Fiche technique
- Type de roche : roche sédimentaire résiduelle (régolite). La bauxite est une roche et non un minéral : un agrégat d’hydroxydes d’aluminium auxquels s’ajoutent des oxydes de fer, des minéraux argileux et des oxydes de titane.
- Principaux minéraux porteurs d’aluminium : gibbsite, Al(OH)₃ (monoclinique) ; boehmite, γ-AlO(OH) (orthorhombique) ; diaspore, α-AlO(OH) (orthorhombique).
- Minéraux accessoires courants : hématite et goethite (Fe), kaolinite (argile), anatase et rutile (Ti).
- Composition globale : 40–60 % d’Al₂O₃, 10–30 % de Fe₂O₃, 1–10 % de SiO₂, 1–5 % de TiO₂ (valeurs courantes), auxquels s’ajoute l’eau de constitution.
- Dureté des hydroxydes d’aluminium (Mohs) : gibbsite 2,5–3,5, boehmite 3–3,5, diaspore 6,5–7.
- Couleur : blanc à crème dans les variétés pauvres en fer ; ocre, rouge et brun rougeâtre dans celles riches en hématite. Les textures pisolithiques sont courantes.
- Types génétiques : bauxite latéritique (~88 % des ressources mondiales), bauxite karstique (~11,5 %) et un type sédimentaire mineur, dit « Tikhvine ».
- Principaux producteurs (2024) : Guinée, Australie, Chine, Brésil, Indonésie, Inde.
- Plus grandes réserves : la Guinée détient les plus importantes réserves de bauxite recensées, soit environ 7,4 milliards de tonnes. Parmi les autres grands détenteurs de réserves figurent l’Australie, le Viêt Nam, l’Indonésie, la Jamaïque et le Brésil.
- Usage principal : matière première pour l’alumine et l’aluminium métallique. Environ 85 % de la production mondiale de bauxite sert à fabriquer de l’alumine par le procédé Bayer ; la majeure partie de cette alumine est ensuite transformée en aluminium par le procédé Hall-Héroult.
Une roche qui doit son nom à un village provençal
En mars 1821, l’ingénieur des mines français Pierre Berthier fut chargé d’examiner un affleurement rougeâtre, teinté par le fer, près du village des Baux-de-Provence, dans les Bouches-du-Rhône. Ses commanditaires s’attendaient à un minerai de fer. L’analyse de Berthier, publiée la même année dans les Annales des Mines, montra au contraire que la roche était surtout composée d’alumine hydratée : c’était la première fois qu’un oxyde d’aluminium hydraté était documenté dans un gisement européen. Il l’appela simplement l’alumine hydratée des Beaux. Le nom de beauxite fut introduit par Armand Dufrénoy au milieu du XIXe siècle, puis modifié en bauxite, la graphie actuelle, par Henri Sainte-Claire Deville en 1861. L’exploitation industrielle suivit presque aussitôt, et la France resta le premier producteur mondial jusqu’en 1913.
Ce qu’est réellement la bauxite
La bauxite n’est pas un minéral et n’a donc pas de système cristallin propre. C’est une roche résiduelle polyminérale : l’horizon supérieur, enrichi en aluminium, d’un profil d’altération profond. Trois minéraux de type hydroxyde d’aluminium dominent, et leurs proportions reflètent la profondeur, la température et l’âge du système d’altération : la gibbsite dans les profils latéritiques jeunes et de basse température ; la boehmite dans les gisements plus anciens ou légèrement enfouis, où une déshydratation partielle s’est produite ; le diaspore dans les bauxites profondément enfouies ou faiblement métamorphisées. Les oxydes de fer associés donnent à la bauxite ses teintes rouges et ocre caractéristiques ; les oxydes de titane et la kaolinite sont presque toujours présents.
Comment elle se forme
La bauxite se forme là où deux conditions sont réunies pendant de longues périodes géologiques : un climat chaud et humide, aux précipitations saisonnières marquées, et une surface continentale stable et bien drainée. Dans ces conditions, une altération chimique intense hydrolyse les minéraux silicatés de la roche mère, entraîne en solution la silice ainsi que les cations alcalins et alcalino-terreux, et laisse sur place un résidu dominé par les oxydes les moins solubles : ceux de l’aluminium, du fer et du titane. Le processus s’étend sur 10⁵–10⁷ ans et exige une stabilité tectonique ininterrompue. Les grands plateaux bauxitiques du monde (le Fouta-Djalon en Guinée, la Darling Range en Australie-Occidentale, le Trombetas au Brésil) reposent tous sur des surfaces cratoniques stables depuis très longtemps.
