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La zéolithe, ce minéral volcanique unique aux étonnantes propriétés de nettoyage et de fixation des polluants, n’est pas une nouveauté en Grèce. Les premières références à l’utilisation de la zéolithe remontent à l’Antiquité, lorsque les Grecs ont exploité le pouvoir des roches naturelles pour l’hygiène, le stockage des aliments et la purification de l’eau.

Aujourd’hui, la zéolithe grecque, en particulier celle de la région de Thrace, est reconnue internationalement pour sa pureté et sa composition en clinoptilolithe. Un matériau qui fait le lien entre la sagesse ancestrale et les applications modernes – de l’agriculture et de l’élevage à la désintoxication et à la protection de l’environnement.

Zéolithe grecque

Cristaux roses d’eulandite (un type de zéolithe) sur un substrat pierreux. Les zéolithes sont des minéraux volcaniques poreux formés par l’altération des cendres volcaniques en présence d’eau et présentent des propriétés uniques d’absorption et d’échange d’ions.

Origine géologique de la zéolithe en Grèce

Les zéolithes sont un groupe de minéraux naturels argilo-silicatés qui se forment généralement dans les zones d’activité volcanique intense. En Grèce, les conditions qui prévalaient au Tertiaire (il y a 66 à 2,6 millions d’années) ont favorisé la formation de gisements de zéolites : volcanisme récurrent avec beaucoup de matériaux pyroclastiques, flux de chaleur élevé et climat relativement sec conduisant à des bassins saumâtres fermés. Dans ces environnements, les cendres volcaniques et les poudres vitreuses ont subi une altération diagénétique en présence d’eau, transformant le verre volcanique d’origine en zéolites (clinoptilolite, eulandite, mordenite, par exemple) et en minéraux associés.

En Grèce, il existe de nombreuses occurrences de zéolithes, en particulier dans les régions où se trouvent des roches volcaniques. Trois zones principales abritent d’importants gisements de zéolites présentant un intérêt économique :

  • Thrace (préfecture d’Evros et de Rodopi) dans la partie nord-est du pays, où les gisements sont d’ âge éocène-oligocène et riches principalement en eulandite et en clinoptilolite. Il s’agit de tophiformes zéolitiques créés par l ‘ altération hydrothermale de cendres volcaniques dans des systèmes hydrologiques ouverts d’ eau douce et d’ eau de mer.
  • Les îles de Kimolos et Polyeagos dans les Cyclades, où les roches sont principalement d’âge quaternaire et riches en mordénite. La zéolithisation y est probablement liée à des champs hydrothermaux à haute température dus à un volcanisme récent.
  • L’île de Samos, dans l’est de la mer Égée, présente des dépôts miocènes riches en clinoptilolite et en analsimite. Les gisements samiens se sont formés dans un lac saumâtre fermé, la zéolithe étant précipitée par l’eau alcaline du lac (gisements de type salin-alcalin).

En dehors des zones principales susmentionnées, des occurrences plus petites de zéolithes ont été enregistrées dans d’autres zones volcaniques. Par exemple, dans les dépôts pré-calédraux de Santorin, des zéolithes provenant de l’altération des tophi volcaniques ont été identifiées, tandis que des roches volcaniques zéolitiques se trouvent également dans les bassins néogènes de l’ouest de Lesvos et d’ailleurs. En général, là où des cendres volcaniques anciennes sont entrées en contact avec de l’eau, il est possible de trouver des zéolithes naturelles.

Dans les toffs zéolitiques grecs, le minéral zéolitique prédominant est la clinoptilolite (de type orthorombique HEU), souvent accompagnée d’eulandite – essentiellement la variante calcaire du même type structurel de parement. Dans certains endroits, on trouve également d’autres zéolithes, comme la mordénite (dans les Cyclades) et l’analsimite (à Samos).

La zéolithe dans l’ Antiquité : premiers rapports et utilisations

Dans la Grèce antique, le terme « zéolithe  » n’existait pas, il a été inventé bien plus tard. Cependant, nos ancêtres utilisaient des matériaux dont nous savons aujourd’hui qu’ils contenaient des zéolithes. Les roches volcaniques et les pierres naturelles poreuses étaient déjà utilisées dans l’Antiquité comme matériaux de construction et pour l’amendement des sols. Par exemple, des sources historiques mentionnent que les Romains utilisaient le tuf jaune napolitain (tuffo giallo napoletano) – riche en minéraux zéolitiques tels que l’hawazite et la phillipsite – pour construire des bâtiments, et que toute la ville de Naples a été bâtie sur ce matériau.

