--- title: "Les ressources de la Terre" book: "Sciences de la Terre et de l’Univers du primaire et du collège" subject: earth language: fr chapter: 30 exercises: 12 source: https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/30-les-ressources-de-la-terre license: CC-BY-NC-SA-4.0 credit: "One Earth and Space Sciences Book, One Course (one-course.com)" --- # Chapitre 30 — Les ressources de la Terre Un smartphone tient dans une poche, et pourtant il contient des dizaines d’éléments chimiques : du cuivre pour ses fils, du néodyme pour les aimants de son haut-parleur, du gallium pour la lumière de son écran, de l’indium pour la fine couche de son écran qui conduit l’électricité, et bien d’autres. Chacun d’eux a été extrait du sol quelque part sur la Terre. Une maison en contient bien davantage : une maison familiale moyenne demande environ cent tonnes de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand), de [graviers](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-pebble) et de pierre concassée, et sa part des rues et des écoles qui l’entourent environ trois fois plus. Où trouve-t-on ces matériaux dans la Terre, et pourquoi là ? **Tu sais déjà.** En chimie, on apprend que les matériaux que nous prenons à la nature sont des *ressources* ; qu’un *minerai* est une [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) dont on peut extraire un métal ; qu’une ressource *renouvelable* est renouvelée par la nature aussi vite que nous l’utilisons ; que le charbon, le pétrole et le gaz naturel sont des *combustibles [fossiles](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/21-sediments-et-fossiles#def-g7-sediments-and-fossils-fossil)* ; et que l’oxygène, le silicium, l’aluminium et le fer sont les éléments les plus abondants de la [croûte](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/16-linterieur-de-la-terre#def-g6-inside-the-earth-layers). L’[eau souterraine](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#def-g6-water-underground-groundwater) remplit les [pores](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#def-g6-water-underground-porosity) d’un [aquifère](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#def-g6-water-underground-aquifer), et la [pluie](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/7-les-nuages-la-pluie-et-la-neige#def-g4-clouds-rain-snow-precipitation) le recharge ([Chapitre 17](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#ch-g6-water-underground)). Les [sédiments](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/21-sediments-et-fossiles#def-g7-sediments-and-fossils-sediment) s’empilent en couches et deviennent des [roches sédimentaires](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/15-roches-et-mineraux#def-g6-rocks-and-minerals-rock-families) ([Chapitre 21](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/21-sediments-et-fossiles#ch-g7-sediments-and-fossils)), sur des durées qui se comptent en millions d’années ([Chapitre 22](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/22-les-ages-de-la-terre#ch-g7-geological-time)). ## 30.1 Pourquoi un métal doit être concentré Le cuivre est partout : une [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) ordinaire en contient un peu, quelques grammes pour cent kilogrammes. Mais pour tirer un kilogramme de cuivre d’une telle [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock), il faudrait en creuser, en broyer et en traiter des tonnes. L’exploitation minière n’est rentable que là où la nature a rassemblé le métal dans une [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) beaucoup plus riche. **Définition 30.1 (Gisement et facteur de concentration).** Un *gisement* est un corps rocheux dans lequel des phénomènes naturels ont assez concentré un métal ou un [minéral](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/15-roches-et-mineraux#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) pour qu’on puisse l’extraire avec profit. Le *facteur de concentration* d’un métal est le nombre de fois que sa teneur dans le minerai est plus grande que sa teneur moyenne dans la [croûte](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/16-linterieur-de-la-terre#def-g6-inside-the-earth-layers) : $$ \text{facteur de concentration} = \frac{\text{teneur dans le minerai}}{\text{teneur moyenne dans la croûte}} . $$ Les métaux courants de la [croûte](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/16-linterieur-de-la-terre#def-g6-inside-the-earth-layers), l’aluminium et le fer, n’ont besoin d’être concentrés qu’environ quatre fois. Le cuivre doit l’être environ 80 fois, le zinc environ 600 fois, et les métaux les plus rares du graphique, l’or, l’étain et le chrome, des milliers de fois. Plus un métal est rare dans la [croûte](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/16-linterieur-de-la-terre#def-g6-inside-the-earth-layers), plus la nature doit travailler pour en faire un minerai, et moins il y a d’endroits où elle l’a fait. **Exemple 30.2 (Le cuivre).** La [croûte](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/16-linterieur-de-la-terre#def-g6-inside-the-earth-layers) contient en moyenne $0.006\,\%$ de cuivre ; un minerai de cuivre peut être exploité à partir d’environ $0.5\,\%$. Le [facteur de concentration](#def-g9-earth-resources-ore-deposit) est $0.5 \div 0.006 \approx 83$, environ 80, soit près de $10^2$. Un autre manuel retient $40\,\mathrm{ppm}$ ($0.004\,\%$) pour la [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) ordinaire et $1\,\%$ pour le minerai : $1 \div 0.004 = 250$. Les deux nombres diffèrent, mais tous deux disent la même chose : un minerai de cuivre est environ cent fois plus riche qu’une [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) ordinaire. ![Combien de fois la nature doit concentrer sept métaux pour en faire un minerai exploitable : la teneur minimale du minerai divisée par la teneur moyenne de la croûte. Chaque graduation de l’échelle vaut dix fois la précédente. Données : D. Perkins et al., Mineralogy, et, pour l’or, S. Earle, Environmental Geology.