Mots clés : mine, minerai, filon hydrothermal, antimoine, plomb, argent, stibine

Mine d'antimoine, de plomb et d'argent de la Rodde, Ally (Haute Loire)

Pierre Thomas

Laboratoire de Sciences de la Terre / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

22/06/2009

Résumé

Une ancienne mine à visiter en Haute Loire.


Figure 1. Une galerie de la mine de la Rodde, Ally, Haute Loire, et échantillon de stibine

Une galerie de la mine de la Rodde, Ally, Haute Loire, et échantillon de stibine

À gauche, tourisme familial dans une ancienne galerie de la mine de la Rodde, mine d'antimoine de plomb et d'argent aménagée pour la visite, Ally, Haute Loire. À droite : échantillon de stibine (Sb2S3), le principal minerai d'antimoine.


C'est l'avant-dernière « image de la semaine » avant les grandes vacances 2009. Peut-être allez vous passer ces vacances dans le Midi, et peut-être emprunterez vous l'autoroute A75 (La Méridienne) qui mène de Paris à Béziers (et réciproquement) en traversant le Massif Central. Peut-être aurez vous envie d'une pause culturelle au milieu de ces kilomètres de bitume agrémentés de bouchons. Juste au niveau de Massiac, à la limite du Cantal et de la Haute Loire, vous passerez à 20 km d'Ally, petit village célèbre pour ses anciens moulins à vent, sa centrale d'éoliennes, et ses anciennes mines d'antimoine, de plomb et d'argent, mines ouvertes à la visite (guidée). Arrêtez vous-y ; ce tourisme « géologico-industriel » en vaut la peine.

Figure 2. Le secteur d'Ally (cercle rouge) en Haute Loire, sur carte Michelin

Le secteur d'Ally (cercle rouge) en Haute Loire, sur carte Michelin

Il n'y a que 20 km entre la sortie de l'autoroute (Massiac sud) et les mines de la Rodde à Ally.


Figure 3. Extrait de carte IGN localisant la mine de la Rodde près du village d'Ally (Haute Loire)

Extrait de carte IGN localisant la mine de la Rodde près du village d'Ally (Haute Loire)

D'autres anciennes mines (non aménagées pour la visite) sont indiquées un peu plus à l'Est.


Figure 4. Panneau informatif posé à l'accueil de la mine de la Rodde, près d'Ally (Haute Loire)

Panneau informatif posé à l'accueil de la mine de la Rodde, près d'Ally (Haute Loire)

D'autres anciennes mines (non aménagées pour la visite) sont indiquées un peu plus à l'Est.


 

Replaçons la mine dans son contexte géologique local.

Figure 5. Extrait de la carte géologique de Langeac au 1/50 000 montrant le cadre géologique de la mine de la Rodde (croix rouge), Ally (Haute Loire)

Extrait de la carte géologique de Langeac au 1/50 000 montrant le cadre géologique de la mine de la Rodde (croix rouge), Ally (Haute Loire)

Cette mine exploitait un ensemble de filons verticaux de direction générale E-O et d'âge tardi-hercynien (figuré par un unique trait brun). Ces filons recoupent un socle constitué d'un ensemble d'orthogneiss (rose) et de micaschistes (vert), recouvert par une nappe de charriage constituée de lepynites et de migmatites (jaune) associées à des amphibolite (δ) et des éclogites (ψ), témoins de l'ancienne subduction hercynienne. Et pour ne pas oublier qu'on est dans le Massif Central, du basalte (bleu) recouvre le tout. D'autres filons à antimoine (Sb) sont indiqués sur cet extrait de carte.


Il y a d'innombrables filons tardi-hercynien (Carbonifère à Trias inférieur) dans tout le Massif Central (ainsi que dans le Massif Armoricain, les Vosges…). Ces filons sont d'anciennes fractures dans lesquelles ont circulé des fluides hydrothermaux chargés de substance dissoutes, principalement de la silice (SiO2, cf. quartz géant de Saint Paul la Roche), du sulfate de baryum (barytine = baryte = BaSO4, cf. barytine et fluorine ) et du fluorure de calcium (fluorine = CaF2, cf. pyrite et fluorine et cristallisations de fluorine).

