Ozokérite

L’ozokérite ou ozocérite (du grec Όζο oze, puanteur, et κηρός kêrós, cire), autrefois appelé earthwax (cire de terre) est une roche naturellement odorante et ayant la consistance d'une cire (en raison de sa teneur en Paraffine). Il existe de nombreux gisements dans le monde de cet « hydrocarbure naturel »[1]. Il s'agit d'une roche riche en carbone fossile constituée d'un mélange naturel de paraffines à longue chaîne[2] et parfois classé dans les huiles minérales[3].

Échantillon d'Ozokérite (Noter l'apparence « vitrifiée » de la surface du minéral.
Autre échantillon d'Ozokérite (Muséum d'Histoire naturelle de Lille).

On nomme parfois aussi (mais improprement) ozocérite une « cire » extraite (par traitement physicochimique) de la lignine[4]

Origines
Échantillon d'ozokérite provenant du Comté de Wasatch, dans l'Utah.

Ce minéral a été découvert dans au moins une trentaine de pays différents, notamment en Écosse, dans le Northumberland, au Pays de Galles et à Ein-Humar (Jordanie) sur la partie orientale de la Mer Morte[2].

Bien que beaucoup de ressources aient déjà été produites dans l'Utah, certains de ses gisements ont une importance particulière (ceux de l'île de Cheleken (devenue une péninsule), près de Turkmenbashi, et quelques gisements situés dans l'Himalaya en Inde et dans l'Utah aux États-Unis[5],[6] (ex : mines de Soldier Summit[7]).

Les sources actuellement exploitées commercialement sont situées en Galicie, à Boryslav[8],[9], Dzwiniacz et Starunia[10], mais ce minéral est aussi présent en d'autres lieux sur les deux grands versants des Carpates[11].

Les dépôts ozokéritiques sont des veines minérales, supposées avoir comme origine une lente évaporation de pétrole dans des conditions ayant permis son oxydation et un dépôt de paraffine dissoute dans les fissures ou crevasses auparavant occupées par le liquide.

L'ozokérite native présente diverses formes : d'une cire très douce à une masse noire d'une dureté comparable à celle du gypse.

Propriétés chimiques

Ce minéral est supposé souvent ou toujours plus ou moins lié à des huiles lourdes et des bitumes, dont il s'est séparé par accumulation de paraffines de haut poids moléculaire sous l'effet de la chaleur géothermique, puis d'une « précipitation » lors de l'abaissement de la température de la roche[2]. Il est chimiquement constitué d'un mélange de divers hydrocarbures à longues chaînes (C22 à C53 principalement), 85 à 87 % de son poids étant du carbone. Il peut être dépourvu de molécules aromatiques et cyclo-paraffiniques[2].

Il est soluble dans l'éther diéthylique, le pétrole, le benzène, l'essence de térébenthine, le chloroforme, le disulfure de carbone et d'autres solvants organiques.

Propriétés physiques

Sa densité varie 0,85 à 0,95 et son point de fusion de 58 à 100 °C.

L'ozokérite de Galicie a une couleur allant du jaune pâle au brun foncé, avec des reflets vert en raison d'un dichroïsme. Il fond généralement à 62 °C.

Exploitation minière

Au tout début du XXe siècle (en 1901), le seul gisement réputé commercialement exploitable de « cire minérale » (ozocérite) d'Europe était situé en Pologne (à Boryslaw, en Galicie) ; ceux de la houillère d'Urpeth, près de Newcastle, ou de Slanik (en Moldavie) étaient déjà connus, mais réputés de moindre intérêt [12].

L'extraction industrielle d'ozokérite plus ou moins « pure » a commencé en Galicie (Pologne) dans les années 1880, mais ce minéral était antérieurement exploité à la main dans des mines appartenant au Boryslaw Actien Gesellschaft et à la Banque de Galicie, qui ont pu être conduites jusqu'à 200 à 225 mètre de profondeur grâce à l'utilisation d'électricité pour le transport de l'ozokérite, le pompage de dénoyage des galeries, la ventilation, l'éclairage, etc. Une fois arrivé en surface, un tri manuel était encore nécessaire.

Dans d'autre cas les stériles ont été séparées de la roche carbonée en faisant bouillir le tout dans de l'eau, dans de grandes cuves de cuivre où la cire fondue remonte en surface.

Dans d'autres cas elle est fondue sans eau et les impuretés en sont éliminées par « écrémage », la cire pouvant ensuite être moulée avant d'être mise sur le marché.

Les mines d'ozokérite ont peu à peu fermé à partir des années 1940 en raison de la concurrence des cires de paraffine synthétisées à partir du pétrole. Cependant son point de fusion plus élevé que celui de la plupart des cires de pétrole le favorise encore pour certaines applications (isolants électriques, bougies, additif pour la fabrication de mouchoirs en papier extra-doux).

