Adapté de la 3e édition, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety. La révision inclut des informations de A. Bruusgaard, LL Cash, Jr., G. Donatello, V. D'Onofrio, G. Fararone, M. Kleinfeld, M. Landwehr, A. Meiklejohn, JA Pendergrass, SA Roach, TA Roscina, NI Sadkovskaja et R. Stahl.
Les minéraux sont utilisés dans la céramique, le verre, la joaillerie, l'isolation, la sculpture sur pierre, les abrasifs, les plastiques et de nombreuses autres industries dans lesquelles ils présentent principalement un risque d'inhalation. La quantité et le type d'impuretés dans les minéraux peuvent également déterminer le danger potentiel associé à l'inhalation de la poussière. La principale préoccupation lors de l'extraction et de la production est la présence de silice et d'amiante. La teneur en silice de différentes formations rocheuses, comme le grès, les feldspaths, le granite et l'ardoise, peut varier de 20 % à près de 100 %. Il est donc impératif que l'exposition des travailleurs aux concentrations de poussières soit réduite au minimum par la mise en œuvre de mesures strictes de contrôle des poussières.
Des contrôles techniques améliorés, le forage humide, la ventilation par aspiration et la manipulation à distance sont recommandés pour prévenir le développement de maladies pulmonaires chez les travailleurs miniers. Lorsque des contrôles techniques efficaces ne sont pas possibles, les travailleurs doivent porter une protection respiratoire approuvée, y compris la sélection appropriée de respirateurs. Dans la mesure du possible, la substitution industrielle d'agents moins dangereux peut réduire l'exposition professionnelle. Enfin, l'éducation des travailleurs et des employeurs concernant les risques et les mesures de contrôle appropriées est une composante essentielle de tout programme de prévention.
Les examens médicaux réguliers des travailleurs exposés aux poussières minérales devraient inclure des évaluations des symptômes respiratoires, des anomalies de la fonction pulmonaire et des maladies néoplasiques. Les travailleurs qui présentent les premiers signes d'altérations pulmonaires devraient être affectés à d'autres tâches ne présentant aucun risque lié à la poussière. En plus des déclarations individuelles de maladie, des données provenant de groupes de travailleurs devraient être recueillies pour les programmes de prévention. Le chapitre Système respiratoire fournit plus de détails sur les effets sur la santé de plusieurs des minéraux décrits ici.
Apatite (phosphate de calcium)
Occurrence et utilisations. L'apatite est un phosphate de calcium naturel, contenant généralement du fluor. Il se produit dans la croûte terrestre sous forme de roche phosphatée et constitue également le principal composant de la structure osseuse des dents. Les gisements d'apatite sont situés au Canada, en Europe, dans la Fédération de Russie et aux États-Unis.
L'apatite est utilisée dans les cristaux laser et comme source de phosphore et d'acide phosphorique. Il est également utilisé dans la fabrication d'engrais.
Dangers pour la santé. Le contact avec la peau, l'inhalation ou l'ingestion peut provoquer une irritation de la peau, des yeux, du nez, de la gorge ou du système gastrique. Le fluor peut être présent dans la poussière et peut provoquer des effets toxiques.
Amiante
Occurrence et utilisations. Amiante est un terme utilisé pour décrire un groupe de minéraux fibreux naturels largement répandus dans le monde. Les minéraux d'amiante se divisent en deux groupes : le groupe de la serpentine, qui comprend le chrysotile, et les amphiboles, qui comprennent la crocidolite, la trémolite, l'amosite et l'anthophyllite. Le chrysotile et les divers minéraux d'amiante amphibole diffèrent par leur structure cristalline, leurs caractéristiques chimiques et de surface et les caractéristiques physiques de leurs fibres.
Les caractéristiques industrielles qui ont rendu l'amiante si utile dans le passé sont la haute résistance à la traction et la flexibilité des fibres, ainsi que leur résistance à la chaleur et à l'abrasion et à de nombreux produits chimiques. De nombreux produits manufacturés contiennent de l'amiante, notamment des produits de construction, des matériaux de friction, des feutres, des garnitures et des joints, des carreaux de sol, du papier, des isolants et des textiles.
Dangers pour la santé. L'asbestose, la maladie pleurale liée à l'amiante, le mésothéliome malin et le cancer du poumon sont des maladies spécifiques associées à l'exposition à la poussière d'amiante. Les modifications fibrotiques qui caractérisent la pneumoconiose, l'asbestose, sont la conséquence d'un processus inflammatoire mis en place par des fibres retenues dans le poumon. L'amiante est traité dans le chapitre Système respiratoire.
Bauxite
Occurrence et utilisations. La bauxite est la principale source d'aluminium. Il est constitué d'un mélange de minéraux formés par l'altération des roches aluminifères. Les bauxites sont la forme la plus riche de ces minerais altérés, contenant jusqu'à 55% d'alumine. Certains minerais latéritiques (contenant pourcentages plus élevés de fer) contiennent jusqu'à 35 % d'Al2O3. Les gisements commerciaux de bauxite sont principalement de la gibbsite (Al2O3 3H2O) et la boehmite (Al2O3 H2O), et se trouvent en Australie, au Brésil, en France, au Ghana, en Guinée, en Guyane, en Hongrie, en Jamaïque et au Surinam. La gibbsite est plus facilement soluble dans les solutions d'hydroxyde de sodium que la boehmite, et est donc préférée pour les prod d'alumineenchère.
La bauxite est extraite à ciel ouvert. Les minerais les plus riches sont utilisés tels quels. Les minerais à plus faible teneur peuvent être valorisés par concassage et lavage pour éliminer les déchets d'argile et de silice.
