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Residus miniers

Gestion des

Rsistance au cisaillement Lors de la conception d'un terril ou d'une digue deretenue, la caractristique la plus importante de tout rsidu ou strile est sarsistance au cisaillement. Normalement, les paramtres de rsistance aucisaillement qui servent efectuer une analyse de stabilit sont ceux qui sontlis la contrainte efective, c'est--dire la cosion efective et l'angle efecti! dersistance au cisaillement. "es variations relativement !aibles dans lesparamtres de rsistance au cisaillement utiliss peuvent avoir une incidenceimportante sur le !acteur de scurit. #'est pourquoi les essais de rsistance sontraliss sur un nombre raisonnable d'cantillons

Autres caractristiques Les autres caractristiques importantes quiinterviennent sur la stabilit d'une installation sont les suivantes $

% la distribution granulomtrique, du !ait qu'elle in&ue sur la rsistance aucisaillement

% la densit

% la plasticit

% la teneur en umidit

% la permabilit. n !onction de leur conductivit ydraulique ou de leur

coe(cient de permabilit ) *en m+s, les rsidus et les striles se classent encinq groupes con!ormment la norme "N /01, partie $

trs aute permabilit $ 2 x 1-3

aute permabilit $ x 1-4 - x 1-3

permabilit $ x 1-5 - x 1-4

!aible permabilit $ x 1-/ - x 1-5

trs !aible permabilit $ 6 x 1-/

% la consolidation $ le degr et la vitesse de dcantation des rsidus et desstriles sous carge sont lis la caractristique de consolidation du sol

% la porosit.

2.4.2 Digues de retenue

2.4.2 Digues de retenue Les digues de retenue sont des structures de sur!acedans lesquelles sont entreposes les boues. #e type d'78 est gnralementutilis pour les rsidus issus d'un traitement par voie umide. Les bassins sontconstitus de 31 41 9 de matriaux solides en poids, mais des niveaux de : :1 9 de solides sont connus. La ;gure ci-aprs reprsente une vue en coupetransversale d'une digue de retenue et illustre le cycle de l'eau de ce type d'78.

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Figure 2.26 : Cycle de l'eau d'une digue modife ar raort ! "##$ %&A$

#() La section ci-aprs, relative aux digues de retenue, est principalementextraite du bulletin n< 15 de la #7= >/, #7=, ??5@. "'autres r!rences sontmentionnes, le cas cant.

La grande maAorit des rsidus sont grs terre. #ela implique qu'il !aut coisirune parcelle de terrain sur laquelle les rsidus vont Btre stoc)s sur une longuepriode au !ur et mesure qu'ils sont

produits par l'usine de traitement du minerai et ensuite pour une dureindtermine, moins qu'ils ne soient rcuprs pour d'autres traitements. Le

dpCt doit Btre protg de tout dommage pysique provoqu par le dbit sortantet il ne doit polluer ni les environs, ni les cours d'eau locaux, ni la nappepratique, ni l'atmospre. Les rsidus sont acemins depuis l'installation sous!orme de boues et sont susceptibles, par consquent, de rester l'tat desuspension ou de se trans!ormer en liquide. l !aut donc contenir la massedpose de manire empBcer tout coulement des matriaux en deors de laDone dsigne. "ans la plupart des bassins de rsidus, les matriaux solides sedcantent de la boue aprs dversement et le bassin est donc compos dematriaux solides dcants et d'eau gravitaire. l peut Btre complt par les eauxde ruissellement naturelles, les entres d'eaux souterraines ou les prcipitationsdirectes. Le liquide gravitaire peut Btre renvoy l'usine de traitement pour Btre

rutilis, stoc) dans un bassin de retenue pour une utilisation ultrieure ou pourBtre limin par vaporation, ou il peut Btre dvers dans les cours d'eau desur!ace, souvent aprs traitement. Les principaux modes d'amnagement desdigues de retenue se classent de la manire suivante $

% excavation existante

% en valle

% en deors d'une valle

% en terrain plat.