Traitement industriel

L'ozokérite peut encore être affinée par un premier traitement à l'acide sulfurique puis au charbon de bois pour produire une cire plus pure dite cérésine (ou cérasine). Cette cérésine ou même l'ozokérite pure a un point de fusion de 16 à 26 °C qui en a fait un adultérant courant (légal et breveté[13] ou illégal) de cires mises sur le marché, alors généralement artificiellement colorée pour ressembler à une cire normale.

La distillation d'ozokérite dans un flux de vapeur surchauffée permet de produire un matériau proche de la paraffine obtenue à partir de pétrole ou d'huile de schiste, mais avec un point de fusion plus bas.

Utilisations

Son point de fusion plus haut que celui de la cire lui donne une grande valeur pour les usages (ex : bougies, ou stabilisateur de produits explosifs tel que le TNT[14]) faits dans des climats chauds). Il a été proposé et/ou très utilisé comme composant dans plusieurs produits cosmétiques[15] pour les cheveux ou la peau[16] (ex : stick antitranspiration[17],, produits cosmétiques pour les lèvres[18],[19], produit à blanchir la peau, à base d'hydroquinone[20], crèmes solaires[21], stick de répulsif pour insecte[22].

Il a été utilisé (et l'est encore ?) comme additif alimentaire, au Japon par exemple[23].

On en tire aussi des huiles légères de distillation et un produit ressemblant à de la vaseline.

Le résidu des alambics est une substance cireuse noire et dure qui, en mélange avec du latex (naturel) a été utilisé sous le nom d'okonite comme isolant électrique. Ce même résidu a aussi été utilisé pour produire un matériau permettant d'obtenir une surface polie sous les talons et semelles de chaussures. L'ozokérite pure a aussi été utilisée comme isolant de fil électrique au XIXe siècle (en remplacement de la paraffine pour imperméabiliser le fil de soie ou le tissu qui entourait le fil électrique[24].

Fossiles et intérêt paléontologique

Comme dans d'autres roches fossiles non liquides (telles que la tourbe, certains schistes et divers types de charbon) ce minéral peut renfermer des fossiles, parfois en quelque sorte momifiés[25] ou selon JC Gall « confits » dans une roche liquide qui s'est peu à peu transformée en un minéral cireux imperméable)[26]. On a pu y trouver des fossiles de grande taille dont par exemple deux rhinocéros laineux dans les ozocérites de Starunia (anciennement Pologne)[27] de même que des insectes de divers ordres, dont celui des coléoptères, parfaitement préservés[28].

Biodégradation ?

Une étude publiée en 1962 par deux microbiologistes fait état de la découverte d'un champignon du genre Candida trouvé sur de la roche carbonée provenant de veines d'ozokérite[29]