Dangers pour la santé. Des incapacités pulmonaires graves ont été signalées chez des travailleurs travaillant à la fonte de bauxite combinée à du coke, du fer et de très petites quantités de silice. L'affliction est connue sous le nom de "maladie de Shaver". Étant donné que la contamination par la silice des minerais contenant de l'aluminium est courante, les risques pour la santé associés à la présence de silice cristalline libre dans les minerais de bauxite doivent être considérés comme un facteur causal important.
Argiles (silicates d'aluminium hydratés)
Occurrence et utilisations. L'argile est une matière plastique malléable formée par les résidus de désintégration altérés de la roche silicatée argileuse; il contient généralement 15 à 20 % d'eau et est hygroscopique. Il se présente sous forme de sédiment dans de nombreuses formations géologiques dans toutes les régions du monde et contient en quantités variables des feldspaths, du mica et des mélanges de quartz, de spath calcaire et d'oxyde de fer.
La qualité de l'argile dépend de la quantité d'alumine qu'elle contient - par exemple, une bonne argile de porcelaine contient environ 40 % d'alumine et la teneur en silice est aussi faible que 3 à 6 %. En moyenne, la teneur en quartz des gisements argileux est comprise entre 10 et 20 %, mais au pire, là où il y a moins d'alumine que d'habitude, la teneur en quartz peut atteindre 50 %. Le contenu peut varier dans un gisement et la séparation des teneurs peut avoir lieu dans la fosse. Dans son état plastique, l'argile peut être moulée ou pressée, mais lorsqu'elle est cuite, elle devient dure et conserve la forme dans laquelle elle a été formée.
L'argile est souvent extraite dans des fosses à ciel ouvert mais parfois dans des mines souterraines. Dans les carrières à ciel ouvert, la méthode d'extraction dépend de la qualité du matériau et de la profondeur du gisement ; parfois, les conditions nécessitent l'utilisation d'outils pneumatiques manuels, mais, dans la mesure du possible, l'exploitation minière est mécanisée, en utilisant des excavatrices, des pelles mécaniques, des coupeurs d'argile, des machines de creusement profond, etc. L'argile est amenée à la surface par camion ou par câble. L'argile ramenée à la surface peut être soumise à des traitements préliminaires avant expédition (séchage, broyage, poussage, malaxage, etc.) ou être vendue entière (voir le chapitre Mines et carrières). Parfois, comme dans de nombreuses briqueteries, la carrière d'argile peut être adjacente à l'usine où les articles finis sont fabriqués.
Différents types d'argile constituent le matériau de base dans la fabrication de poteries, de briques et de tuiles et de réfractaires. L'argile peut être utilisée sans aucun traitement dans la construction de barrages ; sur place, il sert parfois de couverture au gaz stocké en strate inférieure. Une ventilation et des contrôles techniques appropriés sont nécessaires.
Dangers pour la santé. Les argiles contiennent généralement de grandes quantités de silice libre et une inhalation chronique peut provoquer une silicose. Le contact de la peau avec de l'argile humide peut provoquer un dessèchement et une irritation de la peau. Il existe un risque de silicose pour les travailleurs souterrains où l'extraction mécanisée d'argile à haute teneur en quartz et peu d'humidité naturelle est pratiquée. Ici, le facteur décisif n'est pas seulement la teneur en quartz mais aussi l'humidité naturelle : si le taux d'humidité est inférieur à 12 %, il faut s'attendre à beaucoup de poussières fines lors de l'extraction mécanique.
Charbon
Occurrence et utilisations. Le charbon est un matériau naturel, solide et combustible formé à partir de la vie végétale préhistorique. Il se produit en couches ou en veines dans les roches sédimentaires. Les conditions propices à la formation naturelle du charbon se sont produites il y a entre 40 et 60 millions d'années à l'ère tertiaire (formation de lignite) et il y a plus de 250 millions d'années à l'âge carbonifère (formation de charbon bitumineux), lorsque les forêts marécageuses prospéraient dans une atmosphère chaude. climat puis s'est progressivement atténué au cours des mouvements géologiques qui ont suivi. Les principaux gisements de lignite se trouvent en Australie, en Europe de l'Est, en Allemagne, en Fédération de Russie et aux États-Unis. Les principales réserves de charbon bitumineux se trouvent en Australie, en Chine, en Inde, au Japon, dans la Fédération de Russie et aux États-Unis.
Le charbon est une source importante de matières premières chimiques. La pyrolyse ou la distillation destructive produit du goudron de houille et des gaz d'hydrocarbures, qui peuvent être valorisés par hydrogénation ou méthanation en pétrole brut synthétique et en gaz combustible. L'hydrogénation catalytique donne des huiles d'hydrocarbures et de l'essence. La gazéification produit du monoxyde de carbone et de l'hydrogène (gaz de synthèse), à partir desquels de l'ammoniac et d'autres produits peuvent être fabriqués. Alors qu'en 1900, 94 % des besoins énergétiques mondiaux étaient couverts par le charbon et seulement 5 % par le pétrole et le gaz naturel, le charbon est de plus en plus remplacé par des combustibles liquides et gazeux dans le monde entier.
Dangers pour la santé. Les dangers de l'exploitation minière et de la poussière de charbon sont traités dans les chapitres Mines et carrières ainsi que Système respiratoire.
