Ces dernières années, des experts de l’industrie et du milieu universitaire ont soulevé des préoccupations quant aux risques potentiels pour la stabilité et la performance physique des parcs à résidus (TSF) pouvant découler, ou être accentués, par des processus géochimiques se produisant au fil du temps dans les résidus, les matériaux de construction et de fondation, ainsi que dans les ouvrages de drainage. Ces processus géochimiques sont généralement bien compris; toutefois, la manière dont ils entraînent des changements physiques et l’importance géotechnique de ces changements sont moins bien établies. Bien que certains processus géochimiques puissent contribuer aux risques de stabilité, peu de recherches publiées et seulement quelques études de cas démontrent un lien direct entre ces processus et des défaillances de parcs à résidus.
Pour combler cette lacune, SRK Consulting (Canada) Inc. a été mandatée par le Réseau international pour la prévention de l’acidification (INAP) et le programme Mine Environment Neutral Drainage (MEND) afin d’élaborer un rapport technique axé sur l’industrie résumant les principaux processus géochimiques à considérer dans l’évaluation des risques potentiels liés à la stabilité des ouvrages de retenue. Le projet comprenait deux phases :
• Phase 1 : Élaborer les bases d’un rapport axé sur l’industrie qui définit et présente les processus géochimiques observés ou documentés pouvant influencer la performance prévue d’un TSF au cours de sa durée de service.
• Phase 2 : Évaluer la plausibilité de ces risques en développant un outil d’évaluation préliminaire permettant d’identifier les facteurs clés influençant la vulnérabilité d’une installation aux risques de stabilité induits par des processus géochimiques.
Le présent rapport résume les travaux réalisés dans le cadre de la Phase 1 et fournit la base technique nécessaire pour faire progresser la Phase 2. La Phase 1 comprenait une revue de littérature mise à jour et approfondie sur les processus géochimiques et leurs effets sur les caractéristiques physiques des matériaux, ainsi qu’un modèle conceptuel géochimique actualisé décrivant comment ces changements physiques peuvent se produire dans une installation de résidus. La base technique de la Phase 2 a été renforcée par le développement d’un cadre d’évaluation des aléas pour l’un des changements physiques induits géochimiquement.
La revue de littérature a permis d’identifier trois processus géochimiques principaux et onze changements physiques qui en découlent. Les résultats sont présentés sous forme de tableaux comprenant une description, l’importance géotechnique potentielle, des exemples, ainsi que les facteurs ou conditions pouvant accroître la plausibilité, l’importance ou l’échelle de temps de chaque changement physique. Les modèles conceptuels géochimiques illustrent les occurrences potentielles de ces changements physiques dans divers types de TSF en fonction de leurs conceptions et conditions environnementales.
Le cadre d’évaluation des aléas fournit une base pour évaluer la plausibilité que des processus géochimiques augmentent la probabilité de défaillance d’un TSF et démontre que cette approche pourrait être utilisée pour développer un outil d’évaluation préliminaire des risques.
Les principales conclusions sont les suivantes :
• Certains types de minéraux et de roches sont plus sensibles à l’altération que d’autres. Les minéraux sensibles comprennent les halogénures, certains sulfates, les minéraux ultramafiques, les sulfures et certains produits d’altération hydrothermale susceptibles de s’hydrater après exposition. Les roches sensibles contiennent généralement un ou plusieurs de ces minéraux.
• De nombreuses études de cas démontrent des changements physiques résultant de processus géochimiques. Elles montrent comment ces changements physiques peuvent être associés à des modifications de propriétés géotechniques telles que la perméabilité, la résistance au cisaillement ou la compressibilité.
• Peu d’études de cas identifient les processus géochimiques ou les changements physiques évolutifs comme cause unique d’instabilité physique.
• Beaucoup de ces processus évoluent sur de longues périodes — décennies à siècles — selon les conditions du site, les matériaux et le climat. Cette perspective à long terme est essentielle pour comprendre leurs effets potentiels sur la performance post-fermeture, même si les risques sont limités pendant l’exploitation active.
• L’influence et l’importance d’un changement physique dépendent des caractéristiques de l’installation et de l’emplacement dans lequel il se produit.
• Établir des corrélations directes entre tous les changements physiques et des modes de défaillance particuliers ne tient pas compte des nuances liées aux probabilités conditionnelles, à la vraisemblance et à la vulnérabilité de l’installation, telles que discutées à la section 4.2.
• Une probabilité accrue de changements induits par des processus géochimiques est liée à une augmentation de l’incertitude quant aux propriétés des matériaux. Toutes choses étant égales par ailleurs, cette incertitude accrue entraîne une probabilité plus élevée de défaillance. Bien que la vraisemblance et les conséquences des changements physiques associés à des défaillances géotechniques n’aient pas été quantifiées à cette étape, SRK a élaboré un cadre qui pourrait être utilisé à cette fin dans une deuxième phase de travail.
Dans l’ensemble, ce travail vise à aider les praticiens à comprendre, définir et communiquer les changements géochimiques observés ou documentés dans les propriétés des matériaux susceptibles d’entraîner des risques pour la performance des parcs à résidus. Il contribue à renforcer la compréhension commune entre géochimistes et ingénieurs géotechniciens travaillant à la conception, à l’exploitation et à la fermeture des installations de résidus, afin de promouvoir des pratiques de gestion des résidus plus sûres et plus durables.