Notes et références
  1. (en) Ladoo, R. B. (1920). Natural hydrocarbons; Gilsonite, Elaterite, Wurtzilite, Grahamite, Ozokerite, and others (No. BM-RI-2121). Bureau of Mines, Washington, DC (USA).
  2. (en) Nissenbaum, A., & Aizenshtat, Z. (1975). Geochemical studies on ozokerite from the Dead Sea area. Chemical Geology, 16(2), 121-127 (résumé).
  3. Delehaye, H. (1911). Huiles minérales: pétroles, benzols, brais, paraffines, vaselines, ozokérite. Librairie Polytechnique Ch. Béranger.
  4. Lecomte, J. (2009). Les cires végétales: sources et applications. Oléagineux, Corps Gras, Lipides, 16(4), 262-266.
  5. (en) Maguire, D. (1900). The hydrocarbons of eastern Utah, with special reference to the deposits of ozokerite, gilsonite, and elaterite.
  6. Taff, J. A., & Smith, C. D. (1906). Ozokerite deposits in Utah: US Geol. Survey Bull, 285.
  7. (en) Merrow, J. (1957). Ozokerite at Soldier Summit, Utah (résumé).
  8. (en) Radwański, A. B. (2009). The oil and ozokerite mine in Boryslav and historical monuments of petroleum and salt industries in the vicinity of Boryslav (Ukrainian Fore-Carpathian region). Geoturystyka, 35-44 (http://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-article-AGHM-0034-0024 résumé]).
  9. Radwański, A. B. (2009). The oil and ozokerite mine in Boryslav and historical monuments of petroleum and salt industries in its vicinity (Fore-Carpathian region, Ukraine). Geoturystyka, This volume.
  10. (en) Adamenko, O. M., Kryzhanivsky, Y. I., Vekeryk, V. I., Stelmakh, O. R., Mishchenko, L. V., Zorina, N. O., ... & Ambrozyak, M. V. (2005). A concept of an in ternational “Ice-Age Geopark” as an ecological–tourist center in Starunia for mer ozokerite mine, fore-Carpathian region, Ukraine. Polish and Ukrainian geological studies (2004–2005) at Starunia–the area of discover ies of woolly rhi noceroses. Polish Geological Institute and Society of Research on Environmental Changes “Geosphere”, Warszawa–Kraków, 205-210.
  11. Ex : Siemiradski TVA () New Deposit of Ozokerite at Polanica in the Galician Carpathian Mountains. Petroleum, 9, 301-3.
  12. Cadoux G (1909). Journal de la société statistique de Paris.
  13. Chimie RP Fascicule de Brevet européen, Bulletin 1996/36 (voir p 10/22 du document PDF).
  14. Aubert, S. A. (1987). Desensitized explosive composition ; U.S. Patent No. 4,705,582. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
  15. Leon-Pekarek, D. (1982). Hair makeup products ; U.S. Patent No. 4,336,246. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office (résumé et texte.
  16. Calvo, L. C. (1980).Cosmetic emulsion compositions having skin moisturizing properties ; U.S. Patent No. 4,216,201. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office (lien).
  17. Elsnau, W. H. (1977). U.S. Patent No. 4,049,792. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
  18. Lieberman, G., & Murphy, J. H. (1976) Lipstick containing microencapsulated oils ; U.S. Patent N° 3,947,571. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
  19. Baker, C. G., & Berg, R. D. (1992). U.S. Patent N° 5,093,111. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
  20. Calvo, L. C., Hasher, S. J., & Obernier, I. C. (1984).Skin bleaching stick containing hydroquinone U.S. Patent No. 4,466,955. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
  21. Jacquet, B., & Lang, G. (1978). Anti-solar composition ; U.S. Patent No. 4,098,882. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
  22. Wassell, H. E. (1958). Insect repellent sticks U.S. Patent No. 2,819,995. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
  23. Tada, A., Sugimoto, N., Furusho, N., Ishizuki, K., Sato, K., Yamazaki, T., & Tanamoto, K. (2009). Investigation of constituents in ozokerite, a natural food additive. Jpn. J. Food Chem. Safety, 16, 2 (résumé).
  24. Bouty, E. (1889). J.-E. FLEMING.—A design for a standard of electrical resistance (Projet d'étalon de résistance électrique); Philosophical Magazine, 5e série, t. XXVII, p. 2I; 1889. J. Phys. Theor. Appl., 8(1), 617-617.
  25. Vercoutère, C., Guérin, C., Crépin, L., Richardin, P., Gandolfo, N., Vincent, J., ... & Vialet, A. (2013). Étude pluridisciplinaire du squelette de rhinocéros laineux, Coelodonta antiquitatis (Blumenbach, 1799), de l’Institut de paléontologie humaine (Paris, France). L'Anthropologie, 117(1), 1-47.
  26. Gall JC (2006). Les gisements fossilifères. In Annales de paléontologie (Vol. 92, No. 2, pp. 79-90), juin 2006. Elsevier Masson.
  27. Fortelius, M., 1983. The morphology and paleobiological significance of the horns of Coelodonta antiquitatis (Mammalia, Rhinocerotidae). Journal of Vertebrate Paleontology 3 (2), 125 – 135
  28. Late Cenozoic Fossil Coleoptera: Evolution, Biogeography, and Ecology G. R. Coope, 1979, Annual Review of Ecology and Systematics, Vol. 10: 247-267, cité dans "L'équilibre ponctué", S. J. Gould, Éd. Gallimard, 2012, pp. 68-69
  29. (ru) L. D. Shturm, E. P. Rozanova, A study of fungi of the candida genus, developing on hydrocarbons, isolated from ozokerite beds, Mikrobiologiia, 1963, vol. 32, pp.1013-1019. PMID 14137782.

Bibliographie
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  • Hermann, F. (1950). Les richesses minérales du monde. Payot.
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  • Koss AS (1920) Determination of Paraffin Wax in Ozokerite. Prezemysl Chem, 4, 74-6.
  • Muséum national d'histoire naturelle (France) (1900) Collection de minéralogie du Muséum d'histoire naturelle: Guide du visiteur. Laboratoire de minéralogie.
  • Fleig FA. (2005). Oil Empire: Visions of Prosperity in Austrian Galicia (Harvard Historical Studies). Harvard University Press. (ISBN 0-674-01887-7). p98.
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  • Mutimer, M. N., Riffkin, C., Hill, J. A., & Cyr, G. N. (1956). Modern ointment base technology I. Properties of hydrocarbon gels. Journal of the American Pharmaceutical Association, 45(2), 101-105.
  • Reid, W. K. (1966) Use of High Resolution Mass Spectrometry in the Study of Petroleum Waxes, Microcrystalline Waxes, and Ozokerite. Analytical Chemistry, 38(3), 445-449 (résumé).
  • Marschner RF & Winters JC (1976) Differences among ozokerites. Romania, 93, 6.

Article connexe
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