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g9-earth-resources/fig-8c37fb340c49.svg) *Combien de fois la nature doit concentrer sept métaux pour en faire un minerai exploitable : la teneur minimale du minerai divisée par la teneur moyenne de la [croûte](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/16-linterieur-de-la-terre#def-g6-inside-the-earth-layers). Chaque graduation de l’échelle vaut dix fois la précédente. Données : D. Perkins et al., *Mineralogy*, et, pour l’or, S. Earle, *Environmental Geology*.* **Méthode 30.3 (Calculer un facteur de concentration).** 1. Écris la teneur du métal dans le minerai et dans la [croûte](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/16-linterieur-de-la-terre#def-g6-inside-the-earth-layers) moyenne dans la même unité (pour cent, ou grammes par tonne). 2. Divise la teneur dans le minerai par la teneur dans la [croûte](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/16-linterieur-de-la-terre#def-g6-inside-the-earth-layers) . 3. Arrondis le résultat : ce qui compte, c’est son ordre de grandeur, environ 10, 100 ou 1000, que tu peux écrire comme une puissance de dix. ## 30.2 Comment se forment les gisements La nature concentre les métaux de plusieurs façons. En voici trois. ![Trois façons de concentrer un métal (un croquis, sans souci d’échelle). (1) Dans un corps de magma, des minéraux lourds riches en nickel ou en cuivre coulent et s’accumulent au fond. (2) L’eau souterraine chauffée par le magma, et l’eau libérée par le magma lui-même, dissolvent des métaux, montent par les fissures et les déposent là où la roche est plus froide, remplissant les fissures de filons. (3) L’érosion libère l’or des filons ; la rivière l’emporte, et les grains lourds se déposent parmi les graviers, jusqu’à la roche en place.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g9-earth-resources/fig-3ff46469f8fa.svg) *Trois façons de concentrer un métal (un croquis, sans souci d’échelle). (1) Dans un corps de [magma](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/19-les-volcans#def-g7-volcanoes-magma), des [minéraux](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/15-roches-et-mineraux#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) lourds riches en nickel ou en cuivre coulent et s’accumulent au fond. (2) L’[eau souterraine](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#def-g6-water-underground-groundwater) chauffée par le [magma](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/19-les-volcans#def-g7-volcanoes-magma), et l’eau libérée par le [magma](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/19-les-volcans#def-g7-volcanoes-magma) lui-même, dissolvent des métaux, montent par les fissures et les déposent là où la [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) est plus froide, remplissant les fissures de filons. (3) L’[érosion](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/10-leau-faconne-les-paysages#def-g5-water-shapes-the-land-erosion) libère l’or des filons ; la [rivière](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water) l’emporte, et les grains lourds se déposent parmi les [graviers](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-pebble), jusqu’à la [roche en place](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock).* **Dans le magma.** Quand un corps de [magma](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/19-les-volcans#def-g7-volcanoes-magma) refroidit, les [minéraux](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/15-roches-et-mineraux#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) qui cristallisent les premiers ne sont pas toujours les plus légers. Dans les [magmas](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/19-les-volcans#def-g7-volcanoes-magma) venus du [manteau](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/16-linterieur-de-la-terre#def-g6-inside-the-earth-layers), des [minéraux](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/15-roches-et-mineraux#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) lourds riches en nickel et en cuivre coulent au fond et s’y rassemblent en une couche riche. La plus grande partie du nickel extrait dans le monde provient de [gisements](#def-g9-earth-resources-ore-deposit) de ce type. **Dans les fissures, par l’eau chaude.** L’[eau souterraine](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#def-g6-water-underground-groundwater) qui circule près d’un corps de [magma](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/19-les-volcans#def-g7-volcanoes-magma), à quelques kilomètres sous la surface, est chauffée et monte par les fissures de la [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock). L’eau chaude dissout des métaux dans les [roches](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) qu’elle traverse. Quand elle atteint une [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) plus froide, plus près de la surface, les métaux quittent l’eau sous forme de [minéraux](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/15-roches-et-mineraux#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) et remplissent les fissures : ce sont des *filons*. Beaucoup