de séchage

N°	Code	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
2	E8	Trémie alimentation scorie		1,01	12,99
3	E9	CV alimentation coke		2,07	26,71
4	E10	Rez-de-chaussée cyclone		7,47	96,34
5	E11	Niveau 1 cyclone		0,22	2,81
6	E12	Niveau 2 cyclone
7	E13	ED Dispacthdryer début		0,89	11,53
8	E14	ED Dispacthdryer fin		3,99	51,43
9	E15	EG Dispacthdryer début		0,25	3,20
10	E16	EG Dispacthdryer fin		1,65	21,23
11	E17	CV Alimentation scorie		3,73	48,16
12	E18	Cage réceptrice		1,68	21,70
Moyenne				6,98	80,04

Les résultats du tableau IV.21 montrent que le flux de poussières obtenu varie de 2,81 à 584,36 g/m²/jour respectivement dans les échantillons E11 et E7. La moyenne observée dans cette zone étant de 80,04 g/m²/jour. Il sied de signaler que la moyenne de la zone est 229 fois supérieure à la norme et que l'échantillon E7 était beaucoup plus proche de la source d'émission de poussières.

Tableau IV. 22- Résultats quantitatifs des retombées des poussières dans la zone de silos de stockage de coke et scorie

N°	Code	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	E19	ED Rez-de-chaussée	0,35	3,34	43,04
2	E20	FD Rez-de-chaussée		16,98	219,00
3	E21	EG Rez-de-chaussée
4	E22	FG Rez-de-chaussée		2,46	31,71
5	E23	EG Niveau 1		42,19	544,20
6	E24	Niveau 2 silos scorie-coke		0,23	2,93
7	E25	Niveau 2 silo coke		1,60	20,68
8	E26	EG Niveau 3		15,85	204,50
9	E27	FG Niveau 3		16,31	210,32
10	E28	ED Niveau 3		13,14	169,50
11	E29	FG Niveau 3		21,11	272,30
Moyenne				13,32	171,82

Les résultats du tableau IV.22montrent que la moyenne du flux de poussières obtenu dans cette zone est importante soit 638 fois supérieure à la valeur de référence fixée par la norme allemande. Le flux de poussières varie de 2,93 à 544,20 g/m²/jour respectivement dans les échantillons E24 et E23. La moyenne du flux de poussière enregistrée dans cette zone est 491 fois supérieure à la norme allemande.

Tableau IV. 23- Résultats quantitatifs des retombées des poussières dans la zone de pelletisation

N°	Code	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	E30	EG Atelier chaudro fond	0,35	3,36	43,32
2	E31	EG Atelier chaudro début		0,83	10,73
3	E32	ED Atelier chaudro début		3,13	40,33
4	E33	ED Atelier chaudro milieu		3,23	41,67
5	E34	ED Atelier chaudro fond		3,01	38,84
6	E35	ED Dryer 31 début		2,51	32,35
7	E36	ED Dryer 31 fond		1,66	21,48
8	E37	ED Dryer 31 milieu hall		2,70	34,86
Moyenne				2,53	32,95

Les résultats du tableau IV.23montrent que la moyenne du flux de poussières obtenu dans cette zone est 94 fois supérieure à la valeur de référence fixée par la norme allemande. Le flux de poussières de la zone varie de 10,73 à 41,67 g/m²/jour respectivement dans les échantillons E31 et E33.

