Amiante

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Contexte

L'amiante est un nom général qui s'applique à plusieurs types de minéraux de silicate fibreux. Historiquement, l'amiante est surtout connu pour sa résistance aux flammes et sa capacité à être tissé en tissu. En raison de ces propriétés, il a été utilisé pour fabriquer des rideaux de scène ignifuges pour les théâtres, ainsi que des vêtements résistant à la chaleur pour les métallurgistes et les pompiers. Les applications plus modernes de l'amiante tirent parti de sa résistance chimique et des propriétés de renforcement de ses fibres pour produire des produits en ciment renforcé d'amiante, notamment des tuyaux, des feuilles et des bardeaux utilisés dans la construction de bâtiments. L'amiante est également utilisé comme isolant pour les moteurs de fusée sur la navette spatiale et comme composant dans les cellules électrolytiques qui produisent de l'oxygène sur les sous-marins nucléaires immergés. Une grande partie du chlore utilisé pour l'eau de Javel, les nettoyants et les désinfectants est produite à l'aide de produits à base d'amiante.

La première utilisation connue de l'amiante remonte à environ 2500 av. dans l'actuelle Finlande, où les fibres d'amiante étaient mélangées à de l'argile pour former des ustensiles et des pots en céramique plus résistants. La première référence écrite à l'amiante est venue de Grèce vers 300 av. lorsque Théophraste, l'un des étudiants d'Aristote, a écrit un livre intitulé Sur les pierres. Dans son livre, il a mentionné une substance minérale sans nom, qui ressemblait à du bois pourri, mais qui n'était pas consommée lorsqu'elle était aspergée d'huile et enflammée. Les Grecs l'utilisaient pour fabriquer des mèches de lampes et d'autres objets ignifuges. Lorsque le naturaliste et homme d'État romain Pline l'Ancien a écrit son Histoire naturelle complète dans environ 60 A.D. , il a décrit ce minéral ignifuge et lui a donné le nom d'asbestinon, signifiant inextinguible, d'où le mot anglais asbestos.

Bien que les qualités ignifuges de l'amiante aient continué de fasciner la communauté scientifique pendant des centaines d'années, ce n'est que dans les années 1800 que l'amiante a trouvé de nombreuses utilisations commerciales. Le premier brevet américain pour un produit à base d'amiante a été délivré en 1828 pour un matériau de revêtement utilisé dans les moteurs à vapeur. En 1868, Henry Ward Johns des États-Unis a breveté un matériau de toiture ignifuge fait de toile de jute et de papier laminé avec un mélange de goudron et de fibres d'amiante. C'est devenu un succès immédiat. L'exploitation à grande échelle de gisements d'amiante près de Québec, Canada, a commencé en 1878 et a stimulé le développement d'autres utilisations commerciales. En 1900, l'amiante était utilisé pour fabriquer des joints, des coffres-forts ignifuges, des roulements, des isolants de câblage électrique, des matériaux de construction et même des filtres pour filtrer les jus de fruits.

Les développements technologiques au début des années 1900 ont entraîné encore plus d'utilisations de l'amiante. Bon nombre des premiers matériaux plastiques reposaient sur des fibres d'amiante pour le renforcement et la résistance à la chaleur. Les carreaux de vinyle-amiante sont devenus l'un des revêtements de sol les plus couramment utilisés et sont restés en usage jusque dans les années 1960. Les garnitures de freins et les garnitures d'embrayage des automobiles utilisaient également de grandes quantités d'amiante, tout comme une multitude de matériaux de construction. Après la Seconde Guerre mondiale, l'utilisation de l'amiante dans les produits a continué à se développer. Les chirurgiens cardiaques ont utilisé du fil d'amiante pour fermer les incisions, les arbres de Noël ont été décorés avec de la neige artificielle en amiante et une marque de dentifrice a été commercialisée en utilisant des fibres d'amiante comme abrasif.