Les Romains mélangeaient également des cendres volcaniques (pouzzolane) à des mortiers de chaux pour la construction d’ ouvrages hydrauliques, une pratique qui leur a probablement été donnée par la connaissance empirique de la résistance de ces matériaux au contact de l ‘ eau.

En Grèce, les recherches archéologiques montrent que les Grecs et les Thraces de l’Antiquité utilisaient diverses roches naturelles à structure poreuse.

En Thrace, par exemple, des carrières préhistoriques de silex et d’autres pierres ont été découvertes dès le néolithique, tandis qu’à l’époque classique, les tophi et les grès locaux étaient utilisés comme matériaux de construction. Un exemple typique est la « terre crayeuse  » de l’île de Kimolos – un sol blanc et argileux dérivé de cendres volcaniques altérées. La terre crayeuse est connue depuis l’Antiquité et est mentionnée par Théophraste comme laxatif, utilisé pour le nettoyage des textiles et comme antidote médicinal, grâce à sa propriété absorbante. Bien que la terre crayeuse se réfère principalement aux minéraux argileux (par exemple les smectites/bentonites) et non aux zéolithes, la pratique consistant à utiliser des produits volcaniques à des fins de nettoyage et de santé préfigure l’utilisation ultérieure de la zéolithe de la même manière.

Il est important de noter que le mot « zéolithe  » lui-même a une racine grecque, bien qu’on ne la trouve pas dans les textes anciens. Il vient de l’ancien verbe zeo (« bouillir ») et du nom lithos (« pierre »). Le terme a été inventé en 1756 par le minéralogiste suédois Axel Cronstedt, qui a observé que lorsqu’un minéral particulier est chauffé, de la vapeur d’eau est libérée et le minéral semble « bouillir ». Inspiré par la langue grecque ancienne, Cronstedt a nommé ce matériau zéolite, ce qui signifie « pierre bouillie ». La langue grecque a « baptisé » scientifiquement un matériau que les Grecs de l’Antiquité utilisaient probablement de manière informelle sans lui donner de nom.

Bien qu’il n’existe aucune preuve écrite directe de l’utilisation délibérée de la zéolithe dans l’Antiquité, la tradition archéologique et folklorique suggère que les propriétés bénéfiques de ces roches ne sont pas passées inaperçues. En Thrace, par exemple, les habitants ont observé depuis des générations que le bétail paissant sur des sols dont le sous-sol est constitué de zéolithe donnait un lait plus riche et plus savoureux, tandis que les champs situés à proximité d’affleurements de zéolithe produisaient des récoltes plus abondantes et de meilleure qualité. En outre, l’eau des sources qui jaillissaient à travers les roches zéolitiques était considérée comme extrêmement « douce » et pure : les vieilles ménagères lavaient leur linge dans ces sources et observaient un effet blanchissant supérieur à celui de tout autre moyen de blanchiment de l’époque. Ces traditions montrent que, bien avant que la zéolithe ne soit étudiée scientifiquement, les sociétés reconnaissaient intuitivement la valeur des « pierres bouillantes » poreuses présentes dans leur localité.

Découverte et étude scientifique (18e-20e siècle)

La première référence scientifique à la zéolithe a été faite, comme mentionné ci-dessus, en 1756 par Axel Cronstedt, inaugurant ainsi l’étude formelle de ce minéral. Au cours des 19e et 20e siècles, les géologues ont découvert de nombreux nouveaux types de zéolithes et étudié leurs propriétés.

Au milieu du 20e siècle, des dizaines de zéolithes naturelles différentes avaient été identifiées – telles que la clinoptilolite, la havazite, la mordenite, l ‘analsimite, la phillipsite, etc. – et parallèlement , des zéolithes synthétiques (tamis moléculaires) ont été synthétisées pour des applications industrielles.