Tableau IV. 24- Résultats quantitatifs des retombées des poussières dans la zone entre le hall de pelletisation et le hall des fours

N°	Code	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	E38	CAD et au début 35CV17	0,35	19,61	252,99
2	E39	CAD et au milieu 35CV17		1,25	16,16
3	E40	CAD Niveau 1		0,22	2,79
4	E41	CAG et au début 35CV17		1,60	20,69
5	E42	CAG et au milieu 35CV17		9,56	123,36
6	E43	CAG et au bout 35CV17		27,84	359,05
7	E44	Pieds 2 cooler 1		1,10	14,14
8	E45	Pieds 2 cooler 1 milieu		1,74	22,41
9	E46	Pieds 1 cooler 2		0,38	4,86
10	E47	Pieds 1 cooler 2 milieu		0,70	8,99
Moyenne				6,40	82,84

Les résultats du tableau IV.24 montrent que la moyenne du flux de poussières obtenu dans cette zone est importante soit 237 fois supérieure à la valeur de référence fixée par la norme allemande. Le flux de poussières varie de 2,79 à 359,05 g/m²/jour respectivement dans les échantillons E40 et E43. Signalons aussi que les échantillons E38, E42 et E43 étaient plus proche des sources d'émissions.

Tableau IV. 25- Résultats quantitatifs des retombées des poussières dans la zone d'empaquetage

N°	Code	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	E87	EG Pilier 1	0,35	1,04	13,43
2	E88	EG Pilier 2		0,65	8,38
3	E89	EG Pilier 4		0,90	11,59
4	E90	EG Pilier 5 m
5	E91	EG Pilier 6
6	E92	EG Pilier 7		0,21	2,76
7	E93	EG Porte pilier 9		0,20	2,62
8	E94	EG Porte double battant		0,24	3,06
9	E95	Niveau 1 Vis sans fin		4,12	53,15
10	E96	Niveau 1 Bout dryer		0,14	1,86
11	E97	CV Alimentation métal		6,26	80,77
12	E98	EG Fond et en face porte		1,92	24,77
13	E99	CV A côté trémie métal		5,19	66,97
14	E100	Face bassin métal		0,54	7,02
Moyenne				1,79	23,03

Les résultats du tableau IV.25montrent que la moyenne du flux de poussières obtenu dans cette zone est 66 fois supérieure à la valeur de référence fixée par la norme allemande. Le flux de poussières varie de 1,86 à 80,77 g/m²/jour respectivement dans les échantillons E96 et E97. Il sied de signaler que les échantillons E95 ; E97 et E99 étaient plus proche des sources d'émissions, dans cette zone six échantillons ont un flux inférieur à 10 g/m²/j ; trois ont un flux compris entre 10 et 50 g/m²/j et trois autres ont enregistré une valeur de flux au-delà de 50 g/m²/jour.

Tableau IV. 26- Résultats quantitatifs des retombées des poussières dans la zone des fours

N°	Code	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	E48	RDC Pilier 2 face FI	0,35	0,57	7,34
2	E49	RDC Plancher fondeur		0,93	12,02
3	E50	RDC Pilier lingotière		0,06	0,73
4	E51	RDC Bruleur FI 36 BU 10		0,27	3,49
5	E52	RDC Réparation poche		0,19	2,47
6	E53	Préchauffage couvercle		0,92	11,80
7	E54	RDC Sprayerchamber		0,99	12,75
8	E55	RDC Etabli vulganisation		0,09	1,19
9	E56	RDC Dépôt charbon bois
10	E57	RDC Trou monte-charge
11	E58	RDC Sous station elect		0,38	4,90
12	E59	Niveau 1 Dévidoir 38 /UL		0,45	5,76
13	E60	Niveau 1 Escalier dispatch		0,46	5,92
14	E61	Niveau 1 WC		0,30	3,82
15	E62	Niveau 1 MTH 01		0,26	3,41
16	E63	Niveau 1 Cheminée gaz		0,44	5,73
17	E64	Niveau 2 Pontier/UL		0,27	3,45
18	E65	Niveau 2 E/UL		2,45	31,63
19	E66	Niveau 2 trou monte-charg		0,75	9,67
20	E67	Niveau 2 Dévidoir 43		0,62	8,05
21	E68	Niveau 2 Porte 1		0,38	4,93
22	E69	Niveau 2 Porte 2		0,73	9,47
23	E70	Niveau 2 Porte 3		6,90	88,95
24	E71	Niveau 3 E/UL/pilier 1		0,63	8,14
25	E72	Niveau 3 E/UL/pilier 2		1,26	16,28
26	E73	Niveau 3 E/UL/pilier 3		1,17	15,10
27	E74	Niveau 3 E/UL/pilier 5		0,75	9,73
28	E75	Niveau 3 E/UL/pilier 8		3,09	39,92
29	E76	Niveau 3 E/UL/pilier 9		2,67	34,42
30	E77	Niveau 3 Milieu flan TK04		1,11	14,32
31	E78	Niveau 3 Dévidoir 49		0,75	9,64
32	E79	Niveau 3 Cheminée gaz		1,23	15,88
33	E80	Niveau 3 Exhausteur		1,53	19,70
34	E81	Niveau 3 E/ Bassin scorie		2,37	30,60
35	E82	Niveau 4 E/UL/ CV13B		0,38	4,96
36	E83	Niveau 3 Bis trémie		1,71	22,08
37	E84	Niveau 4 Face CV13B		10,66	137,45
38	E85	Niveau 3 Bis E/UL		0,35	4,57
39	E86	Niveau 4 Droite CV13B		0,88	11,31
Moyenne				1,32	17,07