Corindon (oxyde d'aluminium)
Occurrence et utilisations. Le corindon est l'un des principaux abrasifs naturels. Le corindon naturel et le corindon artificiel (alundum ou émeri artificiel) sont généralement relativement purs. Le matériau artificiel est produit à partir de bauxite par fusion dans un four électrique. En raison de sa dureté, le corindon est utilisé pour façonner les métaux, le bois, le verre et la céramique, par un procédé de meulage ou de polissage. Les risques pour la santé sont abordés ailleurs dans ce Encyclopédie.
Terre de diatomée (Diatomite, Kieselguhr, Terre infusoire)
Occurrence et utilisations. La terre de diatomées est un matériau mou et volumineux composé de squelettes de petites plantes aquatiques préhistoriques apparentées aux algues (diatomées). Certains gisements comprennent jusqu'à 90 % de silice amorphe libre. Ils ont des formes géométriques complexes et sont disponibles sous forme de blocs de couleur claire, de briques, de poudre, etc. La terre de diatomées absorbe 1.5 à 4 fois son poids en eau et a une grande capacité d'absorption d'huile. Des gisements se trouvent en Algérie, en Europe, dans la Fédération de Russie et dans l'ouest des États-Unis. La terre de diatomées peut être utilisée dans les fonderies, dans le couchage du papier, dans la céramique et dans l'entretien des filtres, des abrasifs, des lubrifiants et des explosifs. Il est utilisé comme média filtrant dans l'industrie chimique. La terre de diatomées trouve également une utilisation comme épaississant de boue de forage; un diluant dans les peintures, les produits en caoutchouc et en plastique ; et comme agent anti-agglomérant dans les engrais.
Dangers pour la santé. La terre de diatomées est hautement respirable. Pour de nombreuses applications industrielles, la terre de diatomées est calcinée entre 800 et 1,000 XNUMX ºC pour produire une poudre blanc grisâtre appelée kieselguhr, qui peut contenir 60 % ou plus de cristobalite. Au cours de l'extraction et du traitement de la terre de diatomées, le risque de décès dû à la fois aux maladies respiratoires et au cancer du poumon a été lié à l'inhalation de poussière ainsi qu'aux expositions cumulatives à la silice cristalline, comme indiqué dans le chapitre Système respiratoire.
Érionite
Occurrence et utilisations. L'érionite est une zéolite fibreuse cristalline. Les zéolites, un groupe d'alumino-silicates trouvés dans les cavités des roches volcaniques, sont utilisées dans la filtration de l'eau dure et dans le raffinage du pétrole. L'érionite est présente en Californie, au Nevada et en Oregon aux États-Unis, ainsi qu'en Irlande, en Islande, en Nouvelle-Zélande et au Japon.
Dangers pour la santé. L'érionite est un cancérogène humain connu. L'inhalation chronique peut provoquer un mésothéliome.
Feldspath
Occurrence et utilisations. Le feldspath est un nom général pour un groupe de silicates d'aluminium de sodium, de potassium, de calcium et de baryum. Dans le commerce, le feldspath fait généralement référence aux feldspaths de potassium de formule KAlSi3O8, généralement avec un peu de sodium. Feldspath se produit aux États-Unis. Il est utilisé dans la poterie, l'émail et la céramique, le verre, les savons, les abrasifs, les ciments et les bétons. Le feldspath sert de liant pour les meules abrasives et trouve une utilisation dans les compositions isolantes, les matériaux de toiture goudronnés et les engrais.
Dangers pour la santé. L'inhalation chronique peut causer la silicose en raison de la présence de quantités substantielles de silice libre. Les feldspaths peuvent également contenir de l'oxyde de sodium irritant (spaths de soude), de l'oxyde de potassium (spaths de potasse) et de l'oxyde de calcium (spaths de chaux) sous forme insoluble. Voir la section « Silice » ci-dessous.
Silex
Occurrence et utilisations. Le silex est une forme cristalline de silice native ou de quartz. Il se produit en Europe et aux États-Unis. Le silex est utilisé comme abrasif, diluant pour peinture et charge pour engrais. En outre, il trouve une utilisation dans les insecticides, le caoutchouc, les plastiques, l'asphalte routier, la céramique et les garnitures de tours chimiques. Historiquement, le silex a été un minéral important car il a été utilisé pour fabriquer certains des premiers outils et armes connus.
Dangers pour la santé sont liés aux propriétés toxiques de la silice.
Spath fluor (fluorure de calcium)
Occurrence et utilisations. Le spath fluor est un minéral qui contient 90 à 95 % de fluorure de calcium et 3.5 à 8 % de silice. Il est extrait par forage et dynamitage. Le spath fluor est une source principale de fluor et de ses composés. Il est utilisé comme fondant dans les fours sidérurgiques à foyer ouvert et dans la fusion des métaux. En outre, il trouve une utilisation dans les industries de la céramique, de la peinture et de l'optique.
Dangers pour la santé. Les dangers du spath fluor sont principalement dus aux effets nocifs de la teneur en fluor et de sa teneur en silice. L'inhalation aiguë peut causer des problèmes gastriques, intestinaux, circulatoires et nerveux. L'inhalation ou l'ingestion chronique peut entraîner une perte de poids et d'appétit, une anémie et des défauts osseux et dentaires. Des lésions pulmonaires ont été signalées chez des personnes inhalant des poussières contenant 92 à 96 % de fluorure de calcium et 3.5 % de silice. Il semble que le fluorure de calcium intensifie l'action fibrogène de la silice dans les poumons. Des cas de bronchite et de silicose ont été signalés chez les mineurs de spath fluor.