La capacité unique des zéolithes à adsorber sélectivement des molécules, à échanger des ions et à agir comme des tamis moléculaires a stimulé l’intérêt pour des utilisations dans la purification de l’eau, les processus catalytiques et une foule d’autres domaines.

En Grèce, la recherche géologique systématique de zéolithes a commencé au XXe siècle, surtout après la création de l’Institut d’exploration géologique et minérale (IGME). Bien que de petits gisements aient déjà été connus (par exemple sur des îles volcaniques), l’existence de grands gisements exploitables n’a été découverte que relativement tard.

Santorin a constitué une première indication intéressante : en 1981, le géologue I. Kanaris de l’IGME a signalé la découverte de tophus zéolitiques sur l’île (dans des couches antérieures à la caldeira) dans un rapport interne. Il s’agissait de l’un des premiers rapports officiels faisant état d’un gisement de zéolithe sur le territoire grec.

Le progrès décisif est intervenu à la fin des années 1980, lorsque l’IGME a mené un vaste programme de recherche pour localiser les occurrences zéolitiques dans toute la Grèce. Les résultats ont été révélateurs : d ‘importants gisements de tophi zéolitiques ont été identifiés en Thrace – plus précisément dans les régions du sud de l’Evros (Petrota, Metaxades, Lefkimi, Feres, etc.) et dans le Rhodope (site de Skaloma dans la municipalité d’Arrianon).

Des zones zéolitiques ont également été confirmées sur les îles de Kimolos/Polygos et Samos, conformément aux indications précédentes. Les recherches menées par le FHWI sur certains de ces sites (par exemple Petrotas-Metaxades) ont montré que les tophi contiennent des teneurs en zéolite très élevées, la zéolite étant le principal composant de la roche (plus de 70-80 % p/p).

Il est caractéristique que dans le Petrota Evros, on ait trouvé un tophus zéolitique avec une teneur en clinoptilolite allant jusqu’à ~89%, un pourcentage extrêmement élevé à l’échelle internationale. Le gisement d’Evros a donc été décrit à juste titre comme l’un des gisements de zéolithe les plus propres et de meilleure qualité au monde. Dans les Rhodopes, à Skaloma, la zéolithe s’est également avérée d’une « excellente qualité  » (clinoptilolite presque pure). Grâce à ces recherches de l’IGME, la Grèce est apparue à la fin du 20e siècle sur la « carte » des pays ayant un potentiel zéolithique remarquable.

D’un point de vue académique, des dizaines d’études scientifiques ont été menées par des géologues grecs et étrangers sur les roches zéolitiques grecques. Des articles ont notamment été publiés sur la minéralogie et la géochimie des tophi de l’Evros, sur la capacité d’échange d’ions des zéolithes grecques et sur leur potentiel commercial. Le professeur M. Stamatakis de l’université d’Athènes, avec des collaborateurs étrangers, a publié en 1996 un document concis décrivant « les gisements de zéolithe de Grèce », mettant en évidence les trois régions mentionnées ci-dessus (Thrace, Kimolos/Polygone, Samos) et leurs conditions géologiques de formation. Ainsi, au début du 21e siècle, la base scientifique des connaissances sur la zéolithe grecque était établie : nous savions où elle se trouvait, comment elle s’était formée et quelles étaient ses propriétés particulières.

Découverte de gisements en Thrace – du laboratoire à la pratique

Dès le départ, l’intérêt s’est porté sur la Thrace, en raison de la taille et de la pureté des gisements qui s’y trouvent. Dès les premiers résultats de l’IGME (fin des années 1980 – début des années 1990), il est apparu clairement que la région du nord de l’Evros (municipalité d’Orestiada) recèle un « trésor »: de vastes formations de tophi zéolitiques de grande qualité. En particulier, 30 sites différents de la préfecture d’Evros ont été détectés dans des roches zéolitiques, dont 10 sont situés dans la région de Petroti-Pentalofos. Dans 4 de ces sites de Petrotes, on a détecté de la zéolithe d’une pureté allant de ~76% à 89% de clinoptilolithe. Il s’agit de sédiments volcaniques de la période éocène-oligocène, d’une épaisseur allant jusqu’à 100 m, déposés dans des bassins marins/lunaires peu profonds et soumis ultérieurement à des processus d’altération par circulation d’eau météorique et d’eau de mer.