Les résultats du tableau IV.26montrent que la moyenne du flux de poussières obtenu dans cette zone est 49 fois supérieure à la valeur de référence fixée par la norme allemande. Le flux de poussières varie de 0,73 à 137,45 g/m²/jour respectivement dans les échantillons E50 et E84. Il sied de signaler que vingt et un échantillons de cette zone ont un flux de poussière inférieur à 10 g/m²/jour, quinze présentent un flux compris entre 10 et 100 g/m²/jour, seul l'échantillon E84 a enregistré une valeur supérieure à 100 g/m²/jour, ceci prouve à suffisance que E84 était proche de la source d'émissions.

Le tableau IV.27 présente les moyennes obtenues par zone au cours de la campagne de juillet.

Tableau IV. 27- Moyennes des retombées des poussières pour la campagne de juillet 2020

N°	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Poids poussière (g)	Flux poussière (g/m^2/j)
1	Zone de stockage de coke	0,35	0,38	4,93
2	Zone de séchage		6,98	80,04
3	Zone de silos de stockage		13,32	171,82
4	Zone de pelletisation		2,53	32,95
5	Zone entre Hall de pelletisation et Hall des fours		6,40	82,84
6	Hall des fours		1,32	17,07
7	Hall d'empaquetage		1,79	23,03

Sur base des résultats du tableau IV.27, il ressort clairement que la zone des silos de stockage a un taux d'empoussièrement beaucoup plus grand que les autres, au cours de la campagne d'avril cette zone avait aussi enregistré un grand flux. Elle est suivie de la zone entre le hall de pelletisation et le hall des fours ainsi que de la zone de séchage. Les trois autres zones ont enregistré un taux d'empoussièrement compris entre 17,07 et 32,95 g/m²/j

La zone de coke renferme un flux d'empoussièrement faible comparativement aux autres soit 4 fois moins que le taux observé au hall des fours. Dans cette même zone fut observé la plus faible valeur de flux de poussières au cours de la campagne d'avril. Sous forme de graphique les résultats du tableau IV.27 sont présentés sur la figure IV.3.

Figure IV. 3- Evolution du flux de poussières dans différentes zones de l'usine au cours de la campagne de Juillet 2020

Le tableau IV.28 présente une synthèse des résultats obtenus lors des trois premières campagnes des mesures d'évaluation des retombées de poussières au cours de l'année 2020.

