Étude expérimentale de l'écoulement post-rupture d'une structure intégrale de la co-disposition totale des résidus miniers et roches stériles chimiquement non-réactifs

« RÉSUMÉ : Avec l’augmentation de la production minière, les quantités générées des résidus miniers et des roches stériles ne cessent de croître. Ces rejets doivent stockés en surface pour une durée indéterminée. La stabilité de des sites de stockage de ces rejets miniers consiste un enjeu important, particulièrement en ce qui concerne les digues de retenue des résidus miniers. Les parcs à résidus miniers conventionnelles présentent des risques de rupture tout au long de leur cycle de vie. En cas de rupture, les conséquences peuvent être catastrophiques, et peuvent entraîner la perte de vies humaines, la contamination du milieu environnant ainsi que des impacts importants en économie. L’exemple de rupture récent le plus connu est celui de Brumadinho (2019) au Brésil, où 12 millions de mètres cubes de résidus ont été relâchés dans l’environnement, causant la mort d’environ 270 personnes. Les résidus filtrés constituent une alternative récemment adoptée dans plusieurs mines. Bien que cette pratique aide à réduire les possibilités de rupture, le risque de rupture persiste, du fait que les résidus peuvent se re-saturer avec les pluies, la fonte des neiges, ou la remontée des nappes phréatique. L’instabilité des parcs à résidus miniers par liquéfaction n’est pas absolument impossible. L’incident survenu en 2025 à la mine Traumalina au Brésil, où les résidus ont parcouru près de 500 mètres, souligne la nécessité d’employer des solutions alternatives pour garantir la stabilité géotechnique de structures de stockage à court et à long terme. Les méthodes de gestion intégrée des rejets miniers sont prometteuses. Pour ce, la construction d’une structure intégrale de la co-déposition totale des résidus miniers et des roches stériles non réactifs (CtRS) est particulièrement intéressante. Les roches stériles, reconnues par leur bonne résistance mécanique et leur conductivité hydraulique élevée, peuvent être utilisées pour construire des cellules afin de recevoir les résidus miniers conventionnels. Le drainage (horizontal et vertical) et la consolidation des résidus peuvent être accélérés. Les résidus miniers des couches inférieures peuvent devenir plus denses avec l’ajout des couches supérieures de roches stériles. La structure intégrale de CtRS est donc plus stable à court et à long terme. En cas de rupture, si la structure intégrale est bien conçue, les roches stériles et les résidus peuvent se mélanger, évitant de s’écouler comme une inondation. Cependant, aucune étude n’a été publiée dans la littérature pour caractériser l’écoulement des matériaux à la suite de la rupture d’une structure intégrale de CtRS.»