Dans l'extraction du spath fluor, le contrôle de la poussière doit être soigneusement appliqué, y compris le forage humide, l'arrosage de la roche meuble, l'évacuation et la ventilation générale. Lors du chauffage du spath fluor, il existe également un risque de formation d'acide fluorhydrique et les mesures de sécurité correspondantes doivent être appliquées.
Granit
Occurrence et utilisations. Le granit de roche ignée à gros grains se compose de quartz, de feldspath et de mica en grains imbriqués informes. Il trouve une utilisation comme granit concassé et comme granit de dimension. Après avoir été broyé à la taille requise, le granit peut être utilisé pour les granulats de béton, le métal routier, le ballast de chemin de fer, dans les lits filtrants et pour les enrochements (gros morceaux) dans les piles et les brise-lames. Les couleurs - rose, gris, saumon, rouge et blanc - sont souhaitables pour le granit de dimension. La dureté, la texture uniforme et d'autres propriétés physiques font du granit de dimension l'idéal pour les monuments, les monuments commémoratifs, les blocs de fondation, les marches et les colonnes.
La grande production de granit concassé provient principalement de Californie, avec des quantités substantielles des autres États américains de Géorgie, de Caroline du Nord, de Caroline du Sud et de Virginie. Les principales zones de production de granit de dimension aux États-Unis comprennent la Géorgie, le Maine, le Massachusetts, le Minnesota, la Caroline du Nord, le Dakota du Sud, le Vermont et le Wisconsin.
Dangers pour la santé. Le granit est fortement contaminé par la silice. Par conséquent, la silicose est un risque majeur pour la santé dans l'extraction du granit.
Graphite
Occurrence et utilisations. Le graphite se trouve dans presque tous les pays du monde, mais la majorité de la production du minerai naturel est limitée à l'Autriche, l'Allemagne, Madagascar, le Mexique, la Norvège, la Fédération de Russie et le Sri Lanka. La plupart, sinon la totalité, des minerais de graphite naturel contiennent de la silice cristalline et des silicates.
Graphite en morceaux se trouve dans des veines qui traversent différents types de roches ignées et métamorphiques contenant des impuretés minérales de feldspath, quartz, mica, pyroxine, zircon, rutile, apatite et sulfures de fer. Les impuretés se trouvent souvent dans des poches isolées dans les veines de minerai. L'exploitation minière est généralement souterraine, avec des perceuses à main pour l'exploitation sélective de veines étroites.
Dépôts de graphite amorphe sont également souterraines, mais généralement dans des lits beaucoup plus épais que les veines des mottes. Le graphite amorphe est couramment associé au grès, à l'ardoise, au schiste, au calcaire et aux minéraux auxiliaires de quartz et de sulfures de fer. Le minerai est foré, dynamité et chargé à la main dans des wagons et amené à la surface pour le broyage et la séparation des impuretés.
Graphite lamellaire est généralement associée à des roches sédimentaires métamorphisées comme le gneiss, les schistes et les marbres. Les dépôts sont souvent sur ou près de la surface. Par conséquent, des équipements d'excavation normaux tels que des pelles, des bulldozers et des scarificateurs sont utilisés dans les mines à ciel ouvert, et un minimum de forage et de dynamitage est nécessaire.
Le graphite artificiel est produit par le chauffage du charbon ou du coke de pétrole et ne contient généralement pas de silice libre. Le graphite naturel est utilisé dans la fabrication de revêtements de fonderie, de lubrifiants, de peintures, d'électrodes, de piles sèches et de creusets à des fins métallurgiques. La «mine» des crayons est également du graphite.
Dangers pour la santé. L'inhalation de carbone, ainsi que des poussières associées, peut se produire pendant l'extraction et le broyage du graphite naturel, et pendant la fabrication du graphite artificiel. Les examens aux rayons X des travailleurs du graphite naturel et artificiel ont montré différentes classifications des pneumoconioses. L'histopathologie microscopique a révélé des agrégats pigmentaires, un emphysème focal, une fibrose collagène, de petits nodules fibreux, des kystes et des cavités. Les cavités se sont avérées contenir un fluide d'encre dans lequel des cristaux de graphite ont été identifiés. Des rapports récents notent que les matériaux impliqués dans les expositions conduisant à des cas graves de fibrose pulmonaire massive sont susceptibles d'être des poussières mixtes.
La pneumoconiose au graphite est évolutive même après que le travailleur a été retiré de l'environnement contaminé. Les travailleurs peuvent rester asymptomatiques pendant de nombreuses années d'exposition et l'invalidité survient souvent soudainement. Il est essentiel que des analyses périodiques soient faites du minerai brut et de la poussière en suspension dans l'air pour la silice cristalline et les silicates, avec une attention particulière pour le feldspath, le talc et le mica. Les niveaux de poussière acceptables doivent être ajustés pour tenir compte de l'effet que ces poussières potentialisant les maladies peuvent avoir sur la santé des travailleurs.
En plus d'être exposés aux dangers physiques de l'exploitation minière, les travailleurs du graphite peuvent également être confrontés à des risques chimiques, tels que l'acide fluorhydrique et l'hydroxyde de sodium utilisés dans la purification du graphite. La protection contre les risques associés à ces produits chimiques devrait faire partie de tout programme de santé.
Gypse (sulfate de calcium hydraté)
Occurrence et utilisations. Bien qu'il soit présent dans le monde entier, le gypse est rarement trouvé pur. Les gisements de gypse peuvent contenir du quartz, de la pyrite, des carbonates et des matériaux argileux et bitumineux. Il se produit dans la nature en cinq variétés : roche de gypse, gypsite (une forme impure et terreuse), albâtre (une variété translucide massive à grain fin), spath satiné (une forme fibreuse et soyeuse) et sélénite (cristaux transparents).