Tableau IV. 28- Synthèse des moyennes des retombées de poussières au cours de trois premières campagnes

N°	Localisation Echantillon	Norme (g/m^2/j)	Flux de poussières (g/m^2/j)
			Janvier	Avril	Juillet
1	Zone de stockage de coke	0,35	2	2,24	4,93
2	Zone de séchage		80,1	31,93	80,04
3	Zone de silos de stockage		210,13	223,59	171,82
4	Zone de pelletisation		28,4	33,47	32,95
5	Zone entre Hall de pelletisation et Hall des fours		104,48	155,67	82,84
6	Hall des fours		15,7	18,63	17,07
7	Hall d'empaquetage		18,83	32,47	23,03

Il ressort clairement des résultats du tableau IV.28 que le flux de poussières obtenu au cours de la campagne de juillet dans la zone de stockage coke est plus grand que les flux obtenus au cours des campagnes de janvier et avril. Le flux de poussières de la zone de séchage au cours des campagnes de janvier et juillet est presque le même et il est presque deux fois le flux obtenu au cours de la campagne d'avril. Au cours des campagnes de janvier et de juillet il y a eu des vents forts qui seraient à la base de la dispersion de poussières.

Les flux de poussières obtenus dans la zone des silos de stockage, au cours de ces trois campagnes sont les plus élevés de toutes les zones, la campagne d'avril a enregistré un grand flux alors que celle de juillet un faible. Ceci s'expliquerait par le fait que le coke alimenté au mois de juillet avait une grande granulométrie que celui des autres.

Les flux de poussières obtenus à la zone comprise entre le hall de pelletisation et le hall des fours viennent en deuxième position en ordre de grandeur après la zone des silos de stockage, suivis des flux obtenus à la zone de séchage. Les flux du hall de pelletisation viennent en quatrième position juste avant les flux du hall d'empaquetage, suivi du hall des fours. Sous forme de graphique, ces résultats sont présentés par la figure IV.4.

Figure IV. 4- Evolution du flux de poussières dans différentes zones de l'usine au cours de l'année 2020

IV.3. Analyse microscopique

Les analyses microscopiques ont été réalisées au laboratoire d'analyses environnementales de la faculté polytechnique de l'Université de Lubumbashi. La détermination de la taille des particules a été réalisée sur des échantillons prélevés en plusieurs zones. Le prélèvement a été réalisé au moyen des plaquettes en verre posées sur des poteaux en bois comme décrit dans la partie méthodologique. Cette campagne a été menée au cours des mois de janvier, avril et juillet avec un temps d'exposition de 10 heures pendant la journée. Le but était de déterminer la proportion des fines, car ce sont les fines qui posent de très sérieux problèmes sanitaires. Les observations au microscope, suivi d'un traitement des images à l'aide du logiciel axio vision ont permis de classifier les particules en fonction de leurs tailles.

Les tableaux IV.29 à IV.31 donnent la répartition granulométrique des retombées de poussières récoltées au cours des trois premières campagnes de l'année 2020.

Tableau IV. 29- Répartition granulométrique des retombées de poussières au cours de la campagne de janvier

N°	Localisation	Répartition de la taille des particules (%)
		?2,5um	2,5 um à 10 um	+10 um
1	Zone de stockage coke	0	27	73
2	Zone de séchage	0	12	88
3	Zone de silos de stockage	14	45	41
4	Zone de pelletisation	15	43	42
5	Zone entre hall de pelletisation et hall des fours	2	18	80
6	Zone d'empaquetage	8	59	33
7	Zone des fours	14	45	41
Moyenne		7,6	35,6	56,9

Sur base des résultats de ce tableau, il est constaté qu'au cours de la campagne de janvier deux zones n'ont pas enregistrées la présence de très fines particules de poussières. Cependant dans les zones de stockage coke, de séchage et entre le hall des fours et hall de pelletisation les fractions grossières ont été beaucoup plus remarquables que les fines.

Dans les zones de silos de stockage, de pelletisation, d'empaquetage et des fours, la proportion des particules de taille intermédiaire était plus représentée que les fines et les grossières. Il s'observe aussi que sur base de la moyenne de la campagne de janvier, les particules grossières étaient en grand nombre que les intermédiaires et les fines.