Silice, sulfates et fluorures sont parfois exploités pour eux-mêmes (minerais de fluor, de baryum…). Parfois, ils constituent la gangue de minerais plus rares. Disséminés dans cette gangue, on peut trouver des sulfures ou des oxydes métalliques, comme des oxydes de fer ou des sulfures de fer, des sulfures de plomb (galène), de zinc (blende ou sphalérite)...

Dans la région de Massiac, aux confins du Cantal et de la Haute Loire, il y a des centaines de systèmes filoniens à gangue siliceuse ou barytée contenant des sulfures, principalement des sulfures d'antimoine, élément chimique de numéro atomique 51, de symbole Sb. Une trentaine d'anciennes mines ont exploité cet antimoine, surtout dans la deuxième moitié du XIXème siècle. Le principal minerai des mines de cette région est la stibine, un sulfure d'antimoine (Sb2S3). La mine de la Rodde est l'une de ces 30 mines. Elle a exploité un champ de 7 filons tardi-hercyniens verticaux de direction approximative E-O. La gangue est principalement constituée de SiO2 et de BaSO4 que les mineurs rejetaient. Ce que recherchaient les mineurs, c'étaient les sulfures d'antimoine, de plomb et surtout l'argent contenu comme « impureté » dans ces sulfures.

Les deux principaux sulfures de la mine de la Rodde sont en effet la stibine (Sb2S3) et la semseyite (Pb9Sb8S21). C'est la semseyte qui contient de l'argent à l'état de trace ; elle est régionalement beaucoup plus rare que la stibine, mais abondante à la Rodde. Cette mine fut exploitée du temps des Romains, puis aux XIVème et XVème siècles, puis à la fin du XIXème siècle, jusqu'en 1907. La production totale cumulée est estimée à 2 550 tonnes de plomb (Pb), 1 350 tonnes d'antimoine (Sb), et 12 tonnes d'argent (Ag).

Figure 6. Document de la mine de la Rodde (Ally, Haute Loire) montrant une coupe effectuée le long du filon quasi-vertical dit St Paul, le principal filon du secteur

Document de la mine de la Rodde (Ally, Haute Loire) montrant une coupe effectuée le long du filon quasi-vertical dit St Paul, le principal filon du secteur

Le puits principal s'ouvrait au fond d'une petite vallée à 850 m d'altitude. Les mineurs ont exploité les parties les plus épaisses du filon et/ou les parties les plus riches en sulfures. Des problèmes d'eau ont empêché d'exploiter trop profondément. Les mineurs ont laissé en place les secteurs les plus pauvres et/ou les plus étroits du filon. Les zones colorées en jaunes représentent ce qui a été exploité par les Romains ; les parties roses correspondent à ce qui a été exploité fin XIX-début XXème siècles. Les parties laissées en blanc correspondent à ce qu'ont laissé les mineurs. Les galeries supérieures sont à une altitude de 887 m, les parties les plus profondes à 728 m, soit une exploitation sur 159 m de profondeur.

Les galeries empruntées par les visites guidées correspondent aux galeries colorées en vert, juste sous la surface.


Maintenant, en 8 photographies, visitons cette mine.


 

Figure 8. Dans une galerie, mine de la Rodde, Ally (Haute Loire)

Dans une galerie, mine de la Rodde, Ally (Haute Loire)

Attention aux têtes !


Figure 9. Dans une galerie, mine de la Rodde, Ally (Haute Loire)

Dans une galerie, mine de la Rodde, Ally (Haute Loire)

Des enfants, intéressés, écoutent les explications du guide.


Figure 10. Dans une galerie étayée, mine de la Rodde, Ally (Haute Loire)

Dans une galerie étayée, mine de la Rodde, Ally (Haute Loire)

On voit bien les étais métalliques et les anciens rails permettant de transporter le minerai dans des wagonnets.


Figure 11. Bordure de filon, mine de la Rodde, Ally (Haute Loire)

Bordure de filon, mine de la Rodde, Ally (Haute Loire)

Les 2/5 à gauche de la photo, de couleur rouille, correspondent au socle métamorphique (gneiss, micaschistes…). Les 3/5 à droite correspondent à de la barytine (BaSO4) qui constitue ici le remplissage principal du filon. On reconnaît la structure des cristaux lamellaires caractéristique de la barytine.