de [gisements](#def-g9-earth-resources-ore-deposit) d’or sont des filons de ce type. Autour de certains corps de [magma](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/19-les-volcans#def-g7-volcanoes-magma), l’eau chaude a traversé toute une masse de [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) fracturée et y a laissé du cuivre, dispersé mais dans un volume immense : ce sont les plus grands [gisements](#def-g9-earth-resources-ore-deposit) de cuivre du monde. ![La mine de cuivre de Chuquicamata, dans le désert d’Atacama, au Chili, vue par l’instrument ASTER d’un satellite de la NASA en 2007 (l’image couvre environ 12\, km de large). La fosse ovale du centre, exploitée depuis plus d’un siècle, mesure 4.3\, km de long, 2.7\, km de large et 1.1\, km de profondeur. NASA/METI/AIST/Japan Space Systems et U.S./Japan ASTER Science Team (domaine public, via Wikimedia Commons).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g9-earth-resources/img-cb02c406ee6c.jpg) *La mine de cuivre de Chuquicamata, dans le [désert](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/11-le-temps-et-le-climat#def-g5-weather-and-climate-desert) d’Atacama, au Chili, vue par l’instrument ASTER d’un satellite de la NASA en 2007 (l’image couvre environ $12\,\mathrm{km}$ de large). La fosse ovale du centre, exploitée depuis plus d’un siècle, mesure $4.3\,\mathrm{km}$ de long, $2.7\,\mathrm{km}$ de large et $1.1\,\mathrm{km}$ de profondeur. NASA/METI/AIST/Japan Space Systems et U.S./Japan ASTER Science Team (domaine public, via Wikimedia Commons).* **Dans les graviers des rivières.** L’or ne rouille pas et ne s’altère presque pas. Quand l’[érosion](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/10-leau-faconne-les-paysages#def-g5-water-shapes-the-land-erosion) use un filon d’or, l’or est libéré sous forme de poussière, de paillettes, de grains et parfois de pépites, et les [rivières](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water) l’emportent vers l’aval. L’or est très dense : environ $19\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$ pur, contre environ $2.5\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$ pour une [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) ordinaire. Pendant les [crues](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/10-leau-faconne-les-paysages#def-g5-water-shapes-the-land-flood), quand tout le lit de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) et de [graviers](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-pebble) se met en mouvement, les grains d’or, lourds, s’enfoncent peu à peu et se rassemblent sur la [roche en place](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock). Les géologues appellent ces [gisements](#def-g9-earth-resources-ore-deposit) des *placers*. ## 30.3 Charbon, pétrole et gaz Le charbon, le pétrole et le gaz naturel sont les restes d’êtres vivants enfouis avant d’avoir pu pourrir. Presque toute la matière organique d’une plante ou d’un animal mort redevient du dioxyde de carbone en quelques semaines à quelques décennies. Seule la part coupée de l’oxygène de l’air, au fond d’un marais aux eaux stagnantes ou d’une [mer](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/3-leau-sur-la-terre#def-g2-water-on-earth-ocean) profonde, peut être enfouie et conservée pendant des millions d’années. ![Une veine de charbon, la couche sombre qui traverse le milieu, entre des roches sédimentaires, au bord d’une route de l’Ohio, aux États-Unis. La veine est horizontale, comme l’était le marais. Photographie de James St. John (CC BY 2.0, via Wikimedia Commons).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g9-earth-resources/img-6fb6c15759ef.jpg) *Une veine de charbon, la couche sombre qui traverse le milieu, entre des [roches sédimentaires](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/15-roches-et-mineraux#def-g6-rocks-and-minerals-rock-families), au bord d’une route de l’Ohio, aux États-Unis. La veine est horizontale, comme l’était le marais. Photographie de James St. John (CC BY 2.0, via Wikimedia Commons).* **Le charbon.** Le charbon naît dans des marais au bord des [rivières](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water) et des [deltas](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/10-leau-faconne-les-paysages#def-g5-water-shapes-the-land-delta), sous des [climats](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/11-le-temps-et-le-climat#def-g5-weather-and-climate-climate) chauds et humides, où les plantes poussent vite. Les troncs et les feuilles morts tombent dans une eau calme, pauvre en oxygène, et ne pourrissent pas. Le marais doit durer des siècles, voire des millénaires, pour former une couche épaisse. Un jour, une [rivière](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water) change de cours ou déborde, et recouvre le marais de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) et de [boue](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand). À mesure que les [sédiments](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/21-sediments-et-fossiles#def-g7-sediments-and-fossils-sediment) s’accumulent, la couche de plantes est comprimée et chauffée, et se transforme en charbon : d’abord un charbon brun et tendre, contenant environ un tiers de carbone, à quelques centaines de mètres de profondeur ; puis un charbon noir et dur, contenant jusqu’à 86 % de carbone, à quelques kilomètres de profondeur. Le charbon extrait aujourd’hui aux États-Unis, par exemple, a pour l’essentiel de 100 à 300 millions d’années. ![D’un marais à une veine de charbon (un croquis, sans souci d’échelle). À mesure que la couche de plantes s’enfonce, elle est comprimée et chauffée : l’eau et des gaz la quittent, elle s’amincit, et sa part de carbone augmente.