Tableau IV. 30- Répartition granulométrique des retombées de poussières au cours de la campagne d'avril

N°	Localisation	Répartition de la taille des particules (%)
		?2,5um	2,5 um à 10 um	+10 um
1	Zone de stockage coke	17	52	31
2	Zone de séchage	0	28	72
3	Zone de silos de stockage	12	46	42
4	Zone de pelletisation	5	30	65
5	Zone entre hall de pelletisation et hall des fours	5	37	58
6	Zone d'empaquetage	16	64	20
7	Zone des fours	1	26	73
Moyenne		6,5	40,4	51,6

Sur base des résultats du tableau IV.30, il est constaté qu'au cours de la campagne d'avril, la zone de séchage n'a pas enregistré la présence de très fines particules de poussières. Cependant dans les zones de séchage, pelletisation, entre le hall des fours et hall de pelletisation ainsi qu'au hall des fours les fractions grossières ont été beaucoup plus remarquables que les fines.

Dans les zones de stockage et d'empaquetage, la proportion des particules de taille intermédiaire était plus représentée que les fines et les grossières. Au cours de cette campagne, la plus grosse fraction a été observée au hall des fours alors que la plus petite fraction est observée au hall de séchage. Comme à la campagne de janvier, la moyenne montre que la fraction grossière prime sur les fractions intermédiaire et fine.

Tableau IV. 31- Répartition granulométrique des retombées de poussières au cours de la campagne de juillet

N°	Localisation	Répartition de la taille des particules (%)
		?2,5um	2,5 um à 10 um	+10 um
1	Zone de stockage coke	19	51	30
2	Zone de séchage	7	28	65
3	Zone de silos de stockage	16	45	39
4	Zone de pelletisation	10	32	58
5	Zone entre hall de pelletisation et hall des fours	14	36	50
6	Zone d'empaquetage	20	59	21
7	Zone des fours	10	34	56
Moyenne		12,8	40,7	45,6

Sur base des résultats du tableau IV.31, il ressort clairement qu'au cours de la campagne de juillet que toutes les zones ont enregistrées la présence des très fines particules de poussières. Les différentes fractions intermédiaires et grossières de toutes les sections sont restées grandes par rapport aux fines. Cependant dans les zones de séchage, pelletisation, fours et entre le hall des fours et hall de pelletisation les fractions grossières ont été beaucoup plus remarquables que les fines.

Dans les zones de stockage coke, silos de stockage et d'empaquetage, la proportion des particules de taille intermédiaire était plus représentée que les fines et les grossières. Sur base de la moyenne enregistrée au cours de la campagne de juillet, il est constaté aussi que la fraction grossière prime sur les fractions intermédiaire et fine.

Le tableau IV.32 présente une synthèse des résultats obtenus lors des trois premières campagnes des mesures d'évaluation des retombées de poussières au cours de l'année 2020 en rapport avec la répartition granulométrique.

Tableau IV. 32- Moyenne de la répartition granulométrique des retombées de poussières au cours de l'année 2020

N°	Campagne	Répartition de la taille des particules (%)
		?2,5um	2,5 um à 10 um	+10 um
1	Janvier	7,6	35,6	56,9
2	Avril	6,5	40,4	51,6
3	Juillet	12,8	40,7	45,6

Les résultats du tableau IV.32 sont représentés graphiquement par les figures IV.5, IV.6 et IV.7 respectivement pour les campagnes de janvier, avril et juillet.

Figure IV. 5- Répartition granulométrique de poussières à l'usine au cours de la campagne de janvier 2020

Figure IV. 6- Répartition granulométrique de poussières à l'usine au cours de la campagne d'avril 2020

Figure IV. 7- Répartition granulométrique de poussières à l'usine au cours de la campagne de juillet 2020

IV.4. Analyse chimique

Les résultats d'analyse chimique réalisés sur les échantillons composites sont présentés au tableau IV.33.