La formation de la bauxite étant très étroitement liée au climat et à la paléolatitude, les horizons bauxitiques anciens sont largement utilisés comme marqueurs paléoclimatiques. Leur répartition au cours du Phanérozoïque est corrélée aux intervalles de climat de serre (Carbonifère, Crétacé supérieur, Paléocène–Éocène, Miocène moyen) ainsi qu’à la position des continents sous des latitudes tropicales.
Bauxites latéritiques et bauxites karstiques
Deux classes génétiques regroupent la quasi-totalité des gisements connus.
Les bauxites latéritiques se forment sur des roches mères alumino-silicatées (granite, gneiss, basalte, syénite, schiste argileux) dans la ceinture tropicale et subtropicale actuelle. Elles dominent en volume (~88 % des ressources mondiales), forment de puissants gisements en nappe et fournissent la quasi-totalité de la bauxite extraite dans le monde. La Guinée, l’Australie, le Brésil, l’Inde, l’Indonésie et le Viêt Nam abritent les principales provinces latéritiques.
Les bauxites karstiques se forment dans des dépressions de dissolution sur des plates-formes carbonatées (calcaire, dolomie). Elles sont en général plus anciennes (beaucoup datent du Mésozoïque, voire du Paléozoïque) et représentent des systèmes d’altération fossiles qui ont depuis été enfouis, exhumés ou déformés par la tectonique. La province méditerranéenne (Grèce, Croatie, Hongrie, sud de la France, Turquie) en est l’exemple type, avec la Jamaïque et Hispaniola.
Une petite troisième catégorie, le type Tikhvine (ou type sédimentaire), résulte du remaniement et du redépôt de bauxite latéritique plus ancienne sur un substrat alumino-silicaté. Le gisement originel de Tikhvine, à l’est de Saint-Pétersbourg, lui a donné son nom.
Où elle est exploitée aujourd’hui
La dernière révision de l’USGS chiffre la production mondiale de bauxite des mines en 2024 à environ 428 millions de tonnes. Les principaux producteurs étaient la Guinée, l’Australie, la Chine, le Brésil, l’Inde et l’Indonésie.
- Guinée ~130 Mt ; la région de Boké–Sangarédi, sur le Fouta-Djalon, est la principale source d’exportations au monde.
- Australie ~100 Mt ; Weipa, sur la péninsule du cap York, et la Darling Range, à l’est de Perth.
- Chine ~93 Mt ; surtout de la bauxite karstique de type diaspore dans le Shanxi, le Henan, le Guizhou et le Guangxi.
- Brésil 33 Mt ; Trombetas et Juruti, dans le bassin amazonien.
- Indonésie 32 Mt ; Bintan et Kalimantan occidental.
- Inde 25 Mt ; principalement l’Odisha et l’Andhra Pradesh.
La quasi-totalité de la production provient de mines à ciel ouvert, car la bauxite latéritique forme un manteau proche de la surface, généralement épais de quelques mètres à quelques dizaines de mètres seulement.
De la roche au métal
L’extraction de l’aluminium est un procédé industriel en deux étapes, et ce depuis la fin du XIXe siècle. Le procédé Bayer (Karl Josef Bayer, 1888) consiste à digérer la bauxite concassée dans de l’hydroxyde de sodium concentré et chaud ; les hydroxydes d’aluminium se dissolvent sous forme d’aluminate de sodium, tandis que les oxydes de fer, les oxydes de titane et les résidus silicatés subsistent sous forme de déchets solides : les boues rouges, ou résidus de bauxite. L’hydroxyde d’aluminium pur est ensuite précipité, puis calciné en alumine (Al₂O₃). Le procédé Hall-Héroult (1886, inventé indépendamment par Charles Hall aux États-Unis et Paul Héroult en France) réduit l’alumine en aluminium métallique par électrolyse dans un bain de cryolithe (Na₃AlF₆) fondue. En pratique, on compte environ quatre tonnes de bauxite sèche pour deux tonnes d’alumine, qui donnent à leur tour une tonne d’aluminium.
Outre l’aluminium, la bauxite est utilisée directement dans la fabrication de briques réfractaires, de corindon abrasif, de ciment à base d’aluminate de calcium et d’agents de soutènement pour la fracturation hydraulique. Le raffinage Bayer produit aussi du résidu de bauxite, plus connu sous le nom de boue rouge : un déchet fortement alcalin, dominé par les oxydes de fer, les oxydes de titane, l’alumine résiduelle, la silice et la soude caustique. Plus de quatre milliards de tonnes sont déjà stockées dans le monde, ce qui en fait l’un des plus lourds passifs environnementaux de l’industrie de l’aluminium.
