At02 diguesma pente

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  • 1. STABILIT GOTECHNIQUE DES OUVRAGES DE RETENUE POUR LES RSIDUS MINIERS: PROBLMES PERSISTANTS ET MTHODES DE CONTRLE Michel Aubertin1,2,* , Mamert Mbonimpa1,2, Darcy Jolette1, Bruno Bussire2,3, Robert Chapuis1, Michael James1, Olivier Riffon1 1 cole Polytechnique de Montral, Montral, Qubec 2 Chaire industrielle CRSNG Polytechnique-UQAT, Environnement et gestion des rejets miniers 3 Universit du Qubec en Abitibi-Tmiscamingue, Rouyn-Noranda, Qubec * Auteur pour la correspondance (michel.aubertin@polymtl.ca)RSUMLes digues de retenue de rsidus miniers devraient tre conues de faon supporter les chargesles plus dfavorables qui puissent tre anticipes. Les nombreux incidents survenus au cours desdernires annes travers le monde montrent toutefois que la stabilit de ces ouvrages resteencore problmatique. Les cas de rupture les plus courants sont relis aux glissements le long despentes, la liqufaction des rejets, au dbordement des bassins, ainsi qu lrosion rgressive etde surface. Aprs avoir rappel la nature et limportance des certains incidents rcents, loriginede ces problmes est brivement prsente. On aborde ensuite le lien entre les critres adopterpour la conception des ouvrages et les risques associs leur rupture. De nouvelles avenues pouraider contrler certains problmes sont enfin discutes, en mettant lemphase sur la co-disposition des roches striles dans le parc rsidus miniers.ABSTRACTTailings dams should be designed to support the most unfavourable loads that can be anticipated.However, the many incidents which occurred during the last few years throughout the worldshow that the stability of these retaining structures remains problematic. The most common casesof failure are caused by slips along the slopes, loose tailings liquefaction, overflow of ponds, andby regressive and surface erosion. After having recalled the nature and importance of some recentincidents, the origin of these problems is briefly mentioned. Then, the relationship that existsbetween the design criteria and the risks associated with dam failure is also presented. Newalternatives to help control these problems are finally discussed, with an emphasis on the co-disposal of waste rocks in tailings impoundments. 1
  • 2. 1. INTRODUCTION une poque encore rcente, la rupture occasionnelle dune digue de retenue de rsidus minierstait considre comme un des risques incontournables, malheureux mais acceptables, dcoulantdes activits minires (Glos, 1999). Ce nest certainement plus le cas de nos jours. Un certainnombre dincidents rcents sont dailleurs devenus des vnements trs mdiatiss, ayant attirlattention du public, des organismes rglementaires, des associations professionnelles et delindustrie minire en gnral. Les proccupations croissantes cet gard sont justifies car larupture dune digue peut engendrer des consquences graves pour la scurit des personnes et desinfrastructures. Les instabilits majeures reprsentent galement des situations critiques dunpoint de vue lgal et conomique, et elles sont susceptibles de causer des torts considrables lenvironnement. En outre, il ne faut pas non plus minimiser les effets ngatifs que de telsvnements peuvent avoir sur limage de lentreprise et de lindustrie minire en gnral, et sur ladisponibilit des fonds requis pour les oprations auprs des organismes financiers. Mais malgrces retombes ngatives, on a relev au cours des dernires annes, plusieurs incidents, un peupartout dans le monde, impliquant une instabilit des ouvrages de retenue des rsidus miniers.Plusieurs de ces vnements sont dailleurs documents dans la littrature spcialise (e.g. Vick,1996, 1997; Haile, 1997; Blight, 1997; Davies et Lighthall, 2001; Hoskins, 2001; CIGB 2001;Strachan, 2002; Fahey et al., 2002), tout comme dans les mdia grand public (voir par exemplelarticle paru dans le Globe and Mail en mai 1998).La persistance de ces problmes de nature gotechnique est assez surprenante puisque les rtro-analyses des vnements antrieurs dmontrent clairement que presque tous les cas peuvent treexpliqus par des principes classiques bien connus dans le domaine. Une applicationsystmatique des connaissances appropries aurait alors suffit pour prvenir la majorit desincidents observs (Davies, 2002).Plusieurs organismes, tel lassociation canadienne des barrages (Canadian Dam Association;CDA, 1999), ont rcemment propos des approches et des critres de conception pour aider assurer la stabilit des digues et barrages. Lassociation minire du Canada (Mining Associationof Canada; MAC, 1998, 2002) a