Tableau IV. 33- Teneurs en métaux dans les échantillons composites des retombées de poussières

N°	Code	Localisation	Teneur (%)
			Co	Cu	Fe	Mn	Pb	Zn
1	D01	Zone de stockage coke	0,46	0,35	4,20	0,06	0,34	1,37
2	D02	Zone de séchage	0,40	0,29	3,26	0,05	2,05	0,81
3	D03	Zone de silos de stockage	1,95	1,50	18,03	0,09	2,09	5,94
4	D04	Zone de pelletisation	0,99	0,76	9,68	0,07	5,97	75,87
5	D05	Zone entre hall de pelletisation et hall des fours	0,38	0,28	2,46	0,043	9,25	61,42
6	D06	Zone des fours	2,31	1,76	18,37	0,09	3,15	10,45
7	D07	Zone d'empaquetage	14,12	8,98	27,25	0,010	10,15	42,20

Les résultats d'analyse montrent que la zone d'empaquetage renferme des teneurs élevées en métaux. Le zinc enregistre les plus grandes teneurs des métaux dans les zones de pelletisation et entre hall de pelletisation et hall des fours, cela se justifierait par le fait que c'est dans ces deux zones que l'on le produit.

La figure IV.8 présente l'évolution de la teneur en métaux dans les échantillons composites prélevés sur le site depuis la campagne de janvier jusqu'à celle de juillet repris au tableau IV.33.

Figure IV. 8- Teneur en métaux dans les échantillons composites des retombées de poussières

IV.5. Recommandations

Au vu de l'évaluation des retombées des poussières obtenues, il n'a été constaté que toutes les zones ont enregistrées des valeurs plus grandes que la valeur de référence fixée par la norme allemande. De ce fait pour arriver à réduire les émissions de poussières nous avons formulés quelques recommandations reprises au tableau IV.34.

Tableau IV. 34- Recommandations formulées pour réduire les émissions de poussières