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g9-earth-resources/fig-611a4d5ded72.svg) *D’un marais à une veine de charbon (un croquis, sans souci d’échelle). À mesure que la couche de plantes s’enfonce, elle est comprimée et chauffée : l’eau et des gaz la quittent, elle s’amincit, et sa part de carbone augmente.* **Le pétrole et le gaz.** Le pétrole et la plus grande partie du gaz naturel proviennent des minuscules plantes et animaux qui vivent dans la [mer](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/3-leau-sur-la-terre#def-g2-water-on-earth-ocean), comme les diatomées. Leurs restes coulent avec la [boue](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) jusqu’au fond de la [mer](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/3-leau-sur-la-terre#def-g2-water-on-earth-ocean), et une partie est enfouie avant de se décomposer. Des millions d’années et des kilomètres de [sédiments](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/21-sediments-et-fossiles#def-g7-sediments-and-fossils-sediment) plus tard, la chaleur et la pression les transforment : au-dessous d’environ $2\,\mathrm{km}$, entre environ 60 et $120{}^{\circ}\mathrm{C}$, en pétrole ; plus chaud encore, en gaz. Le pétrole et le gaz sont plus légers que l’eau. Ils montent lentement à travers les [pores](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#def-g6-water-underground-porosity) des [roches](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) [perméables](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#def-g6-water-underground-permeability), et beaucoup atteignent la surface et sont perdus. Ceux que nous trouvons ont été arrêtés en chemin par une couche de [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) [imperméable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#def-g6-water-underground-permeability), souvent au sommet d’un pli en voûte, où ils s’accumulent : le gaz en haut, le pétrole au-dessous, et l’eau en dessous. ![Pétrole et gaz arrêtés sous une couche imperméable au sommet d’un pli en voûte (un croquis, sans souci d’échelle ; l’eau qui remplit le reste du grès n’est pas représentée). Sous le pli, ils montent à travers le grès perméable (flèches) et s’accumulent sous la crête : le gaz en haut, le pétrole au-dessous.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g9-earth-resources/fig-650c77d7613b.svg) *Pétrole et gaz arrêtés sous une couche [imperméable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#def-g6-water-underground-permeability) au sommet d’un pli en voûte (un croquis, sans souci d’échelle ; l’eau qui remplit le reste du grès n’est pas représentée). Sous le pli, ils montent à travers le grès [perméable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#def-g6-water-underground-permeability) (flèches) et s’accumulent sous la crête : le gaz en haut, le pétrole au-dessous.* ## 30.4 L’eau du sous-sol L’[eau souterraine](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#def-g6-water-underground-groundwater) est elle aussi une ressource de la Terre, celle que nous utilisons chaque jour. Contrairement à un métal ou au charbon, elle se renouvelle : la [pluie](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/7-les-nuages-la-pluie-et-la-neige#def-g4-clouds-rain-snow-precipitation) recharge les [aquifères](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#def-g6-water-underground-aquifer). Mais elle se renouvelle lentement, et seulement au rythme où la [pluie](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/7-les-nuages-la-pluie-et-la-neige#def-g4-clouds-rain-snow-precipitation) s’infiltre. Un [aquifère](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#def-g6-water-underground-aquifer) pompé plus vite qu’il ne se recharge voit sa nappe baisser, et les [puits](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#def-g6-water-underground-spring) s’assèchent ([Chapitre 17](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#ch-g6-water-underground)). L’[eau souterraine](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#def-g6-water-underground-groundwater) n’est une ressource renouvelable que tant qu’on ne la prélève pas plus vite qu’elle ne se renouvelle. ## 30.5 Le sable et le gravier Le matériau solide que l’on extrait du sol en plus grande quantité n’est ni le charbon ni un minerai métallique : c’est le [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) et le gravier. **Définition 30.4 (Granulats).** Les *granulats* sont le [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand), le gravier et la pierre concassée utilisés dans la construction : dans le béton, sous les routes et les voies ferrées, et pour remblayer le sol. La plus grande partie du [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) sert à faire du béton, un mélange de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand), de gravier, d’eau et de ciment. En 2019, le monde avait besoin d’environ 50 milliards de tonnes de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) et de gravier par an, soit $5 \times 10^{10}$ tonnes, ou environ $18\,\mathrm{kg}$ par habitant de la Terre et par jour. Le [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) et le gravier sont extraits de carrières à terre, du lit des [rivières](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water) et, de plus en plus, du fond de la [mer](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/3-leau-sur-la-terre#def-g2-water-on-earth-ocean). Prélevés dans une [rivière](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water), ils laissent moins de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) atteindre la [côte](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water), et les plages situées en aval reculent. ![Les granulats au travail : des tas de sable et de gravier à côté d’un camion toupie qui coule la dalle d’un nouveau bâtiment (illustration générée par IA d’une scène générique).