Figure 12. Dépôts de stibine et/ou de semseyite dans une partie étroite et siliceuse du filon, mine de la Rodde, Ally (Haute Loire)

Dépôts de stibine et/ou de semseyite dans une partie étroite et siliceuse du filon, mine de la Rodde, Ally (Haute Loire)

Stibine : Sb2S3 ; semseyite : Pb9Sb8S21.


Figure 13. Tache de carbonates de cuivre hydratés dans un filon, mine de la Rodde, Ally (Haute Loire)

Tache de carbonates de cuivre hydratés dans un filon, mine de la Rodde, Ally (Haute Loire)

Carbonates de cuivre hydratés, probablement de la malachite : Cu2(CO3)(OH)2.

En plus des sulfures de plomb et d'antimoine, les fluides hydrothermaux ont déposés divers composés cuivriques, en quantité trop faible pour être exploités, mais qui sont rendus très visibles par leur couleur verte et/ou bleue.


Figure 14. Ruine des anciens bâtiments techniques de la mine de la Rodde, fermée en 1907, Ally (Haute Loire)

Ruine des anciens bâtiments techniques de la mine de la Rodde, fermée en 1907, Ally (Haute Loire)

Juste devant les bâtiments ont été abandonnés quelques wagonnets. Au premier plan à gauche, on voit des déblais, tas de résidus trop pauvres en minerais pour avoir été traités, et/ou reste des roches après que le minerai en a été extrait.

C'est dans de tels déblais, dans cette mine ,ou dans les très nombreuses anciennes mines d'antimoine de la région de Massiac, qu'on peut trouver des échantillons comme ceux des figures 15 et 16.


 

Figure 16. Échantillon de stibine (détail) provenant des anciennes mines du secteur de Massiac

Échantillon de stibine (détail) provenant des anciennes mines du secteur de Massiac

Stibine : Sb2S3.

On voit les cristaux de stibine en forme d'aiguilles (système orthorhombique) pris dans leur gangue de quartz laiteux.


Il est maintenant très difficile de trouver à Ally, comme dans les autres mines de la région de Massiac, de beaux échantillons de stibine et autres minerais d'antimoine. Les beaux cristaux se trouvaient dans les parties épaisses et riches des filons, parties qui ont été exploitées. La plupart des galeries sont maintenant inondées ou éboulées. Mais les anciennes collections locales permettent de voir de très beaux échantillons datant de l'époque de l'exploitation. Les 3 photographies qui suivent sont celles d'un échantillon qui m'a été donné, et dont j'ignore la provenance Vieil échantillon auvergnat, ou échantillon récent provenant de Chine ou de Roumanie ?

Figure 17. Échantillon de stibine avec ses cristaux aciculaires parfaitement automorphe

Échantillon de stibine avec ses cristaux aciculaires parfaitement automorphe

Superbe échantillon de stibine (Sb2S3) avec ses cristaux aciculaires parfaitement automorphes, cristallisant dans le système orthorhombique.

Ces cristaux sont « parfaits » car ils ont crû dans un fluide hydrothermal (voir figure 3 et film dans géodes et hydrothermalisme) et n'ont pas par la suite été noyés dans une gangue. On pouvait trouver de tels échantillons dans les mines pendant leur exploitation.


Figure 18. Échantillon de stibine avec ses cristaux aciculaires parfaitement automorphe

Échantillon de stibine avec ses cristaux aciculaires parfaitement automorphe

Superbe échantillon de stibine (Sb2S3) avec ses cristaux aciculaires parfaitement automorphes, cristallisant dans le système orthorhombique.


Figure 19. Échantillon de stibine avec ses cristaux aciculaires parfaitement automorphe

Échantillon de stibine avec ses cristaux aciculaires parfaitement automorphe

Superbe échantillon de stibine (Sb2S3) avec ses cristaux aciculaires parfaitement automorphes, cristallisant dans le système orthorhombique.


Les minerais d'antimoine sont connus depuis l'Antiquité. Trois origines sont proposées pour l'étymologie du nom antimoine. Selon la première hypothèse, ce nom viendrait des mots grecs anti et monos qui signifie jamais et seul , car l'antimoine et très souvent associé à d'autres métaux. La deuxième origine proposée viendrait de l'arabe al-uthmud , qui veut dire brillant , par référence à l'aspect brillant de la stibine. Enfin, on propose que ce nom viendrait d'un empoisonnement collectif de moines au Moyen-Âge, moines auxquels l'alchimiste Basil Valentin administrait de l'antimoine comme médicament. La stibine, minerai d'antimoine le plus fréquent, était appelé stibium par les romains, nom à l'origine du symbole Sb de cet élément.