RECOMMANDATIONS		ACTIONS	RESPONSABLE	FAISABILITE	Priorités	REMARQUES
					P1 ; P2 ; P3
I. Hall de stockage du coke
1	Port obligatoire des EPI	Contacter le responsable de la zone pour la prise en compte de cette obligation	PROD & HSE	Très simple	P1	EPI mis à disposition mais parfois port négligé pour raison d'étouffement
2	Extraction des poussières	Placer un exhausteur dans le hall et au-dessus pour que les conduites refoulent à l'extérieur	PROD, HSE&MTN	Complexe	P3	Pas encore appliquée
II. Zone de séchage
3	Cloisonner la zone située en dessous de la trémie d'alimentation du coke	Couvrir l'espace entre le vibro de sortie de la trémie et la Bande transporteuse avec une bande résistant aux vibrations	MTN	Simple	P3	Pas encore appliquée
4	Rechercher les causes des fuites des poussières au niveau de la jonction entre le sécheur et la goulotte de sortie et intervenir de manière à les supprimer	Placer des capteurs de contrôle du remplissage de la goulotte de manière à empêcher les tombées des matières séchées qui occasionnent des émissions de poussières	PROD & MTN	Complexe	P3	Présence des retombées de la scorie séchée
5	Boucher toutes les fuites des tôles couvrant la bande CV03	Vérifier les endroits des fuites et les supprimer	MTN	Simple	P3	Pas encore appliquée
6	Réduire les envolées des poussières dans la cage réceptrice des poussières du cyclone	Remplir la cage d'eau et réapprovisionnée à chaque fois que c'est nécessaire pour éviter les envolées	PROD	Simple	P1	Appliquée pas à une bonne fréquence
III. Hall des silos de stockage
7	Extraction des poussières	Placer une autre unité d'extraction des poussières	PROD, HSE& MTN	Complexe	P3	Pas encore appliquée
8	Augmenter la capacité d'extraction des poussières	Nettoyer régulièrement les filtres et les conduites de dépoussiérage. Au besoin remplacer les filtres	PROD & MTN	Simple	P2	Nécessité d'augmenter la fréquence d'intervention
9	Utiliser un aspirateur de poussière	Nettoyage régulier de la zone	PROD & MTN	Simple	P1	Utilisation de l'air qui crée plus de poussière
10	Limiter le temps d'intervention ou de présence dans cette zone	Contacter le responsable de la zone pour la prise en compte de cette information	PROD	Très simple	P1	Nécessité de placer en plus un panneau de signalisation
IV. Hall des fours
11	Extraction des poussières	Placer une autre unité d'extraction des poussières au niveau 23 m	PROD, HSE& MTN	Complexe	P3	Pas encore appliquée
12	Evacuation des poussières	Placer trois ou quatre fenêtres au niveau 23 m pour éviter le confinement des poussières dans le hall	PROD& MTN	Simple	P3
13	Augmenter la capacité d'extraction des poussières en utilisant les aspirateurs	Nettoyer régulièrement les filtres et les conduites de dépoussiérage. Au besoin remplacer les filtres	PROD & MTN	Simple	P2	Augmenter la fréquence de nettoyage de la zone
14	Couvrir les bandes transporteuses et les goulottes ou caisson d'alimentation permettant l'alimentation d'une bande à une autre et l'alimentation des tubes vers le four	Couvrir les bandes mobiles et immobiles avec une matière plastique transparente	MTN	Simple	P3	Pas encore appliquée
15	Port obligatoire des EPI	Contacter le responsable de la zone pour la prise en compte de cette recommandation	PROD & HSE	Très simple	P3	Port des EPI négligé surtout le cache nez qui crée de l'étouffement
V. Hall de pelletisation Réduction de 24,25 à 14,96
16	EPI spécifiques obligatoires	Chercher des EPI qui empêchent tout contact direct des poussières avec le corps humain	PROD & HSE	Simple	P3
17	Extraction des poussières	Placer une unité d'extraction des poussières dans la zone	PROD, HSE& MTN	Complexe	P3	Pas encore appliquée
18	Nettoyage régulier de l'aire de travail pour réduire les poussières	Contacter le responsable de la zone pour la prise en compte de cette recommandation	PROD & HSE	Très simple	P1	Utiliser un aspirateur pour ce nettoyage
VI. Zone entre le hall de pelletisation et le hall des fours
19	Boucher ou couvrir toutes les ouvertures par lesquelles il y a émission de la poudre de zinc	Etudier la faisabilité et l'appliquer	PROD & MTN	Simple	P3	Pas encore appliquée
20	EPI spécifiques obligatoires	Chercher des EPI qui empêchent tout contact direct des poussières avec le corps humain	PROD & HSE	Simple	P3	Port des EPI négligé
21	Nettoyage régulier de la zone	Utilisation d'aspirateur, éviter l'utilisation de l'eau qui renverrai cette dernière dans le drain D35	PROD& HSE	Simple	P3	Pas encore appliquée
VII. Hall d'empaquetage (SECTION 36)...
22	Maintenir le pavement servant de piste de circulation des engins de manutention propre	Utiliser un aspirateur pour maintenir cette zone propre	PROD& HSE	Simple	P1	Pas encore appliquée
23	Extraction des poussières	Placer une unité d'extraction des poussières qui permettra de récupérer rapidement l'alliage fin au lieu qu'il soit en contact avec la poussière du pavement	PROD, HSE& MTN	Complexe	P3	Pas encore appliquée
24	Limiter le temps de présence dans cette zone	Contacter le responsable de la zone pour la prise en compte de cette information et accorder un temps de de souffle aux personnels pour prendre de l'air frais à l'extérieur	PROD	Très simple	P1
VIII. Autres