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Les deux figures ci-aprs illustrent un bassin de rsidus implant en valle et un bassin implant en

dehors d'une valle

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Un bassin de rsidus construit sur un terrain plat est souvent appel "paddock", ou halde de minerai.

La photo ci-aprs donne un aperu des paddocks utiliss dans les mines d'or d'!friue du #ud.

$our chaue bassin de rsidus, plusieurs activits doivent %tre envisages &

% transport des rsidus de l'usine de traitement du minerai la digue,% installation de digues de retenue,% mise en place de s(stmes de drivation pour les eaux de ruissellement naturelles autour et autravers de la digue,

% dp)t des rsidus l'intrieur de la digue,% limination de l'eau gravitaire en excs,%protection de la *one avoisinante contre les incidences sur l+environnement,

% instruments et s(stmes de surveillance permettant l'inspection de la digue,% aspects long terme fermeture et entretien aprs fermeture.ertaines de ces activits sont abordes dans les sections ci-aprs. $ar ailleurs, certains aspects de

l'coulement des eaux de percolation et de la prise en compte d'une crue de rfrence sont introduits.

es deux aspects ont des incidences sur plusieurs des activits recenses ci-dessus.

Digues de retenue Les matriaux et les mthodes de construction emplo(s pour construire une

digue peuvent %tre trs variables en fonction des besoins particuliers du site, de la disponibilit des

matriaux ainsi ue des politiues de financement et d'exploitation de l'installation dans son ensemble.

/n rgle gnrale, une digue de retenue se compose de trois parties &

0. une partie amont ui est capable de retenir les rsidus sans pntration ou rosion excessive par les

rsidus proprement dits par exemple du sable compact1. une partie intermdiaire, ou coeur, ui laisse passer les eaux de percolation travers la structure de

manire contr)le et ne peut ni s'effondrer ni %tre bouche par des fines roche ou pierre filtre

concasse et

2. une partie aval ui assure la solidit et la stabilit du pied et ui va rester "sche" en toutes

circonstances par exemple du sable compact haute densit. 3ans certains cas, il peut %tre

ncessaire d'incorporer des membranes artificielles toiles filtrantes entre les principales parties de la

structure, en cas de risue de forte percolation et de dplacement des fines.

Les digues se classent selon les t(pes suivants &

% digues impermables retenue d'eau digue classiue digue classiue construite par tapes

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digue classiue construite par tapes avec *one amont de faible permabilit.% digues permables digue avec coeur de faible permabilit constitu de rsidus digue avec rsidus au sein de la structure construction par la mthode ascendante avec plage ou paddock.

es diffrents t(pes sont dcrits de manire succincte ci-aprs. 4n notera ue le terme "plage"

emplo( dans le contexte de la gestion des rsidus boueux en bassin dsigne la *one de rsidus

engendre par la fraction solide dcante des rsidus boueux d'un bassin ui n'est pas recouverte d'eau

gravitaire et ui se situe entre le bord de l'eau gravitaire et le sommet de la digue. Le but de cette plage

est d'tablir une *one de rsidus "secs" contre la face amont des digues de retenue, pour deux raisons

importantes &

0. pour emp%cher l'eau d'attendre le sommet de la digue, ce ui pourrait provouer l'rosion de la face

interne ou, ce ui est plus grave, conduire des fuites excessives travers la digue ui risueraient

d'entra5ner un phnomne de "renard" piping voire la rupture ou l'effondrement de la structure 6

1. pour permettre une sparation "naturelle" entre les particules grossires et les particules plus fines

des rsidus. Lorsue les rsidus sont dverss l'intrieur d'une digue par suspension dans l'eau c'est

le cas le plus fruent, les particules de plus grande dimension ont tendance se dcanter plus

rapidement. !u fur et mesure u'elles s'asschent et se consolident, leur densit va gnralementaugmenter au fil du temps, contribuant ainsi stabiliser la structure dans son ensemble.

La photo ci-aprs montre l'exemple d'une plage situe au niveau d'un bassin de boues rouges dans une

raffinerie d'alumine. La face amont et le sommet de la digue apparaissent dans la partie gauche et l'eau

gravitaire dans la partie droite. La partie en rouge situe au milieu constitue la "plage".