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g9-earth-resources/img-653f1284339d.jpg) *Les [granulats](#def-g9-earth-resources-aggregate) au travail : des tas de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) et de gravier à côté d’un camion toupie qui coule la dalle d’un nouveau bâtiment (illustration générée par IA d’une scène générique).* ## 30.6 Renouvelable ou épuisable ? Une ressource que la nature renouvelle en moins d’une vie humaine, comme l’eau d’un [aquifère](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#def-g6-water-underground-aquifer) qui n’est pas surexploité, peut être utilisée indéfiniment. Un [gisement](#def-g9-earth-resources-ore-deposit) de minerai, une veine de charbon ou un gisement de pétrole ont mis des millions d’années à se former. Nous les utilisons en quelques décennies : à notre échelle de temps, ils ne se renouvellent pas du tout. ![Temps de formation et temps d’utilisation, sur une échelle où chaque graduation vaut dix fois la précédente. Le charbon est environ un million de fois plus ancien que le temps qu’une mine met à vider un gisement.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g9-earth-resources/fig-c0ace8db2ee3.svg) *Temps de formation et temps d’utilisation, sur une échelle où chaque graduation vaut dix fois la précédente. Le charbon est environ un million de fois plus ancien que le temps qu’une mine met à vider un [gisement](#def-g9-earth-resources-ore-deposit).* Combien de temps une ressource durera-t-elle ? Les géologues ne comptent que ce qui est connu et peut être extrait. **Définition 30.5 (Réserves).** Les *réserves* d’une ressource minérale sont la part des [gisements](#def-g9-earth-resources-ore-deposit) connus qui peut être extraite avec profit, avec les techniques et les prix du moment. Les [réserves](#def-g9-earth-resources-reserve) ne sont pas tout ce qui se trouve dans le sol. Elles augmentent quand on découvre de nouveaux [gisements](#def-g9-earth-resources-ore-deposit), quand les techniques progressent ou quand les prix montent, et elles diminuent à mesure que les [gisements](#def-g9-earth-resources-ore-deposit) sont exploités. En 1970, les [réserves](#def-g9-earth-resources-reserve) mondiales de cuivre étaient estimées à 280 millions de tonnes. Depuis, environ 700 millions de tonnes de cuivre ont été extraites, deux fois et demie ces [réserves](#def-g9-earth-resources-reserve), et pourtant les [réserves](#def-g9-earth-resources-reserve) de 2024 étaient estimées à 980 millions de tonnes. **Chiffres de 2025.** En 2024, les mines du monde ont produit environ 23 millions de tonnes de cuivre. À ce rythme, les [réserves](#def-g9-earth-resources-reserve) de 980 millions de tonnes dureraient $980 \div 23 \approx 43$ ans. Un tel nombre n’est pas la date à laquelle le cuivre s’épuisera : c’est une mesure du cuivre connu et qu’il vaut la peine d’extraire aujourd’hui. Un métal, contrairement au charbon ou au pétrole, n’est pas détruit quand on l’utilise : le recyclage des matériaux, vu dans les livres de chimie, le rend de nouveau disponible. Le cuivre d’un vieux câble, d’un moteur mis à la ferraille ou des chutes d’une usine peut être refondu et affiné de nouveau. Aux États-Unis, en 2024, le cuivre récupéré à partir de déchets représentait environ $35\,\%$ de tout le cuivre utilisé. ![Deux chemins vers le cuivre métal : depuis un minerai, à travers des tonnes de roche extraite et broyée, ou depuis les déchets, refondus et affinés de nouveau.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g9-earth-resources/fig-848efbd0132d.svg) *Deux chemins vers le cuivre métal : depuis un minerai, à travers des tonnes de [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) extraite et broyée, ou depuis les déchets, refondus et affinés de nouveau.* **Exemple 30.6 (La roche qu’épargne le recyclage).** Un minerai à $0.5\,\%$ de cuivre contient $5\,\mathrm{kg}$ de cuivre par tonne de [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock). Pour produire une tonne de cuivre, il faut extraire, broyer et traiter environ $1000 \div 5 = 200$ tonnes de minerai, et presque tout finit en stériles. Chaque tonne de cuivre produite à partir de déchets laisse ces 200 tonnes de [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) dans le sol — et le [gisement](#def-g9-earth-resources-ore-deposit) dure plus longtemps. ## 30.7 Exercices **Exercice 30.1 ★.** Complète avec le mot qui convient ([gisement](#def-g9-earth-resources-ore-deposit), [facteur de concentration](#def-g9-earth-resources-ore-deposit), [granulats](#def-g9-earth-resources-aggregate), [réserves](#def-g9-earth-resources-reserve)). (a) Le [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) utilisé dans le béton fait partie des … (b) La part du cuivre connu qui peut être extraite avec profit aujourd’hui forme les … de cuivre. (c) Une [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) où un métal est assez riche pour être exploité est un … (d) Le nombre de fois qu’un métal a été concentré est son … **Solution de Exercice 30.1.