aussi prsent des recommandations relatives la scurit desouvrages de retenue pour les rsidus miniers et la gestion des rejets tout au long de leur cyclede vie (voir aussi Poirier, 2002, cette confrence). Des directives analogues existent galementdans plusieurs autres pays (e.g. DME, 1999; Ranasooriya, 2001). Certaines recommandationssont aussi proposes par des entreprises prives (e.g. WMC 2001) et par des organismesinternationaux comme la commission internationale des grand barrages (CIGB-ICOLD). Onobserve ainsi une tendance claire, au niveau mondial, qui vise une certaine standardisation despratiques de gestion, des mthodes danalyse et des critres de conception employs pour ladisposition des rejets miniers. Il est loin dtre certain cependant que ces mesures permettront derduire la frquence des incidents malheureux. La solution ces problmes passe dabord par unebonne connaissance de leur origine et par une application systmatique des mthodes pour lesprvenir. 2
  • 3. Au Qubec, o lon dnombre 144 digues de retenue de rsidus miniers (dont plus de la moitiont une hauteur suprieure 12 m) et 42 digues pour les bassins deaux de mine et de polissage(Marcotte, 2001), une nouvelle lgislation sur la scurit des barrages est ltude. Celle-ci faitsuite aux recommandations de la Commission Nicolet (1997) qui a relev la rupture de 3 barrageset digues survenus dans le rgion du Saguenay durant les inondations de juillet 1996. Cettelgislation pourrait avoir des effets sur les pratiques de conception et de construction desouvrages de retenue pour les rejets miniers.Dans cet article, les auteurs rappellent dabord quelques faits relatifs aux incidents recenss cesdernires annes. On prsente ensuite certains points particuliers qui doivent faire lobjet duneanalyse spcifique pour tablir les conditions de stabilit des ouvrages. Quelques critres destabilit applicables aux situations usuelles sont ensuite introduits. Enfin, on propose uneapproche visant mieux contrler les problmes dinstabilit partir dune co-disposition desroches striles dans le parc rsidus.2. NATURE DES PROBLMES OBSERVSMalgr ltat avanc des connaissances sur le comportement hydro-mcanique des matriauxmeubles, sur les saines pratiques oprationnelles des parcs rsidus miniers et sur les mthodesdauscultation des ouvrages, la stabilit physique des digues de retenue des rejets deconcentrateur demeure un problme significatif pour lindustrie minire. Comme il existerait plusde 3500 ouvrages de ce type travers le monde (Davies et Lighthall, 2001), il est utile davoirrecours aux bases de donnes et aux analyses statistiques disponibles afin dvaluer les causestypiques des incidents (ruptures et autres incidents) documents. Il faut nanmoins mentionner icique linventaire reste incomplet car les cas de rupture nont pas tous t recenss et laccs linformation nest pas toujours facile (selon les pays). Pour se faire une bonne ide de la naturedes problmes rpertoris, on peut consulter les rapports compils par le US Commitee onLarge Dams (USCOLD, 1994), par le Programme des Nations Unies sur lEnvironnement(UNEP, 1996), et par la CIGB (2001). Une analyse de ces donnes effectue par WISE UraniumProject indique quil y a eu au moins 77 ruptures majeures survenues depuis 1960, dont 24 auxUSA, 8 au Chili, 6 aux Philippines et en Grande Bretagne, et plusieurs autres en Bulgarie, auProu, en Chine, en Espagne, en Afrique du Sud, en Roumanie, au Canada, en Italie, au Brsil, auJapon et ailleurs. (voir site http://www.antenna.nl/wise-database/uranium/mdaf.html.) titreindicatif, le tableau 1 dcrit sommairement 17 vnements majeurs survenus au cours de ladernire dcennie.Il ressort de ces cas documents que la stabilit des digues peut tre compromise par troisgrandes classes de mcanismes de rupture (CIGB, 1996a), soient : linstabilit des fondations oudu corps des digues, leffet dvnements extrmes (crues, sismes, ouragans), et le rsultat de ladgradation des proprits et des ouvrages (rosion par leau et le vent, effet du gel et de la glace,altration des matriaux, endommagement d aux animaux et la vgtation). 3
  • 4. Tableau 1. Exemples de cas de rupture majeure survenus au cours des 10 dernires annes(informations tires du site http://www.antenna.nl/wise-database/uranium/mdaf.html et des autresrfrences cites dans le texte).Date Endroit Type dincident et impact22 juin 01 Sebastio das Rupture de digue; transport de rsidus sur plus de 6km; au moins 2 guas Claras, victimes, et 3 mineurs disparus. Minas Gerais, Brsil18 oct. 00 Nandan county, Rupture de digue; au moins 15 morts et 100 disparus; plus de 100 province de