Il en résulte la formation d’une roche poreuse et légère dont la zéolithe est le composant principal. Ces tufs se trouvent près de la surface, ce qui facilite l’exploitation minière (la zéolithe « se trouve à une faible profondeur, à quelques dizaines de mètres sous le sol », selon des sources locales). Les réserves totales de l’Evros sont estimées à des centaines de millions de tonnes de zéolithe, ce qui confère à la région une importance mondiale.

Parallèlement, plus au sud de la Thrace, dans la préfecture de Rodopi, un gisement exploitable a également été découvert. Au lieu-dit « Skaloma  » (municipalité d’Arrianon), à environ 70 km au sud-ouest de Petrotes, un tophus zéolitique d’excellente qualité a été découvert. D’un point de vue géologique, Skaloma appartient au même bassin volcanique-sédimentaire qui s’étend dans la région de Komotini-Organi-Sapes.

Les recherches d’IgME ont permis d’identifier plusieurs occurrences de zéolithe. En particulier, trois sous-zones (NW Skoloma, NE Skoloma et le site de « Kerostatis ») ont été étudiées en détail et se sont avérées contenir un total cumulé d’environ 5,2 millions de tonnes de réserves naturelles de zéolithe (1,0 + 1,7 + 2,5 millions de tonnes respectivement). La zéolithe de Skaloma est principalement composée de clinoptilolite-HEU, d’une composition similaire à celle d’Evros, et convient donc à des applications similaires.

Des tests de laboratoire effectués sur des échantillons provenant des gisements de Thrace ont montré une capacité d’échange d’ions (CEC) très élevée pour la zéolithe, de l’ordre de 200 à 400 meq/100g. De plus, la taille des grains et la dureté du matériau en font un matériau idéal pour le broyage et l’utilisation sous différentes formes (poudre, granulés). Ces caractéristiques ont ouvert la voie à une multitude d’applications industrielles et environnementales: des conditionneurs de sols agricoles aux additifs pour l’alimentation animale, en passant par les filtres de purification de l’eau, les adsorbants de métaux lourds, les nettoyeurs de marées noires, les composants de ciment et de matériaux de construction, etc. En d’autres termes, l’existence de cette « zéolithe naturelle grecque » (comme on l’appelle souvent) constituait un nouvel atout précieux dans la richesse minérale du pays, avec un potentiel d’exploitation dans de nombreux secteurs.

Zéolithe grecque des Petrotas de Nea Orestiada
Zéolithe grecque des Petrotas de Nea Orestiada

Utilisation industrielle et évolution de la zéolithe grecque jusqu’à aujourd’hui

Malgré la découverte d’importants gisements de zéolithe en Thrace dès le début des années 1990, leur exploitation industrielle n’a pas été immédiate. Pendant plusieurs années, la zéolithe grecque est restée inexploitée, ce qui est devenu un « mystère » et a suscité des discussions au niveau local et national. Depuis 2003 environ, plusieurs entreprises ont manifesté leur intérêt pour l’obtention de licences d’exploitation, notamment pour le gisement d’Evros Petroton. Cependant, l’affaire s’est transformée en un différend juridique et administratif de longue durée. Comme l’a révélé une enquête menée en 2013, la question de la zéolithe a « tourmenté la communauté locale pendant une décennie » et a opposé le ministère de l’environnement à l’administration décentralisée, en impliquant des politiciens, l’IGME et même l’inspection de l’administration publique.

Plus précisément, deux députés thraces (Alexandros Kontos et Euripides Stylianides) se sont plaints en 2014 que des « intérêts personnels  » empêchaient l’exploitation de la zéolithe, laissant inexploitée une énorme opportunité de développement pour le secteur agricole et au-delà. En effet, il s’est avéré qu’une série d’obstacles administratifs (bureaucratie, chevauchement des responsabilités, annulation de décisions) avait retardé la délivrance d’un permis d’exploitation. En fait, l’entreprise initialement intéressée par Petrota a fait appel aux tribunaux, alors que dans le même temps (selon les rapports) elle a été contrainte d’importer de la zéolithe de l’étranger afin de répondre aux besoins du marché grec. Il convient de noter qu’au cours de la période 2007-2009, la production nationale est nulle ou minime (extractions test de quelques centaines de tonnes), tandis que la Grèce consomme de la zéolithe importée de pays tels que la Turquie, la Bulgarie et la Bosnie.