La roche de gypse peut être concassée et broyée pour être utilisée sous forme dihydratée, calcinée à 190 à 200 ºC (éliminant ainsi une partie de l'eau de cristallisation) pour produire du sulfate de calcium semi-hydraté ou du plâtre de Paris, ou complètement déshydraté par calcination à plus de 600 ºC pour produire du gypse anhydre ou calciné à mort.
Le gypse dihydraté broyé est utilisé dans la fabrication de ciment Portland et de produits en marbre artificiel; comme conditionneur de sol dans l'agriculture; comme pigment blanc, charge ou glaçure dans les peintures, les émaux, les produits pharmaceutiques, le papier, etc. ; et comme agent de filtration.
Dangers pour la santé. Les travailleurs employés au traitement de la roche de gypse peuvent être exposés à de fortes concentrations atmosphériques de poussière de gypse, de gaz de fournaise et de fumée. Dans la calcination du gypse, les travailleurs sont exposés à des températures ambiantes élevées et il existe également un risque de brûlure. Les équipements de concassage, de broyage, de transport et d'emballage présentent un risque d'accidents de machines. La pneumoconiose observée chez les mineurs de gypse a été attribuée à une contamination par la silice.
La formation de poussière dans le traitement du gypse doit être contrôlée par la mécanisation des opérations poussiéreuses (concassage, chargement, transport, etc.), l'ajout d'un maximum de 2 % en volume d'eau au gypse avant le concassage, l'utilisation de convoyeurs pneumatiques avec couvercles et pièges à poussière, confinement des sources de poussière et fourniture de systèmes d'aspiration pour les ouvertures du four et pour les points de transfert des convoyeurs. Dans les ateliers abritant les fours de calcination, il est conseillé de revêtir les murs et les sols de matériaux lisses pour faciliter le nettoyage. Les tuyauteries chaudes, les parois du four et les enceintes du séchoir doivent être calorifugées afin de réduire le risque de brûlures et de limiter le rayonnement thermique vers l'environnement de travail.
Calcaire
Occurrence et utilisations. Le calcaire est une roche sédimentaire composée principalement de carbonate de calcium sous forme de calcite minérale. Les calcaires peuvent être classés soit selon les impuretés qu'ils contiennent (calcaire dolomitique, qui contient des quantités importantes de carbonate de magnésium ; calcaire argileux, à forte teneur en argile ; calcaire siliceux, qui contient du sable ou du quartz ; etc.) soit selon la formation dans lequel ils se trouvent (par exemple, le marbre, qui est un calcaire cristallin). Les gisements de calcaire sont largement répartis dans la croûte terrestre et sont extraits par des carrières.
Depuis les temps anciens, le calcaire a été utilisé comme pierre de construction. Il est également broyé pour être utilisé comme fondant dans la fonte, le raffinage et la fabrication de la chaux. Le calcaire est utilisé comme noyau dur et ballast dans la construction de routes et de voies ferrées, et il est mélangé à de l'argile pour la fabrication de ciment.
Dangers pour la santé. Lors de l'extraction, les mesures de sécurité d'extraction appropriées doivent être prises et les principes de protection des machines doivent être observés sur les concasseurs. Le principal danger pour la santé dans les carrières de calcaire est la présence éventuelle, dans les poussières de calcaire en suspension dans l'air, de silice libre, qui représente normalement 1 à 10 % de la roche calcaire. Dans des études sur des travailleurs de carrières et de traitement de calcaire, les examens radiologiques ont révélé des modifications pulmonaires et l'examen clinique a révélé une pharyngite, une bronchite et un emphysème. Les travailleurs qui dressent la pierre pour les travaux de construction doivent observer les mesures de sécurité appropriées à l'industrie de la pierre.
Marbre (carbonate de calcium)
Occurrence et utilisations. Le marbre est géologiquement défini comme un calcaire métamorphisé (recristallisé) composé principalement de grains cristallins de calcite, de dolomite ou des deux, ayant une texture cristalline visible. Long usage du terme marbre par l'industrie des carrières et de la finition a conduit au développement du terme marbre professionnel, qui comprend toute roche cristalline capable de se polir et composée principalement d'un ou de plusieurs des minéraux suivants : calcite, dolomie ou serpentine.
Le marbre a été utilisé tout au long de l'histoire comme matériau de construction important en raison de sa résistance, de sa durabilité, de sa facilité de maniabilité, de son adaptabilité architecturale et de sa satisfaction esthétique. L'industrie du marbre comprend deux branches principales : le marbre de dimension et le marbre concassé et brisé. Le terme marbre de dimension est appliqué aux gisements de marbre extraits dans le but d'obtenir des blocs ou des dalles répondant à des spécifications de taille et de forme. Les utilisations du marbre de dimension comprennent la pierre de construction, la pierre monumentale, la pierre de taille, les panneaux de placage, les lambris, le carrelage, la statuaire, etc. Le marbre concassé et brisé varie en taille, des gros rochers aux produits finement broyés, et les produits comprennent des agrégats, du ballast, des granulés de toiture, des copeaux de terrazzo, des charges, des pigments, de la chaux agricole, etc.
