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PHOSPHORE

Phosphates sédimentaires

Le phosphore est indispensable à la croissance des plantes, et l'industrie des engrais est essentiellement responsable du développement considérable de la recherche et de l'exploitation des gisements de phosphates depuis la fin du xixe siècle. L'agriculture est restée le principal débouché de ces minerais, mais d'autres usages industriels se sont développés (métallurgie, industries pharmaceutique, pétrolière, alimentaire, textile...) ; l'emploi des phosphates dans les lessives est interdit dans plusieurs pays. Plus de 80 p. 100 des phosphates exploités proviennent de gisements sédimentaires. La plupart de ces gisements ont une origine marine, mais il existe aussi des concentrations de phosphates liées à des processus continentaux.

Pétrographie

Les phosphates sédimentaires présentent des aspects et des teintes extrêmement variés qui les rendent parfois très difficiles à reconnaître macroscopiquement. Ils se présentent souvent sous forme de nodules, de grains de taille variée, de coprolithes, d'oolithes, de débris de dents ou d'os, de débris de foraminifères ou de coquilles de lamellibranches plus ou moins complètement épigénisés en phosphate de calcium. Ils peuvent se présenter encore en lits à structure massive ou sous des formes concrétionnées, et constituer parfois le ciment de certains grès.

La teneur de phosphates s'exprime habituellement en pourcentage de P2O5 ou de son équivalent en Ca3(PO4)2 que l'on désigne par les sigles B.P.L. (bone phosphate of lime) ou T.P.L. (triphosphate of lime) : 1 p. 100 P2O5 = 2,185 p. 100 B.P.L. Les phosphates ont des teneurs en P2O5 supérieures à 20 p. 100, avec une limite de l'ordre de 40 p. 100 assez rarement atteinte pour des échantillons de gros volume. Il existe pratiquement toujours une phase non phosphatée qui peut être de la silice (quartz, opale, calcédoine), de la calcite ou de la dolomie, de l'argile (à montmorillonite fréquente), de la glauconie, des oxydes de fer et des matières organiques.

Dans les séries marines, les niveaux phosphatés des gisements s'associent à des niveaux siliceux (silex, lits et bancs de cherts), des niveaux calcaires plus ou moins dolomitiques dans certains cas, des niveaux argileux et marneux dans lesquels la montmorillonite et d'autres minéraux argileux magnésiens sont fréquents. D'autres associations sont possibles (sables, grès, gypses...) ; leur éventail s'élargit lorsque la teneur des niveaux phosphatés s'abaisse.

Les phosphates sédimentaires sont très finement cristallisés ou cryptocristallins, et les minéraux qui les composent appartiennent à la série de l'apatite. Le minéral le plus fréquent est la francolite qui dérive de la fluorapatite Ca10(PO4)6F2 par des substitutions. Sa formule peut s'écrire : (Ca,Na,Mg)10(PO4)6—x(CO3)xFy(F1OH)2. x est généralement compris entre 0 et 1,5 et y est voisin de 0,4x. Le nombre de moles Na, voisin de x — y, est supérieur à celui des moles Mg.

D'autres substitutions sont possibles : PO4 par SO4, F par OH ou Cl, Ca par Sr, Na, U, Th ou par des terres rares.

En climats chauds et humides, l'altération superficielle des dépôts de phosphate de calcium entraîne une transformation minéralogique conduisant surtout à des phosphates alumino-calciques ou alumineux. De tels phosphates sont largement développés en Floride, au Brésil, au Sénégal, sur l'île Christmas. Ils ne présentent actuellement qu'une très faible valeur économique.

Les guanos constituent une source de phosphates non négligeable. Frais, ils contiennent environ 4 p. 100 de P2O5 ; après perte de leurs composants les plus volatils et les plus solubles, ils deviennent des phosphates de Ca, Mg, NH4 qui réagissent sur les roches qui leur servent de support. Au contact des calcaires se forment des minéraux de la série de[...]

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Écrit par

  • : professeur à l'École polytechnique, directeur de recherche au C.N.R.S.
  • : professeur à l'université des sciences humaines de Nanterre
  • : docteur ès sciences, ingénieur géologue, École nationale des sciences géographiques, conseiller scientifique au Bureau de recherches géologiques et minières

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Médias

Phosphore : isotopes radioactifs

Phosphore : isotopes radioactifs

Encyclopædia Universalis France

Phosphore : résonance magnétique nucléaire des dérivés phosphorés contenant l'atome <sup>31</sup>P

Phosphore : résonance magnétique nucléaire des dérivés phosphorés contenant l'atome 31P

Encyclopædia Universalis France

Phosphores blanc et rouge : réactivité

Phosphores blanc et rouge : réactivité

Encyclopædia Universalis France

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Autres références

  • AGRICULTURE - Agriculture et industrialisation

    • Écrit par François PAPY
    • 7 421 mots
    • 3 médias
    En complément du fumier, l'emploi des engrais minéraux progresse cependant dans le pays grâce aux transports ferroviaires.Le phosphore apparaît comme un des premiers éléments limitants. La recherche de ressources de phosphates s'intensifie. On en trouve dans les Ardennes, la Picardie, le...

  • CUIVRE

    • Écrit par C.I.C.L.A., Jean-Louis VIGNES
    • 8 229 mots
    • 4 médias
    Les principaux éléments d'addition sont le phosphore, le zinc et le plomb.

  • CYCLES BIOGÉOCHIMIQUES

    • Écrit par Jean-Claude DUPLESSY
    • 7 878 mots
    • 6 médias
    Le phosphore (P) est un élément essentiel de la matière vivante, suffisamment rare pour constituer un élément limitant pour de nombreux écosystèmes.

  • EAU - Approvisionnement et traitement

    • Écrit par Georges BREBION, Cyrille GOMELLA, Bernard LEGUBE
    • 10 057 mots
    • 5 médias
    Comme l'azote, le phosphore n'est que partiellement éliminé par les procédés biologiques conventionnels (rendements < 20 p. 100). L'élimination plus poussée du phosphore peut être assurée soit par voie physico-chimique (précipitation par un sel de fer), soit par voie biologique spécifique. La déphosphatation physico-chimique est efficace, facile à mettre en œuvre, mais présente l'inconvénient d'augmenter la production de boues. La déphosphatation biologique est obtenue en favorisant le développement de bactéries qui ont la propriété d'accumuler par stockage intracellulaire de grandes quantités de phosphore (jusqu'à 10 p. 100 de leur poids sec contre 1,5 à 2 p. 100 pour les micro-organismes classiques). La condition essentielle pour le développement des bactéries déphosphatantes est le passage des boues activées dans une zone anaérobie puis dans une zone aérobie.
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Voir aussi

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