Malgré les retards, d’importants développements ont eu lieu ces dernières années. Depuis 2019-2020, les autorités compétentes ont achevé les autorisations environnementales et techniques pour deux projets d’extraction de zéolithe à grande échelle en Thrace : un dans la préfecture de Rodopi et un dans la préfecture d’Evros. À Rodopi, à Skaloma, une zone de carrière publique d’environ 98 ha a été accordée et une étude d’impact sur l’environnement a été approuvée pour 20 ans d’exploitation. Ce projet a été attribué à la société « Avgi Ltd » qui, sous le nom commercial de « Thracian Zeolite « , a commencé début 2021 l’extraction et le traitement de la zéolithe sur une superficie d’environ 100 acres dans le nord de la Grèce.

Ainsi, pour la première fois, la zéolithe clinoptilolite grecque a été officiellement mise sur le marché, disponible pour un usage commercial. Au même moment, à Evros, la communauté locale est passée à l’action : une société de base a été fondée avec la participation des résidents locaux (« Petroton Zeolite S.A. – O Lithoxos »), qui a reçu en 2021 l’approbation d’une étude technique pour une carrière privée de 30 acres à l’emplacement « Palioklisi » de Petroton. Fin 2021, ce projet était également en bonne voie, marquant le début de l’exploitation de la zéolithe à Petrotta par les résidents locaux eux-mêmes.

Aujourd’hui, la » zéolithegrecque  » n’ est donc plus une promesse non tenue, mais une réalité. la réalité en marche. Elle est déjà utilisée dans des applications innovantes : les agriculteurs du nord de la Grèce l’incorporent dans leurs champs pour améliorer l’humidité et la fertilité du sol, les agriculteurs l’ajoutent à l’alimentation animale pour améliorer la santé des animaux, et elle est également testée dans les stations d’épuration des eaux usées comme filtre pour éliminer les polluants. Les recherches universitaires montrent des résultats impressionnants, par exemple une augmentation de la production agricole allant jusqu’à 66 % en utilisant la zéolithe thrace comme amendement du sol, et une élimination efficace des métaux lourds et de l’ammoniac des eaux usées en utilisant la zéolithe grecque comme filtre. En outre, la zéolithe grecque en tant que minéral industriel est envisagée pour la production de ciments et de mortiers légers offrant une meilleure isolation thermique.

La carrière de zéolithe grecque de Thrace dans les Rhodopes
La carrière de zéolithe grecque de Thrace dans les Rhodopes

En remontant le temps, de l’Antiquité à nos jours, nous observons un parcours fascinant : de l’utilisation silencieuse des pierres poreuses par nos ancêtres, à l’identification scientifique de la zéolithe au 18e siècle, puis à la découverte des trésors de Thrace au 20e siècle, et enfin à l’exploitation industrielle d’ aujourd’hui. La zéolithe grecque, qui plonge ses racines littéralement et étymologiquement dans la terre grecque, apparaît comme un matériau doté d’un énorme potentiel pour l’avenir. Grâce à ses propriétés uniques et au soutien de la communauté scientifique et des collectivités locales, la zéolithe grecque peut contribuer à une agriculture plus durable, à un environnement plus propre et à de nouveaux produits innovants, écrivant ainsi le prochain chapitre de son histoire en constante évolution.

Sources d’information

Autorité géologique et géologique hellénique ; Mineral Exploration (anciennement IGME), des publications scientifiques (Bulletin of the Geological Society of Greece, Mineralium Deposita), la presse locale et nationale (To Vima, Evros News, Ypaithros), des sites web d’information sur la zéolithe, ainsi que des documents d’archives de sociétés minières(Zeolife, Thracean Zeolite, Zeolithos Petroton).

Les références aux observations historiques et au folklore proviennent des expériences enregistrées par les habitants de la région de Petroton. L’ensemble de ces éléments confirme que la zéolithe grecque, qui n’était qu’une « pierre bouillante » aux yeux d’un minéralogiste suédois, est devenue une ressource nationale précieuse dotée de caractéristiques de classe mondiale.

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