%limination de l'eau gra*itaire Eendant toute la dure d'amnagement de laretenue, l'obAecti! est gnralement de maintenir le bassin d'eau gravitaire unniveau aussi bas que possible comme moyen de gestion du risque. l convienttoute!ois de mettre cet obAecti! en balance avec d'autres !acteurs, par exemple le!ait que les rsidus mettent un certain temps se dcanter dans le bassin. Earailleurs, dans certains cas, l'eau doit rester pendant un certain temps l'intrieur

de la digue a;n de permettre la dgradation des produits cimiques industriels.Fne saturation en eau des rsidus peut galement s'avrer ncessaire pourviter la !ormation de poussires. L'utilisation d'un bassin de clari;cation peutBtre un bon compromis, entre la ncessit de maintenir le bassin un niveau baset les exigences contradictoires de laisser une certaine quantit d'eau dans lebassin. #e systme permet la dcantation des sclamms ;ns et la dgradationdes produits cimiques industriels, tout en conservant un niveau minimum laauteur d'eau l'intrieur de cette mBme digue qui contient les rsidusdcants. La condition essentielle pour assurer une limination correcte de l'eauest la prsence d'un dispositi! de sortie dont le niveau efecti! puisse Btre rgl au

!ur et mesure de la monte du niveau de la retenue, ou d'une pompe capablede remplir la mBme !onction. L'eau vacue est renvoye l'usine de traitementdu minerai et+ou, gnralement aprs traitement, dverse dans les cours d'eaunaturels. La structure de sortie, qu'on appelle plus gnralement Gsystme dedcantationG, se compose gnralement de deux lments $

% une conduite pour aceminer l'eau vacue au-del de la digue.

La prise d'eau peut se prsenter sous la !orme d'une tour verticale, ou d'uncouloir inclin gnralement ancr dans le sol naturel, &anc de coteau de laretenue et par!ois situ sur la !ace amont de la digue. Les ;gures ci-aprsmontrent les trois principales possibilits $

% tour de dcantation

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% couloir de dcantation

% produit de dcantation pomp.

/n gnral, lors de l'laboration d'une politiue de gestion des rsidus, les modes de dfaillancesuivants sont pris en compte &

% les dversements sur les digues

l'instabilit

l erosion interne

"e;nition de base

&our +eaucou de ays$ l,industrie mini-re constitue

un +onne art de leur &/0

1es mines eloitent di*ers tyes de gisements

mais laissent en fn de rocds d,imortantes

quantits de re3ets solides et liquides0

ne mine doit grer ses re3ets sur le site m5me0

1a +onne gestion de l,eau en surace est essentielle0

tente de minimiser son utilisation et de la rutiliser

autant que ossi+le0

l aut traiter l,eau ! l,e7uent fnal$ si elle ne resecte

as les crit-res en*ironnementau.

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1es re3ets de concentrateur : 8a+ituellement

transorts sous orme de ule 3usqu'au +assin

d'entreosage0

ls sont dans un tat l9c8e et ortement satur0 seconsolident lentement en raison du mode de mise

en lace$ de sa teneur en eau initiale et de sa

ai+le conducti*it 8ydraulique0 eut entraner

des ro+l-mes de sta+ilit 8ysique0

;out comme our les striles$ il eut y a*oir des

ro+l-mes de D.

Les dchets solides gnrs par les activits d+extraction et de concentration ncessitent une

gestion long terme des dcennies ou des sicles. 3es techniues ont t labores en vue

d+isoler de manire s7re ces dchets de l+environnement. es techniues adhrent aux m%mes

principes ue ceux applius

3e manire trs gnrale, les risues environnementaux potentiels associs la gestion des

striles surviennent lorsue la roche est retire des *ones o8 elle tait auparavant isole de la

dsagrgation, et principalement des processus biologiues. Les striles sont casss et la

surface ractive augmente lorsu+ils sont placs dans un environnement de mtorisation

active. ela augmente les taux de dsagrgation et de re9et de substances dangereuses parexemple, l+arsenic et le nickel et de substances nuclaires par exemple, l+uranium et le

radium dans le milieu environnant.

