LA BAUXITE de la SAINTE-BAUME

INTRODUCTION

La bauxite est un minerai daluminium que le chimiste Berthier, en 1821,

alors la recherche de minerai de fer pour le compte d'une socit

lyonnaise, dcouvrit prs du village des Baux-en-Provence. C'est une

roche de couleur rouge qu'il baptisa Bauxite, en rfrence au lieu de la

dcouverte. Lexploitation de la bauxite en France a dbut en 1873

autour du bassin de Brignoles et sest teinte en 1990. Jusquen 1939, la

France sera le premier producteur mondial dalumine, celle-ci tant

utilise pour la fabrication de laluminium par diffrents procds

chimiques, tels que ceux encore utiliss rcemment par lusine Pechiney

de Gardanne.

On compte plus de 24 concessions de Bauxite en rgion PACA, dont la

plupart sont concentres dans le bassin de Brignoles qui contient plusieurs

gros gisements dont celui de Mazaugues qui nous intresse plus

particulirement. Il existe aussi des petites poches de bauxite en

contrebas de la chane de la Sainte Baume, certaines ont t exploites

de faon artisanale.

La bauxite de Mazaugues (et plus gnralement de Provence) est de type

karstique (le nom 'karst' dsigne un rseau souterrain de rivires et de

galeries dans un massif calcaire). Contrairement aux gisements de Bauxite

latritique qui reprsente plus de 85% des gisements mondiaux, elle

repose sur une surface irrgulire, de morphologie karstique creuse dans

des calcaires ou des dolomies. Elle sest forme au Crtac moyen (Albien

suprieur-Cnomanien infrieur), la Provence possdait alors un climat

chaud et humide de type tropical. Nous verrons quil existe dautres

facteurs qui rentrent en jeu dans le processus de formation de la bauxite,

et que chaque gisement a une histoire gologique qui lui est propre. Nous

verrons aussi quessayer de reconstituer toutes les tapes de la gense

de la bauxite revient retracer en grande partie, lhistoire gologique de

la Provence.

1-HISTORIQUE DES EXPLOITATIONS

Les premires extractions de bauxite ont eu lieu dans la rgion dAuriol

vers 1860. La vritable exploitation de la bauxite provenale ne dbutera

qu'en 1873 aprs la dcouverte du site de Cabasse dans le Var, par le

gologue Daubre. Lexploitation stend rapidement autour de Brignoles

entre le bassin Ouest dont fait partie Mazaugues, et le bassin Est qui

s'tend du Val au Cannet des Maures. Cest lexploitation du bassin Est, le

plus important des deux, qui va faire de la France, le premier producteur

mondial de bauxite jusqu la deuxime guerre mondiale.

Le monopole de lextraction est attribu en 1895 lUnion des Bauxites,

filiale de la British Aluminium Company pour 10 ans. La moiti de la

production est envoye vers lAllemagne, lAngleterre, la Russie ou

lAutriche par le port de St Raphael, puis par celui de Toulon jusquaux

annes 1960. Lautre moiti de la production est traite proximit dans

les usines de Gardanne/Pechiney (1894) et de Marseille (la Barasse en

1908, Saint Louis des Aygalades en 1909). En 1914, la Provence produit

300000 tonnes de bauxite. LUnion des Bauxites est rapidement

concurrence par plusieurs filiales de grands groupes internationaux, dont

notamment le groupe germano-suisse Les Bauxites de France, arriv en

1905 qui acquit un des plus gros gisement: celui de Recoux entre le

Thoronet et le Cannet. Vint ensuite larrive massive de grosses socits

telles que Ugine, Lafarge et les Bauxites du Midi. La production passe

545000 tonnes en 1939.