L'utilisation généralisée de l'amiante n'était cependant pas sans un côté sombre. Des problèmes de santé liés à l'exposition aux particules d'amiante en suspension dans l'air ont été constatés depuis le début des années 1900 et ont entraîné l'adoption de l'Asbestos Industry Regulations de 1931 en Angleterre. Au milieu des années 1960, des problèmes de santé ont commencé à faire surface parmi les travailleurs des chantiers navals qui ont manipulé l'isolation à l'amiante pendant la Seconde Guerre mondiale. Aux États-Unis, le problème a atteint le stade de la crise dans les années 1970, obligeant l'Environmental Protection Agency (EPA) à imposer des restrictions sévères à l'utilisation de l'amiante. Bien que l'EPA ait levé l'interdiction de certains types d'amiante en 1991, la confiance du public avait été gravement ébranlée et la plupart des fabricants avaient volontairement retiré l'amiante de leurs produits. En conséquence, l'utilisation d'amiante aux États-Unis est passée d'environ 880 000 tonnes/an (800 000 tonnes/an) en 1973 à moins de 44 000 tonnes/an (40 000 tonnes/an) en 1997.

Dans d'autres pays, les produits à base d'amiante sont encore largement utilisés, notamment dans l'industrie de la construction. L'utilisation mondiale d'amiante en 1997 a été estimée à environ 2,0 millions de tonnes/an (1,8 million de tonnes métriques/an). La majeure partie de cet amiante est utilisée pour fabriquer des produits en béton armé d'amiante, où les fibres d'amiante sont enfermées dans le béton.

On trouve des exploitations minières d'amiante dans 21 pays. Les principaux producteurs d'amiante sont la Russie (anciennement l'URSS), le Canada, le Brésil, le Zimbabwe, la Chine et l'Afrique du Sud. Des gisements plus petits se trouvent aux États-Unis et dans plusieurs autres pays.

Matières premières

Il existe six types d'amiante :actinolite, amosite, anthophyllite, crocidolite, trémolite et chrysolite. Les cinq premiers types sont appelés amphiboles. Ils se caractérisent par des fibres très résistantes et rigides, ce qui en fait un grave danger pour la santé. Les fibres d'amiante amphiboliques peuvent pénétrer dans les tissus corporels, en particulier dans les poumons, et éventuellement provoquer le développement de tumeurs. Le sixième type d'amiante, le chrysotile, est connu sous le nom de serpentine. Ses fibres sont beaucoup plus douces et flexibles que l'amiante amphibolique, et elles endommagent moins les tissus corporels. Les six types d'amiante sont composés de longues chaînes d'atomes de silicium et d'oxygène, liées par divers métaux, tels que le magnésium et le fer, pour former les fibres cristallines en forme de moustaches qui caractérisent ce minéral.

Le chrysotile est le type d'amiante le plus couramment utilisé et représentait environ 98 % de la production mondiale d'amiante en 1988. Il est généralement blanc et est parfois appelé amiante blanc, bien qu'il puisse également être de couleur ambre, gris ou verdâtre. La plupart des fibres de chrysotile mesurent environ 0,25 à 0,50 po (6,4 à 12,7 mm) de long et sont généralement ajoutées aux mélanges de béton pour fournir un renforcement. Seulement environ 8 % des fibres de chrysotile sont suffisamment longues pour être filées en tissu ou en corde.

L'amosite, parfois appelée amiante brune, représentait environ 1% de la production mondiale en 1988. Elle a souvent une teinte brun clair, mais on la trouve également dans des couleurs sombres, ainsi que du blanc. L'amosite a des fibres grossières d'environ 0,12 à 6,0 po (3,0 à 152,0 mm) de long. Les fibres sont difficiles à filer en tissu ou en corde et sont principalement utilisées comme matériau isolant, bien que cette utilisation soit interdite dans de nombreux pays.

La crocidolite, parfois appelée amiante bleu, représentait les 1% restants de la production mondiale. Il a une teinte bleuâtre et ses fibres mesurent environ 0,12 à 3,0 po (3,0 à 76,0 mm) de long. La crocidolite a une résistance à la traction très élevée et une excellente résistance aux produits chimiques. L'une de ses utilisations est comme renfort dans les plastiques.

Les trois autres types d'amiante (anthophyllite, actinolite et trémolite) n'ont pas d'applications commerciales importantes et sont rarement extraits.

Le processus de fabrication

Des gisements d'amiante se trouvent sous terre et le minerai est amené à la surface pour y être traité à l'aide de pratiques minières conventionnelles. L'amiante chrysotile se trouve généralement près de la surface et est accessible par une mine à ciel ouvert. D'autres gisements d'amiante se trouvent à des profondeurs variables et peuvent nécessiter des tunnels aussi profonds que 900 pieds (300 m) pour y accéder.