P1 : Délai 0 semaine à 6 mois demande peu de moyens pour sa mise en oeuvre

P2 : Délai de 6 mois à 1 an demande des moyens pour sa mise en oeuvre

P3 : Délai de plus d'une année demande un investissement conséquent pour sa mise en oeuvre

25

	Prévoir des consultations médicales	Etablir un programme des consultations médicales avec un hôpital	HSE, PMT& DRH	Simple	P1
26	Arrosage du site pendant la saison sèche	Utiliser un camion arroseur pour limiter les envolées des poussières en cas de vent fort. Fréquence d'arrosage d'au moins 8 fois par jour dont 4 avant et 4 après midi	PROD& HSE	Simple	P1	Déjà en application mais avec une faible fréquence

CONCLUSION

L'objectif était de quantifier le flux de poussière émis par le process de STL et de classifier les poussières en fonction de leur taille. Pour y parvenir la méthodologie a consisté à placer sur le site les jauges de déposition sur une période de vingt-deux jours et des lamelles de verre collées sur des poteaux en bois d'une hauteur de 1,5 m durant 10h00 de temps afin d'obtenir une répartition monocouche. Trois campagnes ont été réalisés pour la récolte des échantillons et ce conformément au Règlement Minier de la RD Congo.

Les jauges récoltées sur le site ont permis de quantifier le flux de poussière par différence de poids alors que les lamelles ont été observées au microscope et les résultats traités à l'aide du logiciel axio vision pour les classifier selon leurs tailles. Les analyses chimiques ont été réalisées sur des échantillons composites formés sur les trois campagnes. Après avoir installé un réseau de prélèvement des poussières constitué de 100 jauges de déposition, la campagne de janvier s'était clôturée avec 96 échantillons, celle d'avril avec 98 échantillons et enfin 93 échantillons pour la campagne de juillet.

Les résultats obtenus au cours de trois campagnes ont montré que la zone des silos de stockage a enregistrée les plus grandes valeurs de flux soient 210,13 ;223,59 et 171,82 g/m 2 /j respectivement aux campagnes de janvier, avril et juillet. La zone de stockage coke est celle qui a enregistrée les plus faibles valeurs de flux de poussières au cours de trois campagnes. Ces valeurs étaient de 2 ; 2,24 et 4,93 g/m 2 /j. les autres zones ont enregistré des valeurs comprises entre les valeurs extrêmes des zones de stockage coke et des silos de stockage.

Les résultats obtenus ont permis de constater que le flux de poussières obtenu dans toutes les zones était de loin supérieur à la valeur de référence fixée par la norme allemande qui est de 0,35 g/m 2 /j.

La répartition granulométrique de poussières a montré qu'au cours de la campagne de janvier la fraction des particules de +10 um était en grande proportion qu'au cours des autres campagnes. Soient 56,9% en janvier ; 51,6% en avril et 45,6% en juillet.

La fraction des particules comprises entre 2,5 um et 10 um la plus grande était observée aux mois de juillet et d'avril soient 40,7% à la campagne de juillet et 40,4% à la campagne d'avril contre 35,6% à la campagne de janvier. La fraction la plus fine, celle des particules ayant un diamètre aérodynamique ?2,5um était plus élevée en juillet soit 12,8%, suivi de 7,6% en avril contre 6,5% en janvier. Quelques recommandations ont été formulées dans le souci de réduire les émissions de poussières sur le site d'exploitation. Parmi ces recommandations se trouve l'installation des exhausteurs des poussières. Les analyses chimiques des métaux ont montré que le zinc enregistre des grandes teneurs par rapport aux autres métaux.

Nous suggérons à ceux qui travailleront sur la même problématique que nous dans le futur de quantifier les poussières au cours d'une campagne et d'évaluer l'applicabilité des recommandations au cours des autres campagnes.

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