Malgr une production de plus d1 million de tonnes en 1950 et de 2

millions en 1965, la production du bassin varois va devenir marginale face

la dcouverte dnormes gisements pendant la seconde guerre

notamment en Afrique et en Australie. La bauxite trangre arrive sur le

march franais des prix infrieurs, pour le plus grand bnfice de

lusine de Gardanne dont le premier convoi en provenance dAustralie

arrive en 1967, puis de Guine en 1972. Cependant, les mines varoises

squipent progressivement dengins mcaniss pour les carrires comme

des pelles, des chargeuses, des dumpers.La productivit passe de 2

millions 17 millions de tonnes par homme entre 1965 et 1970. La

bauxite emploie plus de 1000 personnes. Mais lavenir des mines reste

incertain face lpuisement des ressources et la concurrence

trangre. La mort programme du bassin et la crise mondiale vont crer

soulvements et grves, provoquant ainsi un ralentissement de la

production qui la chutera 1,6 millions de tonnes en 1975, puis moins

d1 million en 1985. Les bassins les moins rentables seront ferms, puis

les mines du bassin Ouest dont celle de Mazaugues. Cest en 1989 que

cessera la dernire exploitation, celle de la mine de Doze, prs de Cabasse

dans le bassin Est de Brignoles, laissant les collines dans un tat dvast

et pour la plupart non ramnages (Arnaud, 2003).

2 LOCALISATION DES GISEMENTS

Le principal gisement de bauxite du pays de la sainte Baume se trouve

dans les environs de Mazaugues. Le site de Mazaugues est parsem de

galeries en damier constituant un gigantesque labyrinthe (figure 1 et 2)

dont l'accs est interdit, le danger de s'y perdre tant bien rel. Les

galeries de mines recoupent en outre maintes fois un rseau karstique

trs dvelopp (plusieurs kilomtres), le rseau Sabre, que seuls des

splologues avertis peuvent parcourir. Ce rseau karstique, et par

consquent les galeries de mines auxquelles il est connect, recoupe

d'autre part plusieurs rivires souterraines alimentant le Caramy et

devient facilement inondable lors de forte pluie.

La couche de bauxite de ce gisement est recouverte dune vingtaine de

mtres de calcaire blanc pais (figure 3). La prsence de terrils (voir

figure 4) atteste de l'ancienne exploitation du minerai.

En plus du gisement de Mazaugues, d'autres poches de bauxite de

dimensions plus modestes sont parpilles sur le flanc Nord de la Sainte

Baume. Sur la route entre Nans-les-Pins et le Plan d'Aups, on peut

remarquer au dtour d'un virage, un affleurement de bauxite d environ 2

m d paisseur qui vient d'tre retaille pour largir certains virages

dangereux. Cette fine couche a fait l objet d une petite exploitation

artisanale (figure 5,6,7 et 8).

3- MINERALOGIE ET GENESE

La bauxite est une roche de couleur jaune rouge, sdimentaire ou

rsiduelle, compose essentiellement d'alumine (Al2O4), d'oxydes ferriques

et de divers minraux argileux ou titans. La couleur dpend directement

de la quantit relative de ces composants. Gnralement, plus il y a de

fer, plus la bauxite sera rouge. La bauxite du Var est peu riche en fer, mais

trs riche en aluminium comme on peut le constater dans le tableau ci-

dessous.

SiO2 Al2O4 Fe2O3 TiO2 CaO MgO H2O

% 5,2 72,7 1,6 0,8 0,6 2 16,2

Tableau 1 : composition chimique des principaux oxydes d une bauxite du

Var (Albin, 2001).

La bauxite contient des pisolithes, qui sont des boules de diamtre

suprieur 2 millimtres, de couleur sombre. La formation des pisolithes

est complexe et rsulte gnralement de l'accrtion de cristaux

mtalliques autour d'un noyau initial. Ce phnomne se produit

vraisemblablement grce une activit bactrienne (c'est le cas des

pisolithes actuels, figure 10), dans des palosols qui conduisent ensuite a

la formation de bauxite. La formation (ou gense) et la classification des

bauxites sont aujourd'hui encore sujets de nombreux dbats.

On distingue gnralement :

- Les bauxites latritiques (dites aussi autochtones, ou primaires), qui

sont formes directement sur la roche mre par altration in situ de

roches silicates alumineuses sous un climat tropicale humide par

lessivage qui a pour consquence la concentration sur place des lments

lourds mtalliques dont le fer et laluminium.. La France est dpourvue de

ce type de bauxite.

- Les bauxites karstiques (dites aussi allochtones, ou secondaire), la

roche mre initiale riche en alumine (roche cristalline, marne ou argile

kaolinique) ne provient pas de lendroit mme o sest forme la bauxite.