Les fibres d'amiante sont formées par la croissance progressive de cristaux minéraux dans des fissures ou des veines que l'on trouve dans les formations rocheuses tendres. Les cristaux se développent à travers la veine et la largeur de la veine détermine la longueur des fibres d'amiante résultantes. Parce que les minéraux proviennent de la roche environnante, la composition chimique des fibres est similaire à la rock. En conséquence, l'amiante doit être séparé du minerai rocheux en utilisant des méthodes physiques, plutôt que des méthodes chimiques parfois utilisées pour traiter d'autres minerais.

Voici les étapes utilisées pour traiter le minerai d'amiante chrysotile que l'on trouve couramment au Canada :

Exploitation minière

• 1 Les dépôts d'amiante chrysoltile sont généralement localisés à l'aide d'un capteur magnétique appelé magnétomètre. Cette méthode repose sur le fait que la magnétite minérale magnétique se trouve souvent à proximité des formations d'amiante. Des carottages sont utilisés pour localiser l'emplacement des gisements et pour déterminer la taille et la pureté de l'amiante.

  La plupart des opérations d'extraction d'amiante chrysotile sont menées dans une mine à ciel ouvert. Une série en spirale de terrasses plates, ou bancs, est découpée dans les côtés intérieurs en pente de la fosse. Ceux-ci sont utilisés à la fois comme plate-forme de travail et comme route pour le transport du minerai vers le haut et hors de la fosse. Les gisements de minerai d'amiante sont détachés de la roche environnante par un forage soigneux et un dynamitage avec des explosifs. Les débris rocheux qui en résultent sont chargés dans de gros camions de transport sur pneus et sortis de la mine. Certaines opérations utilisent une technique d'excavation appelée bloc foudroyé, dans laquelle une section du gisement de minerai est creusée jusqu'à ce qu'elle s'effondre sous son propre poids et glisse le long d'une goulotte dans les camions de transport en attente.

Séparer

Le minerai ne contient qu'environ 10 % d'amiante, qui doit être soigneusement séparé de la roche pour éviter de fracturer les fibres très fines. La méthode de séparation la plus courante est appelée broyage à sec. Dans cette méthode, la séparation primaire est effectuée dans une série d'opérations de concassage et d'aspiration sous vide au cours desquelles les fibres d'amiante sont littéralement aspirées du minerai. Ceci est suivi d'une série d'opérations de séparation secondaire pour éliminer la poussière de roche et d'autres petits débris.

• 2 Le minerai est introduit dans un concasseur à mâchoires, qui comprime le minerai pour le briser en morceaux de 0,75 po (20,0 mm) de diamètre ou moins. Le minerai concassé est ensuite séché pour éliminer toute humidité qui pourrait être présente.
• 3 Le minerai tombe à la surface d'un tamis vibrant de 30 mesh, qui a des ouvertures de 0,002 po (0,06 mm) de diamètre. Au fur et à mesure que le tamis vibre, les fibres d'amiante détachées montent au sommet du minerai concassé et sont aspirées. Parce que le minerai concassé est beaucoup plus dense que les fibres, seules les plus petites particules de roche sont aspirées avec l'amiante.
• 4 Les particules très fines de limon et de roche qui tombent à travers le tamis vibrant sont appelées traversées ou résidus et sont rejetées. Les morceaux de minerai concassés qui restent sur le tamis sont appelés overs et sont déplacés vers l'étape suivante du traitement.

  Le minerai concassé du premier tamis est acheminé à travers un deuxième concasseur, qui réduit les morceaux de minerai à environ 0,25 po (6,0 mm) de diamètre ou moins. Le minerai tombe ensuite sur un autre tamis vibrant de 30 mesh et répète le processus décrit aux étapes 3 et 4.

