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7/26/2019 digue (Enregistr automatiquement)

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La conception et la construction de digues de parcs de rsidus miniers avolu dans le monde au cours des cent dernires annes. En Colombie-Britannique, des progrs majeurs ont eu lieu depuis les annes 19!"slorsque les tec#niques dveloppes pour l"ingnierie des barrages enterre ont t appliques $ leur construction. %epuis ce temps, les

tec#nologies et les mt#odes de conception de digues de rsidusminiers ont continu $ progresser dans l"industrie. Cependant, enparallle avec ces progrs, les complications se sont multiplies en&onction de divers &acteurs, incluant' une attention plus marque pourla protection environnementale et la durabilit $ long terme(l"augmentation du volume des e)ploitations minires et la variabilitaccrue des caractristiques des rsidus miniers( les conditionsp#*siograp#iques, environnementales et sociales qui a+ectent ledveloppement des oprations minires. Cet article prsentera un#istorique des approc#es de conception et de construction des diguesde parcs $ rsidus miniers, avec une emp#ase sur la Colombie-

Britannique, mais aussi avec des e)emples tirs de la pratiqueinternationale. Les enqutes sur les circonstances menant $ la rupturede la digue $ la mine ont olle* ont mis en vidence la variabilit despratiques de conception, de construction et d"opration des parcs $rsidus. L"innovation continue et le respect des bonnes pratiques sontrequis pour rduire les risques pour le public et l"environnement. Laconnaissance et l"application des eilleures tec#nologies disponibles/0% et des eilleurs pratiques disponibles /% ne sont passu2samment rpandues dans l"industrie, et celles-ci sont souvent malappliques. Cet article dcrira l"tat de la pratique pour la conceptiondes digues ainsi que les 0% pour la gestion des rsidus miniers.

3esidus miniers

4estion des

3sistance 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! de

rsistance 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

5utres 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


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% la teneur en umidit

% la permabilit. n !onction de leur conductivit ydraulique ou de leurcoe(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.6.7.6 %igues de retenue

6.7.6 %igues 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.

8igure 6.6 ' C*cle de leau dune digue modi:e par rapport $ ;11, E5,199/, #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 longue

priode au !ur et mesure qu'ils sont


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produits par l'usine de traitement du minerai et ensuite pour une dureindtermine, moins qu'ils ne soient rcuprs pour d'autres traitements. LedpCt 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 Btrerutilis, stoc) dans un bassin de retenue pour une utilisation ultrieure ou pour

Btre 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.

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.


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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 compact

1. 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 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 plageest 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 gnralement

augmenter 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'eaugravitaire dans la partie droite. La partie en rouge situe au milieu constitue la "plage".

Elimination de leau gravitaire 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'intrieurde la digue a;n de permettre la dgradation des produits cimiques industriels.Fne saturation en eau des rsidus peut galement s'avrer ncessaire pour

viter 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 bas


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et 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'eau

est 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-aprs

montrent les trois principales possibilits $

% tour de dcantation

% couloir de dcantation

% produit de dcantation pomp.

/n gnral, lors de l'laboration d'une politiue de gestion des rsidus, les modes de dfaillance

suivants sont pris en compte &

% les dversements sur les digues

l'instabilit

l erosion interne


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"e;nition de base

our beaucoup de pa*s, l"industrie minire constitue

un bonne part de leur >B(

Les mines e)ploitent divers t*pes de gisementsmais laissent en :n de procds d"importantes

quantits de rejets solides et liquides(

?ne mine doit grer ses rejets sur le site mme(

La bonne gestion de l"eau en sur&ace est essentielle(

tente de minimiser son utilisation et de la rutiliser

autant que possible(

>l &aut traiter l"eau $ l"e@uent :nal, si elle ne respecte

pas les critres environnementau).

Les rejets de concentrateur ' #abituellement

transports sous &orme de pulpe jusquau bassin

dentreposage(

>ls sont dans un tat lAc#e et &ortement satur( se

consolident lentement en raison du mode de mise

en place, de sa teneur en eau initiale et de sa

&aible conductivit #*draulique( peut entraner

des problmes de stabilit p#*sique(

0out comme pour les striles, il peut * avoir des

problmes de %5 avec ce t*pe de rejet /selon

minralogie.

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 par

exemple, l+arsenic et le nickel et de substances nuclaires par exemple, l+uranium et leradium dans le milieu environnant.


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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 des

installations 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,

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 digues

de


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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

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 dHeaupour

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

galement utilises pour prvenir dHventuelles crues de rivires *Kaucard et

riaux,

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


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*Kigure ..