Les altrites (provenant de la roche mre une fois exonde et altre)

proviennent de roches voisines et ont t transports et disperss dans les

bassins sdimentaires voisins (allochtonie relative). Dans le cas de la

bauxite provenale, certains auteurs proposent galement une origine des

altrites riche en alumine beaucoup plus loignes (allochtonie absolue).

Ils suggrent que ces matriaux soient issu du lessivage de sols cristallins

en provenance du massif des maures, du massif Pyrno Corso-Sarde

(quasiment disparu aujourd'hui) voir mme du massif central.

Dans les dernires publications sur la bauxite provenale, il est dmontr

que les altrites ne sont pas transportes, mais voluent sur place dans le

karst partir de laltration du mur ou partir dune couche argileuse

kaolinique qui, elle, a t transporte (exemple de la bauxite des Baux).

Autrement dit, le profil bauxitique se ralise sur place et les seuls

dplacements de matriaux altrs se font lintrieur du karst par

soutirage, effondrement du mur, etc.

Lorsque les conditions de drainage et de protection ont t

optimales, lapparition et la conservation des hydroxydes dalumine a pu

tre possible, sans pour autant que ce soit une tape obligatoire. Ainsi,

chaque district porte une ligne daltrites qui lui est propre. De mme,

chaque gisement reprsente un stade plus ou moins avanc de lvolution

entre un ple kaolinique (altrite de base) et un ple bauxitique (stade

dvolution final). La bauxite est pige dans l'pikarst, c'est dire toutes

les formes superficielles du karst: dolines, lapiaz, cuvettes, diaclases,

...Parfois elle est entrane par les eaux de pluie l'intrieur mme du

karst o elle est remobilise dans les remplissages et les splothmes.

Il est important de retenir que de nombreux facteurs rgissent la

gense des bauxites (nature de la roche mre, morphologie du substrat,

succession de phases climatiques, volution structurale, etc) et quainsi,

chaque gisement de bauxite de karst a sa propre histoire gologique.

Mme si aujourdhui lactivit minire de la bauxite en Provence a disparu,

la complexit de sa formation continue encore aujourdhui dintriguer les

scientifiques. La bauxite na donc pas encore fini de rvler tous ses

secrets

4- STRATIGRAPHIE DES GISEMENTS

Pour les mineurs, puis par extension pour les gologues, les termes

antagonistes 'mur' et 'toit', relatifs une formation exploite, dsignent

respectivement la surface infrieure (le terrain immdiatement en

dessous) et la surface suprieure (le terrain immdiatement en dessus) de

la formation.

A Mazaugues, le mur est constitu de calcaires dolomitiques du

jurassique suprieur (Portlandien / Kimmridgien) d'environ 150 millions

d'annes (figure 9). Parfois la premire poque du Crtac, le Valanginien,

existe sous forme de lentilles. Plus la surface du mur est irrgulire et

karstifie, plus les poches qui contiennent la bauxite sont grandes et plus

la taille des gisements est importante. La cuvette de Mazaugues,

dallongement Est-Ouest, mesure plus de 30 km de long et quelques

kilomtres de large (Albin, 2001). Dans cette cuvette reposent des poches

plus ou moins isoles les unes des autres, circulaires ou elliptiques,

profondment karstifies, qui peuvent dpasser 50 mtres d'paisseur,

mais dextension latrale limite (de quelques mtres une centaine de

mtre).

Le toit est un calcaire massif de couleur gris clair, dune vingtaine de

mtres dpaisseur, riche en Rudistes et en coquillages benthiques dge

Coniacien (Philip, 1970). Entre la bauxite et le toit calcaire, on trouve

souvent sur le massif de la Sainte-Baume, une couche noirtre riche en

matire organique (facies charbonneux), plus particulirement enrichie en

Lamellibranches dge Turonien suprieur (90 Ma). Mme si ce toit gne

grandement par sa duret lexploitation de la bauxite, obligeant souvent

les exploitants creuser des galeries souterraines, comme cest le cas

Mazaugues, il joue un rle fondamental pour prserver des gisements

potentiels de lrosion.

Figure 9 : Coupe schmatique du gisement de Mazaugues

(daprs Albin, 2001).