** (a) [Granulats](#def-g9-earth-resources-aggregate). (b) [Réserves](#def-g9-earth-resources-reserve). (c) [Gisement](#def-g9-earth-resources-ore-deposit). (d) [Facteur de concentration](#def-g9-earth-resources-ore-deposit). **Exercice 30.2 ★.** Quelle façon de concentrer un métal chaque phrase décrit-elle : dans le [magma](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/19-les-volcans#def-g7-volcanoes-magma), dans les fissures par l’eau chaude, ou dans les [graviers](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-pebble) des [rivières](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water) ? (a) Des pépites d’or reposent sur la [roche en place](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock), sous les [graviers](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-pebble) d’un ruisseau. (b) De l’eau chaude remplit une fissure de quartz et d’or. (c) Une couche de [minéraux](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/15-roches-et-mineraux#def-g6-rocks-and-minerals-mineral) lourds de nickel se trouve au fond d’un ancien corps de [magma](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/19-les-volcans#def-g7-volcanoes-magma). (d) L’or est libéré d’un filon par l’[érosion](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/10-leau-faconne-les-paysages#def-g5-water-shapes-the-land-erosion). **Solution de Exercice 30.2.** (a) Dans les [graviers](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-pebble) des [rivières](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water). (b) Dans les fissures, par l’eau chaude. (c) Dans le [magma](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/19-les-volcans#def-g7-volcanoes-magma). (d) C’est la première étape d’un [gisement](#def-g9-earth-resources-ore-deposit) dans les [graviers](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-pebble) d’une [rivière](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water) : l’or libéré est ensuite emporté par la [rivière](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water). **Exercice 30.3 ★.** Remets ces étapes dans l’ordre : (a) la couche de plantes est enfouie sous le [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) d’une [rivière](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water) ; (b) des arbres poussent dans un marais ; (c) un charbon noir et dur se forme à des kilomètres de profondeur ; (d) des plantes mortes s’empilent sous une eau calme ; (e) un charbon brun et tendre se forme. **Solution de Exercice 30.3.** (b), (d), (a), (e), (c). **Exercice 30.4 ★.** À l’échelle d’une vie humaine, chaque ressource est-elle renouvelable ou non ? Explique en une phrase. (a) Le charbon. (b) L’eau d’un [aquifère](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#def-g6-water-underground-aquifer) pompé moins que la [pluie](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/7-les-nuages-la-pluie-et-la-neige#def-g4-clouds-rain-snow-precipitation) ne le recharge. (c) Le minerai de cuivre. (d) Le même [aquifère](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#def-g6-water-underground-aquifer) pompé deux fois plus vite qu’il ne se recharge. **Solution de Exercice 30.4.** (a) Non renouvelable : il met des millions d’années à se former. (b) Renouvelable : la [pluie](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/7-les-nuages-la-pluie-et-la-neige#def-g4-clouds-rain-snow-precipitation) recharge ce qui est prélevé. (c) Non renouvelable : un [gisement](#def-g9-earth-resources-ore-deposit) se forme sur des durées très longues. (d) Non renouvelable à ce rythme : la nappe baisse et les [puits](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#def-g6-water-underground-spring) finissent à sec. **Exercice 30.5 ★★.** Calcule le [facteur de concentration](#def-g9-earth-resources-ore-deposit), puis écris-le sous forme de puissance de dix, arrondie : (a) le zinc, $0.007\,\%$ dans la [croûte](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/16-linterieur-de-la-terre#def-g6-inside-the-earth-layers), minerai à partir de $4\,\%$ ; (b) l’étain, $0.0002\,\%$ dans la [croûte](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/16-linterieur-de-la-terre#def-g6-inside-the-earth-layers), minerai à partir de $0.5\,\%$ ; (c) le fer, $5.6\,\%$ dans la [croûte](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/16-linterieur-de-la-terre#def-g6-inside-the-earth-layers), minerai à partir de $20\,\%$. (d) Pourquoi le fer a-t-il besoin de si peu de concentration ? **Solution de Exercice 30.5.** (a) $4 \div 0.007 \approx 571$, environ $10^3$ (entre $10^2$ et $10^3$, plus près de $10^3$). (b) $0.5 \div 0.0002 = 2500$, environ $10^3$. (c) $20 \div 5.6 \approx 3.6$, environ 4 : entre $10^0$ et $10^1$. (d) Le fer est déjà très abondant dans la [croûte](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/16-linterieur-de-la-terre#def-g6-inside-the-earth-layers) : un minerai à peine quelques fois plus riche qu’une [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) ordinaire suffit. **Exercice 30.6 ★★.** L’or pur a une masse volumique d’environ $19.3\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$ ; une [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) ordinaire, d’environ $2.5\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$. (a) Combien de fois l’or est-il plus dense ? (b) Quelle est la masse d’un grain d’or de $0.01\,\mathrm{cm}^{3}$, et celle d’un grain de [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) de même taille ? (c) Explique pourquoi, pendant une [crue](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/10-leau-faconne-les-paysages#def-g5-water-shapes-the-land-flood), l’or finit au fond des [graviers](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-pebble), sur la [roche en place](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock). **Solution de Exercice 30.6.