>ntroduction '

?n site minier est un site dans lequel les minrau) a*ant une valeurcommerciale

sont e)traits. Les matires rsiduelles gnres par l"e)ploitation d"untel site sont

entreposes dans des aires de stocage. Lorsqu"il s"agit du strileminier, les rsidus sont

stocs sous &orme concasse dans des #aldes. Lorsqu"il s"agit du rejetd"un

concentrateur, les rsidus sont stocs sous &orme bro*e. L"aire oD cesrsidus sont

entreposs est ceinture par des digues( on parle alors de parc $rsidus miniers /5ubertin

et al., 6!!6.

La vie d"une mine comporte principalement deu) p#ases inter-reliesqui sont la

p#ase oprationnelle et la p#ase post-&ermeture. 0out au long de lap#ase oprationnelle,

la compagnie minire qui e)ploite le site est responsable de

l"environnement au)alentours du site. ais cette responsabilit environnementale nes"arrte pas aprs la

&ermeture de la mine. En e+et, la compagnie doit remettre le site minieren bon tat et

restaurer les aires d"entreposages des rejets, dont les parcs $ rsidusminiers /5ssociation

inire du Canada, 199( 5ubertin et al., 6!!6. Ce dernier point est engnral respect,

comme par e)emple dans le cas du site East-Fullivan, prs de Gal d"Hr,ou encore le

projet Iermess Jort#, en Colombie Britannique /Lapointe, 6!!. ais ilreste encore

des sites de stocages non restaurs, comme par e)emple les minesorp#elines ou

abandonnes. >l en e)iste dans toutes les rgions minires du Canadamais leur nombre

n"est pas connu prcisment. >l est donc di2cile de se &aire une ide del"impact engendr


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sur l"environnement />JH5, 6!!7.

%e nos jours, les compagnies minires et les institutions concernes parles parcs $

rsidus miniers &ont beaucoup d"e+orts pour que les parcs $ rsidus

miniers soient

construits dans le respect des lois, des politiques des di+rentescompagnies minires et

de l"environnement /5ssociation inire du Canada, 199( 3JC-F,6!!K.

LHFn de ces tecnique sont les digues de retenu, des ouvrage gotecniqueoriDontal centre en partie ou en totalit destin lHentreposage des rsidus.

#oncepte

Se actual design o! a tailings dam and impoundment occurs only a!ter te siteas been selected. PoTever,

te site selection and design are best considered to be a dynamic process. J

number o! design principles


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sould afect te site selection process as Tell as te determination o! teemban)ment type and te

impoundment con;guration. Sis section ;rst describes some o! tese!undamental design principles as Tell

as maAor design variables and site-speci;c !actors tat in&uence ultimate design.Js noted previously, te

maAor considerations in te design o! a tailings dam and impoundment arestability, cost, and environmental

per!ormance.

.1 Basic %esign Concepts

n general, tailings impoundments *and te emban)ments tat con;ne tem aredesigned using in!ormation

on tailings caracteristics, available construction materials, site speci;c !actors*suc as topograpy, geology,

ydrology and seismicity and costs, Tit dynamic interplay betTeen tese!actors in&uencing te location *or

siting and actual design o! te impoundment. =ecause Tater is a maAorcomponent in any tailings

impoundment system, principles o! ydrology *applied to &oT o! Tater trougand around te tailings

emban)ment dictate many o! te rules o! tailings impoundment design. ndeed,because impoundment and

dam stability are in large part a !unction o! te Tater level, tese principles are o!!undamental concern in te

design o! any tailings impoundment.

0*pes o& >mpoundments

Sere are tTo basic types o! structures used to retain tailings in impoundments,

te raised emban)ment and

te retention dam. =ecause raised emban)ments are muc more common tanretention dams, tey are

empasiDed in tis report. iter type o! structure, raised emban)ments orretention dams, can be used to

!orm diferent types or con;gurations o! tailings impoundments. Se !our maintypes o! impoundments

include te 8ing-"i)e, n-Eit, Upecially "ug Eit, and variations o! te Ralley design.Se design coice is


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primarily dependent upon natural topograpy, site conditions, and economic!actors. ost tailings dams in

operation today are a !orm o! te Ralley design. =ecause costs are o!ten directlyrelated to te amount o! ;ll

material used in te dam or emban)ment *i.e., its siDe, maAor savings can berealiDed by minimiDing te siDe

o! te dam and by maximiDing te use o! local materials, particularly te tailingstemselves.

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