Turonien suprieur facies charbonneux Santonien greso-argileux

Coniacien calcaire Rudistes Bauxite (paisseur x10) charbonneux

Jurassique suprieur dolomitique

Figure 10 : Texture pisolitique de la Bauxite du pays de la Ste Baume.

5-INTERPRETATION GEOLOGIQUE: LE RELIEF PROVENCAL DE

L'ERE SECONDAIRE

Nous avons vu plus haut, que le mur qui contient la bauxite est

constitu de couches calcaires du jurassique suprieur (Portlandien). A

cette poque, une grande plateforme carbonate sinstalle

progressivement en Provence dans une mer chaude et vraisemblablement

peu profonde. Le toit de la formation bauxitique est lui dge Turonien

suprieur. Or, entre le Portlandien et le Turonien, il devrait y avoir 50 Ma

de roches calcaires couvrant les poques du Crtac infrieur au moins.

C'est ce que les gologues appellent 'une lacune sdimentaire'.

Comment interprter cette lacune? Il n'y a que deux solutions

possibles: soit les roches du crtac infrieur n'ont pas exist l o il y a

la bauxite, soit elles ont t enleves. La ralit, comme nous allons le

voir, est un compromis. Remarquons d'abord que la premire solution est

quivalente au non dpt des roches , et donc au fait que le sol est

hors de l'eau, exond. La deuxime solution, ne peut tre conscutive

qu' des phnomnes d'rosion, et donc encore une fois sur un sol

exond.

De faon plus gnrale, on sait que dans la rgion de Marseille, la

srie stratigraphique prsente des variations dpaisseurs partir du

Crtac inferieur, certains niveaux faisant dfaut. Ces anomalies ne sont

pas dues uniquement une absence locale de dpt, mais aussi une

rosion conscutive des dformations intervenues aprs ces dpts

entre lAlbien et le Cnomanien inferieur. Cette lacune, qui correspond

un biseau drosion, est de plus en plus importante vers le Nord-Est de la

rgion de Marseille (figure 11). A lpoque, dassez vastes territoires ont

t mergs en Provence, et la formation de la bauxite dans des vides

karstiques en est une preuve irrfutable. Le sol tait dj dform par des

bauches de plis qui sont la consquence directe de ce que lon appelle le

bombement durancien (Philip, 1970). Il s agit d un soulvement de

l'corce terrestre conscutif au rapprochement des continents africain et

europen, qui eut lieu dans une fourchette allant de 108 93 millions

d'annes, dans la mer alpine (dpendante de Tthys) qui recouvrait la

Provence d'alors.

Figure 11 : Biseau drosion du Crtac moyen : passage de la srie complte

au Sud Ouest la srie rduite au Nord-Est. La lacune est souligne par la

bauxite (daprs Guieu et al, 2008).

C'est ainsi que les roches du crtac infrieur ont t rodes,

karstifies et ventuellement remplies de bauxite.

Concluons par un dernier petit vnement gologique reli la

bauxite. Nous avons vu plus haut que le toit qui recouvre la bauxite de

Mazaugues est compos de facies charbonneux d ge Turonien et de

calcaire dge Coniacien (voir figure 7). C'est le signe dun retour

progressif de la mer. Les facies charbonneux laguno-saumtres

constituent la premire tape de la transgression sur la bauxite venant

cacheter le minerai. Au dbut, il y a des zones locales dapprofondissement et des aires de rivage ou de non dpt. Les

transgressions ne sont pas franchement gnralises. Les calcaires

rudistes stablissent ensuite dbordant en certains endroits le Turonien,

lequel sest gnralement dpos dans les creux de la palotopographie

bauxitique. De la fin du Turonien et jusqu' la fin du Santonien, la mer

arrivera recouvrir les formations bauxitiques de Mazaugues. Il s'y

installera une vie rcifale dans une eau chaude et peu profonde comme en

tmoigne la prsence abondante des Rudistes.

BIBLIOGRAPHIE

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- GUIEU G., RICOUR J., ROUIRE J. PHILIP J., MONTEAU R.

(2008), Dcouverte Gologique de Marseille et de son

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Marseille. 224 p.

- PHILIP J. (1970), Les formations calcaires rudistes du

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Marseille, 438 p.

Pour en savoir plus

- Cartes gologiques de la France 1/50000, Aubagne-

Marseille, Cuers, BRGM.

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