Dangers pour la santé. Les maladies professionnelles spécifiquement liées à l'exploitation minière, à l'extraction et au traitement du marbre lui-même n'ont pas été décrites. Dans les mines souterraines, il peut y avoir une exposition à des gaz toxiques produits par le dynamitage et certains types d'équipements motorisés; une ventilation et une protection respiratoire adéquates sont nécessaires. Dans le sablage abrasif, il y aura une exposition à la silice si du sable est utilisé, mais le carbure de silicium ou l'oxyde d'aluminium sont tout aussi efficaces, ne présentent aucun risque de silicose et doivent être remplacés. Les grandes quantités de poussière générées lors du traitement du marbre doivent être soumises à un contrôle de la poussière, soit par l'utilisation de méthodes humides, soit par une ventilation par aspiration.
Mica
Occurrence et utilisations. Mica (du latin micare, pour briller ou scintiller) est un silicate minéral qui se présente comme un constituant principal des roches ignées, en particulier des granites. C'est également un composant commun de matériaux silicatés tels que le kaolin, qui sont produits par l'altération de ces roches. Dans les corps rocheux, en particulier dans les veines de pegmatite, le mica se présente sous forme de masses lenticulaires de feuilles clivables (appelées livres) pouvant atteindre 1 m de diamètre, ou sous forme de particules. Il existe de nombreuses variétés, dont les plus utiles sont moscovite (mica commun, clair ou blanc), phlogopite (mica ambré), vermiculite, lépidolite ainsi que séricite. La muscovite se trouve généralement dans les roches siliceuses ; il existe d'importants gisements en Inde, en Afrique du Sud et aux États-Unis. La séricite est la variété à petites plaques de muscovite. Il résulte de l'altération des schistes et des gneiss. La phlogopite, présente dans les roches calcaires, est concentrée à Madagascar. La vermiculite a la caractéristique exceptionnelle de se dilater considérablement lorsqu'elle est rapidement chauffée à environ 300 ºC. Il existe d'importants gisements aux États-Unis. La principale valeur de la lépidolite réside dans sa forte teneur en lithium et en rubidium.
Le mica est encore utilisé pour les poêles à combustion lente, les lanternes ou les judas des fours. La qualité suprême du mica est qu'il est diélectrique, ce qui en fait un matériau prioritaire dans la construction aéronautique. La poudre de mica est utilisée dans la fabrication de câbles électriques, pneumatiques, électrodes de soudage, cartons bitumés, peintures et plastiques, lubrifiants secs, pansements diélectriques et isolants antidéflagrants. Il est souvent compacté avec des résines alkydes. La vermiculite est largement utilisée comme matériau isolant dans l'industrie du bâtiment. La lépidolite est utilisée dans les industries du verre et de la céramique.
Dangers pour la santé. Lorsque vous travaillez avec du mica, la génération d'électricité statique est possible. Des techniques d'ingénierie simples peuvent le décharger sans danger. Les mineurs de mica sont exposés à l'inhalation d'une grande variété de poussières, dont le quartz, le feldspath et les silicates. L'inhalation chronique peut causer la silicose. L'exposition des travailleurs à la poudre de mica peut provoquer une irritation des voies respiratoires et, après plusieurs années, une pneumoconiose fibreuse nodulaire peut survenir. Il a longtemps été considéré comme une forme de silicose, mais on pense maintenant que ce n'est pas le cas, car la poussière de mica pur ne contient pas de silice libre. L'aspect radiologique est souvent proche de celui de l'asbestose. Expérimentalement, le mica s'est avéré posséder une faible cytotoxicité sur les macrophages et n'induire qu'une mauvaise réponse fibrogène limitée à la formation de fibres épaisses de réticuline.
L'inhalation chronique de vermiculite, qui contient souvent de l'amiante, peut causer l'asbestose, le cancer du poumon et le mésothéliome. L'ingestion de vermiculite est également suspectée dans le cancer de l'estomac et de l'intestin.
Pierre ponce
Occurrence et utilisations. La pierre ponce est une roche poreuse, grise ou blanche, fragile et de faible poids spécifique, issue de magma volcanique récent ; il est composé de quartz et de silicates (essentiellement du feldspath). On la trouve soit pure, soit mélangée à diverses substances, au premier rang desquelles l'obsidienne, qui se différencie par sa couleur noire brillante et sa densité, qui est quatre fois supérieure. Il est présent principalement en Éthiopie, en Allemagne, en Hongrie, en Italie (Sicile, Lipari), à Madagascar, en Espagne et aux États-Unis. Certaines variétés, comme la pierre ponce de Lipari, ont une forte teneur en silice totale (71.2 à 73.7 %) et une bonne quantité de silice libre (1.2 à 5 %).
Dans le commerce et pour des usages pratiques, une distinction est faite entre la pierre ponce en blocs et en poudre. Lorsqu'il est sous forme de bloc, la désignation diffère selon la taille du bloc, la couleur, la porosité, etc. La forme poudre est classée par numéros selon la granulométrie. La transformation industrielle comprend plusieurs opérations : triage pour séparer l'obsidienne, concassage et pulvérisation dans des machines à meules en pierre ou en métal, séchage dans des fours à ciel ouvert, tamisage et tamisage à l'aide de tamis manuels plats et ouverts et de tamis alternatifs ou rotatifs, les déchets matière généralement récupérée.
La pierre ponce est utilisée comme abrasif (bloc ou poudre), comme matériau de construction léger, et dans la fabrication de grès, d'explosifs, etc.