Les exploitants doivent classer et sparer la roche extraite d+une mine afin ue la : roche

inerte ;, ui ne reprsente pas un danger pour l+environnement, soit spare des : striles ;,

ui renferment des matires radioactives ou dangereuses ou ui pourraient gnrer un acide.

ette sparation rduit le volume de striles ui doit %tre gr et permet l+utilisation des

roches inertes d+autres fins, notamment pour la construction de routes en gravier. Les

striles doivent %tre anal(ss et caractriss en vue d+laborer des mthodes de gestion et de

contr)le appropris, court et long terme, ui tiennent compte de ces caractristiues.

Les rsidus doivent %tre isols de l+environnement pendant une longue priode dans desinstallations de gestion des dchets spcifiuement conues ui utilisent des barrires

naturelles et ou artificielles entre les rsidus et l+environnement. L+ob9ectif consiste rduire

au minimum la ncessit d+une gestion active continue p. ex., le traitement de l+eau et d+un

entretien p. ex., les digues ui sparent les rsidus des plans d+eau naturels. 3ans certains

cas, le stockage des rsidus consolids et chimiuement stabiliss sous l+eau peut s+avrer

l+option prfre,

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LHindustrie minire est trs importante au #anada. #ette activit entraIne

invitablement la !ormation de rsidus quHil est ncessaire dHentreposer dans dessites

scuritaires. Les sites dHentreposage sont trs souvent ceinturs par des diguesde

rtention.

Les parcs rsidus miniers sont ceinturs par des digues de rtention *Jubertinet

al., 3113. Fne digue ou un barrage est un ouvrage linaire servant protgerdes Dones

naturellement inondables *Kaucard et riaux, 3114. lles sont utilises dansdes

contextes ncessitant une retenue dHeau, que ce soit pour de lHeau potable*barrage de

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araton, Marastatis et al., 3113 ou pour la production dHydrolectricit*Kle)ser et

uslimov, ?1O Pydro-Qubec, 311, lHagriculture, la protection contre les

inondations, la protection de sites istoriques, la pisciculture et le stoc)age dHeau

pour

lutter contre les incendies entre autres *7ouvernement du Qubec, ???. Lesdigues sont

galement utilises pour prvenir dHventuelles crues de rivires *Kaucard etriaux,

3114. LHactivit minire ncessite aussi lHutilisation de digues *Jssociationinire du

#anada, ??/O Jubertin et al., 3113O Ran Nie)er) et RilAoen, 311: pour empBcerle

dversement dans la nature des rsidus miniers produits lors de lHexploitationdHune mine.

l existe deux types de digues$ les digues en enrocement qui sont

principalement constitues de roces *au moins :19 du volume total delHouvrage

verses en vrac ou compactes et 3 les digues en terre dont la partie principalese

compose surtout de terre, de gravier, de limon, de sable et dHargile. #e type dedigue est

gnralement constitu des Dones suivantes$ le coeur, un *ou plusieurs ;ltres, etle

support. Les membranes gotextiles se situent le plus souvent autour du coeurde la digue

*Kigure ..

ntroduction :

n site minier est un site dans lequel les minrau ayant une *aleurcommerciale

sont etraits. 1es mati-res rsiduelles gnres ar l,eloitation d,untel site sont

entreoses dans des aires de stoc?age. 1orsqu,il s,agit du strileminier$ les rsidus sont

stoc?s sous orme concasse dans des 8aldes. 1orsqu,il s,agit du re3etd,un

concentrateur$ les rsidus sont stoc?s sous orme +roye. 1,aire o@ cesrsidus sont

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entreoss est ceinture ar des digues0 on arle alors de arc !rsidus miniers =Au+ertin

et al.$ 22>.

1a *ie d,une mine comorte rincialement deu 8ases interBrelies

qui sont la

8ase orationnelle et la 8ase ostBermeture. ;out au long de la8ase orationnelle$

la comagnie mini-re qui eloite le site est resonsa+le del,en*ironnement au

alentours du site. .