** (a) $19.3 \div 2.5 \approx 7.7$ fois. (b) Or : $19.3 \times 0.01 = 0.193\,\mathrm{g}$ ; [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) : $2.5 \times 0.01 = 0.025\,\mathrm{g}$. (c) Quand tout le lit se met en mouvement, les grains d’or, lourds, s’enfoncent entre le [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) et les [galets](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-pebble) plus légers, jusqu’à la [roche en place](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock), où ils s’arrêtent. **Exercice 30.7 ★★.** Utilise le graphique des [facteurs de concentration](#def-g9-earth-resources-ore-deposit). (a) Quels métaux ont besoin d’un facteur supérieur à $10^3$ ? (b) Entre quelles puissances de dix se situe le cuivre ? (c) Combien de fois plus le chrome doit-il être concentré que l’aluminium ? (d) Lequel des sept métaux t’attends-tu à voir exploité dans le plus petit nombre d’endroits ? Explique. **Solution de Exercice 30.7.** (a) L’or, l’étain et le chrome. (b) Entre $10^1$ et $10^2$, près de $10^2$. (c) $3000 \div 3.7 \approx 800$ fois. (d) Le chrome (ou l’étain, ou l’or) : plus le [facteur de concentration](#def-g9-earth-resources-ore-deposit) est élevé, plus sont rares les endroits où la nature a suffisamment concentré le métal. **Exercice 30.8 ★★.** Le monde a besoin d’environ $18\,\mathrm{kg}$ de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) et de gravier par habitant et par jour. (a) Combien cela fait-il par habitant en un an, en tonnes ? (b) Écris 50 milliards de tonnes en notation scientifique. (c) Un camion transporte $25\,\mathrm{t}$. Combien de jours faut-il pour que la part d’une personne le remplisse ? (d) Pourquoi prélever du [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) dans une [rivière](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water) peut-il faire reculer une plage située en aval ? **Solution de Exercice 30.8.** (a) $18 \times 365 = 6570\,\mathrm{kg}$, environ $6.6\,\mathrm{t}$. (b) $5 \times 10^{10}$ tonnes. (c) $25000 \div 18 \approx 1389$ jours, presque quatre ans. (d) Le [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) extrait de la [rivière](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water) ne descend plus jusqu’à la [côte](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water) ; les vagues continuent d’emporter le [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) de la plage, mais il en arrive moins pour le remplacer. **Exercice 30.9 ★★.** (a) De quels êtres vivants proviennent la plus grande partie du pétrole et du gaz ? (b) Au-dessous d’environ $2\,\mathrm{km}$, à quelles températures le pétrole se forme-t-il ? (c) Pourquoi le pétrole et le gaz montent-ils à travers les [roches](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) ? (d) Quel type de [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock) les arrête, et où s’accumulent-ils ? **Solution de Exercice 30.9.** (a) Des minuscules plantes et animaux de la [mer](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/3-leau-sur-la-terre#def-g2-water-on-earth-ocean), comme les diatomées, enfouis dans la [boue](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) du fond marin. (b) Entre environ 60 et $120{}^{\circ}\mathrm{C}$. (c) Ils sont plus légers que l’eau, qui remplit les [pores](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#def-g6-water-underground-porosity) des [roches](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock). (d) Une couche [imperméable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/17-leau-souterraine#def-g6-water-underground-permeability), comme une argilite ; ils s’accumulent sous elle, souvent au sommet d’un pli en voûte, le gaz au-dessus du pétrole. **Exercice 30.10 ★★.** La mine de Chuquicamata a produit plus de 29 millions de tonnes de cuivre en plus de 100 ans. (a) Écris 29 millions de tonnes en notation scientifique. (b) Quelle est, en gros, la production moyenne par an ? (c) Si le minerai contenait $1\,\%$ de cuivre, combien de tonnes de minerai a-t-il fallu extraire pour obtenir 29 millions de tonnes de cuivre ? Utilise la notation scientifique. (d) Pourquoi une mine d’un minerai aussi pauvre doit-elle être si grande ? **Solution de Exercice 30.10.** (a) $2.9 \times 10^7$ tonnes. (b) $2.9 \times 10^7 \div 100 = 2.9 \times 10^5$ tonnes par an, en gros. (c) Le minerai est 100 fois plus lourd que le cuivre qu’il contient : $2.9 \times 10^7 \times 100 = 2.9 \times 10^9$ tonnes. (d) Chaque tonne de minerai ne donne que $10\,\mathrm{kg}$ de cuivre, si bien qu’il faut extraire des milliards de tonnes de [roche](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-rock). **Exercice 30.11 ★★★.** En 1970, les [réserves](#def-g9-earth-resources-reserve) mondiales de cuivre étaient estimées à 280 millions de tonnes. De 1970 à 2024, environ 697 millions de tonnes ont été extraites, et les [réserves](#def-g9-earth-resources-reserve) de 2024 étaient de 980 millions de tonnes, avec 23 millions de tonnes extraites en 2024. (a) Si les [réserves](#def-g9-earth-resources-reserve) de 1970 avaient représenté tout le cuivre existant, quand se seraient-elles épuisées ? Compare avec ce qui a été extrait. (b) Combien de fois les [réserves](#def-g9-earth-resources-reserve) de 2024 sont-elles plus grandes que celles de 1970 ? (c) Calcule combien d’années les [réserves](#def-g9-earth-resources-reserve) de 2024 dureraient au rythme de 2024. (d) Donne deux raisons pour lesquelles des [réserves](#def-g9-earth-resources-reserve) peuvent augmenter alors même qu’on les exploite. **Solution de Exercice 30.11.