Dangers pour la santé. Les opérations les plus dangereuses impliquant une exposition à la pierre ponce sont le séchage au four et le tamisage, en raison de la grande quantité de poussière produite. Outre les signes caractéristiques de la silicose observés au niveau des poumons et la sclérose des ganglions lymphatiques hilaires, l'étude de quelques cas mortels a révélé des lésions de diverses sections de l'arbre artériel pulmonaire. L'examen clinique a révélé des troubles respiratoires (emphysème et parfois atteinte pleurale), cardiovasculaires (cœur pulmonaire) et rénaux (albuminurie, hématurie, cylindrurie), ainsi que des signes d'insuffisance surrénalienne. Les signes radiologiques d'aortite sont plus fréquents et plus graves que dans le cas de la silicose. Un aspect radiologique typique des poumons dans la liparitose est la présence d'un épaississement linéaire dû à une atélactase lamellaire.
Grès
Occurrence et utilisations. Le grès est une roche sédimentaire siliciclastique composée principalement de sable, généralement du sable à prédominance de quartz. Les grès sont souvent mal cimentés et peuvent être facilement réduits en sable. Pourtant, le grès solide et durable, aux couleurs havane et grise, est utilisé comme grès de dimension pour les revêtements et garnitures extérieurs des bâtiments, dans les maisons, comme bordures, dans les culées de ponts et dans divers murs de soutènement. Les grès fermes sont concassés pour être utilisés comme granulat de béton, ballast de chemin de fer et enrochement. Cependant, de nombreux grès commerciaux sont faiblement cimentés et sont donc émiettés et utilisés pour mouler le sable et le sable de verre. Le sable de verre est l'ingrédient principal du verre. Dans l'industrie métallurgique, le sable avec une bonne cohésion et réfractaire est utilisé pour fabriquer des moules de forme spéciale dans lesquels le métal en fusion est coulé.
Le grès se trouve partout aux États-Unis, dans l'Illinois, l'Iowa, le Minnesota, le Missouri, New York, l'Ohio, la Virginie et le Wisconsin.
Dangers pour la santé. Les principaux risques proviennent de l'exposition à la silice, qui est abordée dans le chapitre Système respiratoire.
Silica
Occurrence et utilisations. La silice se présente naturellement sous des formes cristallines (quartz, cristobalite et tridymite), cryptocristallines (par exemple, calcédoine) et amorphes (par exemple, opale), et la gravité spécifique et le point de fusion dépendent de la forme cristalline.
La silice cristalline est la plus répandue de tous les minéraux et se trouve dans la plupart des roches. La forme de silice la plus courante est le sable que l'on trouve sur les plages du monde entier. La roche sédimentaire grès se compose de grains de quartz cimentés avec des argiles.
La silice est un constituant du verre commun et de la plupart des briques réfractaires. Il est également largement utilisé dans l'industrie de la céramique. Les roches contenant de la silice sont utilisées comme matériaux de construction courants.
Silice libre et combinée. La silice libre est la silice qui n'est associée à aucun autre élément ou composé. Le terme faim est utilisé pour le distinguer de combiné silice. Quartz est un exemple de silice libre. Le terme silice combinée provient de l'analyse chimique des roches, des argiles et des sols naturels. On constate que les constituants inorganiques sont presque toujours constitués d'oxydes liés chimiquement, comprenant généralement du dioxyde de silicium. La silice ainsi combinée avec un ou plusieurs autres oxydes est appelée silice combinée. La silice dans petit, par exemple, est présent à l'état combiné.
In cristalline silice, les atomes de silicium et d'oxygène sont disposés selon un schéma défini et régulier dans tout le cristal. Les faces cristallines caractéristiques d'une forme cristalline de silice sont l'expression extérieure de cet arrangement régulier d'atomes. Les formes cristallines de la silice libre sont quartz, cristobalite ainsi que tridymite. Le quartz est cristallisé dans le système hexagonal, la cristobalite dans le système cubique ou tétragonal et la tridymite dans le système ortho-rhombique. Le quartz est incolore et transparent sous sa forme pure. Les couleurs du quartz naturel sont dues à la contamination.
Dans la silice amorphe, les différentes molécules sont dans une relation spatiale dissemblable les unes aux autres, avec pour résultat qu'il n'y a pas de motif régulier défini entre les molécules à une certaine distance les unes des autres. Cette absence d'ordre à longue distance est caractéristique des matériaux amorphes. La silice cryptocristalline est intermédiaire entre la silice cristalline et la silice amorphe en ce qu'elle consiste en de minuscules cristaux ou cristallites de silice qui sont eux-mêmes disposés sans orientation régulière les uns par rapport aux autres.
Opal est une variété amorphe de silice avec une quantité variable d'eau combinée. Une forme commercialement importante de silice amorphe est la terre de diatomées, ainsi que terre diatomée calcinée (kieselguhr). Calcédoine est une forme cryptocristalline de silice qui se produit en remplissant les cavités des laves ou associée au silex. On le retrouve également dans le recuit des céramiques lorsque, dans certaines conditions de température, le quartz des silicates peut cristalliser en cristaux minuscules dans la masse de la vaisselle.
Dangers pour la santé. L'inhalation de poussières de silice en suspension dans l'air provoque la silicose, une maladie fibrotique pulmonaire grave et potentiellement mortelle. Les formes chroniques, accélérées et aiguës de la silicose reflètent des intensités d'exposition, des périodes de latence et des histoires naturelles différentes. La silicose chronique peut évoluer vers une fibrose massive progressive, même après l'arrêt de l'exposition à la poussière contenant de la silice. Les dangers de la silice sont discutés plus en détail dans le chapitre Système respiratoire.