Dans l'Antiquité et au Moyen-Âge, l'antimoine était utilisé pour des vertus médicinales (c'est un vomitif) et cosmétique (les premiers mascaras étaient à base de plomb et/ou d'antimoine). Les principaux usages actuels sont (1) les alliages plomb-antimoine et étain-antimoine qui servent pour les accumulateurs et les soudures, (2) des composés antifrictions, (3) des retardateurs de flammes à base d'oxydes d'antimoine et (4) l'industrie des semi-conducteurs.

Mais l'usage le plus « prestigieux » de l'antimoine est souvent ignoré. Cet usage mériterait que l'on parle de « l'âge de l'antimoine » comme on parle de l'âge du cuivre, du bronze et du fer, tant un usage particulier de l'antimoine a « révolutionné » le monde : l'antimoine fut à la base d'une des deux idées majeures qui permirent à Gutenberg de « découvrir » l'imprimerie en 1440 (à Strasbourg). Le principe de l'imprimerie (utiliser une empreinte gravée « à l'envers » qu'on enduit d'encre et qu'on peut appliquer sur plusieurs feuilles pour reproduire de nombreuses fois le même motif) était connu depuis longtemps, en particulier en Chine. Mais cette technique consistait à graver de façon définitive lettres et symboles sur une plaque, ce qui rendait son usage difficile : il fallait 300 plaques pour un livre de 300 pages. L'une des deux idées de Gutenberg fut la « typographie mobile », c'est-à-dire la technique qui consiste à graver une fois pour toute un nombre suffisant de symboles ou lettres élémentaires « à l'envers » , puis de les assembler autant de fois que l'on veut pour recomposer des textes différents. L'autre difficulté venait de la composition des caractères. Le plomb et l'étain étaient trop mous et s'écrasaient ; le cuivre se coulait mal ; le fer était trop dur et déchirait le papier. Gutenberg eu l'idée d'utiliser un alliage plomb-antimoine, l'antimoine durcissant le plomb pur et le plomb enlevant à l'antimoine pur son caractère cassant.

La production mondiale d'antimoine est d'environ 150 000 tonnes/an. La Chine à elle seule en produit 80%. Si la France ne produit plus d'antimoine, elle en fut le premier producteur mondial fin XIXème - début XXème siècles : environ 70 000 tonnes/an, dont 40 000 tonnes produites par les 30 mines de la région de Massiac, et 30 000 tonnes par la seule mine de La Lucette (Mayenne).

Figure 20. La mine de la Rodde (Ally, Haute Loire) pendant la période d'activité, peu avant 1905

La mine de la Rodde (Ally, Haute Loire) pendant la période d'activité, peu avant 1905

QC signifie quai de débarquement, L laverie, M machinerie, PP puits principal, BA bâtiment administratif.


Il y a dans presque toutes les régions minières françaises (Nord-Pas de Calais, Lorraine, région stéphanoise…) des musées de la mine. Les anciennes mines sauvegardées, sécurisées et ouvertes aux visites guidées sont plus rares, mais il en existe dans certaines régions touristiques. Propoosons un début de liste, bien sûr non exhaustive. Si pendant vos vacances du tourisme géologico-industriel vous tente...

Deux regrets avant de conclure :

  • Les anciennes mines sauvées, protégées, aménagées… sont rares, trop rares et de très nombreux trésors du patrimoine géologique français sont en train d'être irrémédiablement perdus (voir par exemple les mines de Dallet.
  • Souvent, lors des visites, les guides insistent beaucoup plus sur l'histoire humaine de la mine (vie des mineurs, techniques d'extraction…) que sur son aspect et son histoire géologiques. Une mine, c'est des mineurs ET du minerai ! C'est, là, une preuve que les sciences de la nature en général, et de la Terre en particulier, ne font pas partie des centres d'intérêt de la population. Un échec collectif de notre profession d'enseignant de SVT !
Mots clés : mine, minerai, filon hydrothermal, antimoine, plomb, argent, stibine