** (a) À 23 millions de tonnes par an, elles auraient duré environ $280 \div 23 \approx 12$ ans, jusqu’au début des années 1980 ; or 697 millions de tonnes ont été extraites, bien plus que ces [réserves](#def-g9-earth-resources-reserve). (b) $980 \div 280 = 3.5$ fois. (c) $980 \div 23 \approx 43$ ans. (d) Par exemple : on découvre de nouveaux [gisements](#def-g9-earth-resources-ore-deposit) ; de meilleures techniques ou des prix plus élevés rendent rentables des [gisements](#def-g9-earth-resources-ore-deposit) plus pauvres. **Exercice 30.12 ★★★.** Une veine de charbon a $3 \times 10^8$ ans. Son marais a duré $2 \times 10^3$ ans, et la veine est épuisée en 50 ans. (a) Écris 50 ans en notation scientifique. (b) Combien de fois plus longtemps que l’exploitation le marais a-t-il duré ? (c) Combien de fois la veine est-elle plus ancienne que la durée de l’exploitation ? (d) Utilise ces nombres pour expliquer pourquoi le charbon est dit ressource non renouvelable. **Solution de Exercice 30.12.** (a) $5 \times 10^1$ ans. (b) $2 \times 10^3 \div 50 = 40$ fois. (c) $3 \times 10^8 \div (5 \times 10^1) = 6 \times 10^6$ fois. (d) Le charbon a mis des millions de fois plus de temps à se former que nous n’en mettons à l’utiliser : la nature ne le renouvelle pas à notre échelle de temps. ## 30.8 Problème : du béton pour une ville nouvelle **Problème 30.1.** Problème du week-end — une ville nouvelle est construite avec le sable d’une carrière voisine ; la réponse finale est le nombre d’années que dureraient les réserves de sable de la carrière Une ville nouvelle de $2000$ logements doit être construite en dix ans, près d’une ancienne sablière creusée dans les [graviers](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-pebble) d’une terrasse alluviale. En comptant sa part des rues, des écoles et des commerces, chaque logement demande environ $300\,\mathrm{t}$ de [granulats](#def-g9-earth-resources-aggregate), dont $40\,\%$ de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand). La couche de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) de la carrière mesure $1.2\,\mathrm{km}$ de long, $500\,\mathrm{m}$ de large et $5\,\mathrm{m}$ d’épaisseur ; un mètre cube de son [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) a une masse de $1.6\,\mathrm{t}$. La carrière vend aussi $136\,000$ tonnes de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) par an au reste de la région. **Partie I — Combien de sable ?** 1. Une maison familiale seule demande environ $100\,\mathrm{t}$ de [granulats](#def-g9-earth-resources-aggregate) . Écris cette masse en kilogrammes, en notation scientifique. 2. Combien de tonnes de [granulats](#def-g9-earth-resources-aggregate) la ville entière demandera-t-elle ? 3. Combien de tonnes cela fait-il par an, sur les dix ans ? 4. Combien de tonnes de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) par an la ville demande-t-elle ? **Partie II — Les réserves.** 5. Calcule le volume de la couche de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) , en mètres cubes, en notation scientifique. 6. Un tiers de la couche se trouve sous un village et une route et ne sera pas creusé. Quel volume peut être extrait ? 7. Quelle est la masse de ces [réserves](#def-g9-earth-resources-reserve) , en tonnes ? 8. Combien de tonnes de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) la carrière vendra-t-elle chaque année, à la ville et à la région réunies ? **Partie III — Renouvelable ou non ?** 9. Chaque année, la [rivière](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water) apporte environ $2000$ tonnes de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) neuf dans le secteur. Combien de fois plus de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) la carrière vend-elle ? 10. À l’échelle de la vie de la ville, ce [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) est-il une ressource renouvelable ? Explique. 11. Si la ville remplaçait un quart de son [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) par du vieux béton concassé, combien de tonnes de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) économiserait-elle chaque année ? 12. Sans ce recyclage, combien d’années les [réserves](#def-g9-earth-resources-reserve) de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) de la carrière dureraient-elles ? **Solution de Problème 30.1.** **1.** $100 \times 1000 = 100\,000$ kg $= 1 \times 10^5$ kg. **2.** $2000 \times 300 = 600\,000$ t $= 6 \times 10^5$ t. **3.** $6 \times 10^5 \div 10 = 6 \times 10^4$ t par an. **4.** $0.40 \times 6 \times 10^4 = 2.4 \times 10^4$ t de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) par an. **5.** $1200 \times 500 \times 5 = 3 \times 10^6$ m$^3$. **6.** Les deux tiers : $2 \times 10^6$ m$^3$. **7.** $2 \times 10^6 \times 1.6 = 3.2 \times 10^6$ t. **8.** $24\,000 + 136\,000 = 160\,000$ t $= 1.6 \times 10^5$ t par an. **9.** $160\,000 \div 2000 = 80$ fois plus. **10.** Non : la carrière se vide 80 fois plus vite que la [rivière](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/2-les-paysages-autour-de-nous#def-g1-landscapes-around-us-water) ne renouvelle le [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand). À l’échelle de la ville, ce [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) est une ressource épuisable. **11.** $24\,000 \div 4 = 6000$ t de [sable](https://one-course.com/books/earth/1/fr/chapter/5-cailloux-galets-et-sable#def-g3-stones-pebbles-sand-sand) par an. **12.** $3.2 \times 10^6 \div (1.6 \times 10^5) = 20$ : **20 ans**.