• 5 Le processus de broyage et d'aspiration sous vide des fibres d'amiante est répété deux fois de plus. À chaque fois, les morceaux de minerai deviennent plus petits jusqu'à ce que les dernières fibres d'amiante soient capturées et que le minerai restant soit si petit qu'il tombe à travers le tamis et est jeté. Ce processus en quatre étapes sépare également les fibres d'amiante par longueur. Les fibres les plus longues se détachent de la roche environnante dans le premier concasseur et sont aspirées du premier tamis. Les fibres les plus courtes sont brisées et capturées sur chaque ensemble successif de concasseurs et de tamis, jusqu'à ce que les fibres les plus courtes soient capturées sur le dernier tamis.
• 6 Les fibres d'amiante et autres matériaux capturés à partir de chaque tamis sont transportés en suspension dans un courant d'air et passent à travers quatre séparateurs à cyclone séparés. Les débris plus lourds et les particules de poussière de roche tombent au centre du flux d'air tourbillonnant et tombent au fond des séparateurs.
• 7 L'air passe ensuite à travers quatre ensembles distincts de filtres, qui capturent les fibres d'amiante de différentes longueurs pour l'emballage.

Contrôle qualité

Les fibres d'amiante sont classées selon plusieurs facteurs. L'un des facteurs les plus importants est leur durée, car elle détermine les applications où elles peuvent être utilisées et, par conséquent, leur valeur commerciale.

Le système de classement le plus courant pour les fibres d'amiante chrysotile s'appelle la méthode de classement à sec standard du Québec. Cette norme définit neuf grades de fibres du grade 1, qui est le plus long, au grade 9, qui est le plus court. À l'extrémité supérieure de l'échelle, les grades 1 à 3 sont appelés fibres longues et vont de 0,74 po (19,0 mm) et plus longs jusqu'à 0,25 po (6,0 mm) de longueur. Les grades 4 à 6 sont appelés fibres moyennes, tandis que les grades 7 à 9 sont appelés fibres courtes. Les fibres de grade 8 et 9 mesurent moins de 3,0 mm de long et sont classées en fonction de leur densité lâche plutôt que de leur longueur.

D'autres facteurs pour établir la qualité des fibres d'amiante comprennent des tests pour déterminer le degré de séparation ou d'ouverture des fibres, la capacité de renforcement des fibres dans le béton et la teneur en poussière et en granulés. Des applications spécifiques peuvent nécessiter d'autres normes et tests de contrôle qualité.

Santé et
Effets sur l'environnement

Il est maintenant généralement admis que l'inhalation de fibres d'amiante peut être associée à trois maladies graves, et souvent mortelles. Deux d'entre eux, le cancer du poumon et l'amiantose, affectent les poumons, tandis que le troisième, le mésothéliome, est une forme rare de cancer qui affecte la muqueuse des cavités thoracique et abdominale.

Il est également maintenant généralement admis que différents types d'amiante, en particulier les amphiboles, présentent un plus grand danger pour la santé que l'amiante chrysotile.

Enfin, il est reconnu que d'autres facteurs, tels que la longueur des fibres et la durée et le degré d'exposition, peuvent déterminer le danger pour la santé posé par l'amiante. En effet, certaines études ont montré que certains cancers du poumon induits par l'amiante ne surviennent que lorsque l'exposition dépasse un certain niveau de concentration. En dessous de ce seuil, il n'y a pas d'augmentation statistique du cancer du poumon par rapport à celle observée dans la population générale.

Bien que tout le monde ne soit pas d'accord avec ces résultats, les préoccupations générales concernant les effets néfastes potentiels sur la santé de l'inhalation de fibres d'amiante ont conduit à des réglementations plus strictes sur la quantité d'amiante en suspension dans l'air autorisée sur le lieu de travail. Ces réglementations varient d'un pays à l'autre, mais elles imposent toutes des niveaux nettement inférieurs à ceux constatés auparavant. Aux États-Unis, l'Occupational Health and Safety Administration (OSHA) a fixé l'exposition maximale admissible aux fibres de plus de 0,005 mm à 0,2 fibres/centimètre cube pendant une journée de travail de huit heures ou une semaine de travail de 40 heures.

Les niveaux d'amiante en suspension dans l'environnement général en dehors du lieu de travail sont beaucoup plus faibles et ne sont pas considérés comme un danger.

Le futur

L'amiante est toujours un composant important dans de nombreux produits et procédés, même si son utilisation devrait rester faible aux États-Unis. Les réglementations plus strictes en matière d'exposition et les procédures de fabrication et de manipulation améliorées actuellement en place devraient éliminer les problèmes de santé associés à l'amiante.