Élaboration et implémentation d'un protocole de laboratoire pour l'étude du potentiel de liquéfaction de résidus miniers

RÉSUMÉ Dans le cadre de l'exploitation minière, différents types de rejets solides sont produits dont les parties les plus importantes se composent des roches stériles et des rejets de concentrateur (résidus miniers). Ces derniers présentent une granulométrie fine et sont entreposés dans des parcs à résidus miniers sous la forme d'une pulpe. En cas de sollicitations cycliques (telles celles engendrées lors d'un séisme), ce type de rejets est particulièrement susceptible à la liquéfaction. Dans ce cas, il peut y avoir des risques conséquents pour les éléments de retenue du parc à résidus (pouvant eux même être édifiés avec des résidus) et donc, pour l'environnement et les populations avoisinantes. Les résidus de mine en roches dures, telles que celles que l'on rencontre en Abitibi, possèdent des propriétés qui les rendent susceptibles à la liquéfaction. La saturation complète, le faible indice de densité, l'abondance des particules silteuse et l'absence de cohésion en sont les principales. En raison de la saturation et du caractère lâche et contractant de ces résidus, les sollicitations dynamiques peuvent engendrer une augmentation des pressions interstitielles conduisant à une diminution des contraintes effectives. Cette diminution des contraintes effectives peut alors conduire à la liquéfaction (associée à une baisse de rigidité et de résistance)du matériau ce qui tend à augmenter les contraintes appliquées sur les digues, ceci pouvant conduire à leur rupture. Dans le cadre de cette problématique, il est nécessaire de pouvoir déterminer le potentiel de liquéfaction des résidus à partir de différents essais. Cette recherche vise à élaborer et implémenter un protocole de laboratoire, basé sur des essais en cellule triaxiale, permettant la caractérisation du comportement des résidus sous chargement cyclique. Le protocole inclut une méthode de préparation des échantillons avec une saturation complète du matériau, tout en évitant l'application d'une contrepression qui peut avoir une influence sur la résistance cyclique des résidus. Le programme expérimental comporte un total de 8 essais quasi-statiques et 17 essais cycliques sur un sable fin en provenance des carrières Demers (Terrebonne, Québec) et sur des résidus miniers Osisko (Malartic, Abitibi, Québec).