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Farine de roche
26/09/2013

L’image numérique pour un meilleur rendement 

Il n’y aura jamais, après broyage, des particules contenant 100% de chalcopyrite et d’autres 100% de gangue. La plupart des particules sont mixtes. Pour mieux comprendre et donc mieux réagir par rapport à cette proportion de libération, les minéralogistes observent des échantillons de cette farine de roche au microscope optique en lumière réfléchie. « Les particules sont posées sur une résine, et puis sectionnées avant d’être polies. Ce qui nous intéresse, c’est la structure interne des particules, et non leur surface. On pourrait utiliser la tomographie, l’analyse 3D. Mais la matière est ici trop compacte et trop dense. »  Traditionnellement, ces observations se font à l’œil nu, et permettent, d’un point de vue qualitatif, d’obtenir des informations plus ou moins précises sur le degré de libération des minéraux.

Depuis le milieu des années 1985, pourtant, Eric Pirard veut aller plus loin, et développer une approche quantitative. Il ne pose donc pas son œil, mais bien une caméra sur le microscope, qui retranscrit numériquement l’image observée. « Aujourd’hui, l’imagerie numérique est une technologie largement utilisée, même chez les particuliers. Il y a 25 ans, nous étions presque des pionniers, se targue le chercheur. »

Les images ainsi renvoyées sur l’ordinateur sont constituées de millions de pixels, qui prennent des couleurs différentes selon la nature de ce qu’ils désignent. Ces pixels, bien évidemment, permettent toute une série de calculs d’une grande précision. Par exemple, la chalcopyrite est pour rappel un minéral jaune. Dans l’image d’une coupe transversale d’une particule, tous les pixels jaunes représenteront de la chalcopyrite. Il sera possible de connaître au pixel près le pourcentage de chalcopyrite encore présente dans chaque particule et d’établir une courbe de libération. Si la particule contient 100, 90 ou 80% de chalcopyrite, cela signifiera que la libération du minéral a réussi lors de la phase de broyage. Mais bien souvent, il y a dans ces particules un pourcentage important d’autres minéraux. L’épineuse question est alors de savoir s’il est opportun de repasser les dizaines de tonnes de farine dans le broyeur pour tenter une meilleure libération, ou si ce serait du gaspillage de temps, d’argent et d’énergie. 

Mieux classifier les textures des particules

Etablir précisément le pourcentage des différents minéraux d’une particule était déjà utile, mais ne rendait pas compte de deux caractéristiques importantes. Premièrement, les intercroissances peuvent être de natures différentes et plus ou moins complexes. L’équipe du Professeur Pirard a ainsi identifié quatre grandes familles de particules. Les particules simples (a), les veinées (b), les couronnes (c), et les émulsions (d). Notons toutefois que dans la nature, il existe toute une série de textures intermédiaires qui rendent difficile une classification exhaustive et efficace.

Chalcopyrite

Imaginons quatre groupes de particules, chacun appartenant à l’une de ces familles, et ayant chacun une proportion de 50% de chalcopyrite. Dans le cas du groupe C, si la farine est réexposée à un temps de résidence plus long dans le broyeur, il y a de fortes chances pour que les particules soient broyées et scindées au niveau de la scission entre les minéraux. Il y a une forte probabilité pour que la chalcopyrite soit mieux libérée. Un nouveau passage par la case broyage peut donc valoir la peine. Si les particules présentent maintenant une texture de type A, on peut imaginer une meilleure libération, mais cela semble déjà plus compliqué. Quant à la texture d’intercroissance B, si l’on broie davantage ces particules, elles seront certes plus  petites, mais présenteront toujours la même texture. La chalcopyrite n’aura pas été libérée. Renvoyer une telle particule au broyage serait un gaspillage pur et simple. 

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