Slate
Occurrence et utilisations. L'ardoise est une roche sédimentaire argileuse ou schisto-argileuse à grains très fins, facilement fendue, de couleur gris plomb, rougeâtre ou verdâtre. Les principaux gisements se trouvent en France (Ardennes), en Belgique, au Royaume-Uni (Pays de Galles, Cornouailles), aux États-Unis (Pennsylvanie, Maryland) et en Italie (Ligurie). A forte teneur en carbonate de calcium, ils contiennent des silicates (mica, chlorite, hydrosilicates), des oxydes de fer et de la silice libre, amorphe ou cristalline (quartz). La teneur en quartz des ardoises dures est de l'ordre de 15 %, et celle des ardoises tendres, inférieure à 10 %. Dans les carrières du nord du Pays de Galles, la poussière d'ardoise respirable contient entre 13 et 32 % de quartz respirable.
Les dalles d'ardoise sont utilisées pour la toiture; marches d'escaliers; battants de porte, de fenêtre et de porche; sol; cheminées; tables de billard; panneaux de commutation électrique; et les tableaux noirs de l'école. L'ardoise en poudre a été utilisée comme charge ou pigment dans les peintures antirouille ou isolantes, dans les mastics et dans les peintures et produits bitumineux pour revêtement routier.
Dangers pour la santé. La maladie des ardoisiers a retenu l'attention dès le début du XIXe siècle et des cas de « phtisie du mineur » non compliqués de bacilles tuberculeux ont été décrits très tôt. La pneumoconiose a été découverte chez un tiers des travailleurs étudiés dans l'industrie de l'ardoise dans le nord du Pays de Galles et chez 54% des fabricants de crayons d'ardoise en Inde. La pneumoconiose des ardoisiers peut avoir des caractéristiques de silicose en raison de la forte teneur en quartz de certaines ardoises. La bronchite chronique et l'emphysème sont fréquemment observés, en particulier chez les travailleurs de l'extraction.
Le remplacement de la pioche manuelle par des équipements mécaniques à faible vitesse réduit considérablement la génération de poussière dans les carrières d'ardoise, et l'utilisation de systèmes de ventilation locale par aspiration permet de maintenir les concentrations de poussières en suspension dans l'air dans des limites acceptables pour une exposition de 8 heures. La ventilation des ouvrages souterrains, le drainage des eaux souterraines dans des fosses, l'éclairage et l'organisation du travail améliorent l'hygiène générale des conditions de travail.
Le sciage circulaire doit être effectué sous jet d'eau, mais le rabotage ne produit généralement pas de poussière à condition que les éclats d'ardoise ne tombent pas au sol. Les feuilles plus grandes sont généralement polies à l'eau; cependant, lorsqu'un polissage à sec est effectué, une ventilation par aspiration bien conçue doit être utilisée car la poussière d'ardoise n'est pas facilement collectée même lors de l'utilisation d'épurateurs. La poussière obstrue facilement les filtres à manches.
Les ateliers doivent être nettoyés quotidiennement pour éviter l'accumulation de dépôts de poussière; dans certains cas, il peut être préférable d'éviter que les poussières déposées dans les passerelles ne reprennent en suspension dans l'air en les recouvrant de sciure plutôt qu'en les humidifiant.
Talc
Occurrence et utilisations. Le talc est un silicate de magnésium hydraté dont la formule de base is (Mg Fe+2)3Si4O10 (oh2), avec des pourcentages massiques théoriques comme suit : 63 % SiO2, 32% MgO et 5% H2O. Le talc se trouve sous diverses formes et est fréquemment contaminé par d'autres minéraux, notamment la silice et l'amiante. La production de talc a lieu en Australie, en Autriche, en Chine, en France et aux États-Unis.
La texture, la stabilité et les propriétés fibreuses ou floconneuses des différents talcs les ont rendus utiles à de nombreuses fins. Les grades les plus purs (c'est-à-dire ceux qui se rapprochent le plus de la composition théorique) ont une texture et une couleur fines et sont donc largement utilisés dans les cosmétiques et les préparations de toilette. D'autres variétés, contenant des mélanges de différents silicates, carbonates et oxydes, et peut-être de la silice libre, ont une texture relativement grossière et sont utilisées dans la fabrication de peinture, de céramique, de pneus d'automobile et de papier.
Dangers pour la santé. L'inhalation chronique peut provoquer une silicose si de la silice est présente, ou une asbestose, un cancer du poumon et un mésothéliome si de l'amiante ou des minéraux apparentés à l'amiante sont présents. Les enquêtes sur les travailleurs exposés au talc sans fibres d'amiante associées ont révélé des tendances à une mortalité plus élevée due à la silicose, à la silicotuberculose, à l'emphysème et à la pneumonie. Les principaux symptômes et signes cliniques de la pneumoconiose au talc comprennent une toux productive chronique, un essoufflement progressif, une diminution des bruits respiratoires, une expansion limitée de la poitrine, des râles diffus et un hippocratisme digital. La pathologie pulmonaire a révélé diverses formes de fibrose pulmonaire.
Wollastonite (silicate de calcium)
Occurrence et utilisations. Wollastonite (Casio3) est un nonsilicate de calcium naturel trouvé dans la roche métamorphique. Il existe sous de nombreuses formes différentes à New York et en Californie aux États-Unis, au Canada, en Allemagne, en Roumanie, en Irlande, en Italie, au Japon, à Madagascar, au Mexique, en Norvège et en Suède.
La wollastonite est utilisée dans les céramiques, les revêtements de baguettes de soudure, les gels de silice, la laine minérale et le revêtement de papier. Il est également utilisé comme diluant pour peinture, conditionneur de sol et comme charge dans les plastiques, le caoutchouc, les ciments et les panneaux muraux.
Dangers pour la santé. La poussière de wollastonite peut irriter la peau, les yeux et les voies respiratoires.