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Innovative technology for Geomechanical and Geophysical Stability Analysis in Tailings Dams

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Une nouvelle technologie permet d’éviter les ruptures des digues à stériles miniers

Une entreprise technologique italienne a mis au point un outil automatisé qui fournit des données très précises sur les sols, une fonctionnalité qui le rend particulièrement utile pour évaluer la stabilité d’une digue à stériles miniers.

Technologies industrielles

Les stériles ou résidus miniers subsistant après avoir séparé le produit souhaité d’un minerai, représentent un défi important pour l’environnement, ainsi que pour la santé et la sécurité des personnes. Ces stériles s’avèrent non seulement très toxiques en cas de rejet, mais ils peuvent également être à l’origine d’érosion ou de la formation de dolines et contaminer les eaux souterraines ainsi que le sol. Les stériles sont généralement stockés à l’intérieur d’un remblai de terre appelé digue à stériles, qui peut atteindre une hauteur considérable (parfois plus de 60 m). Ces digues ont toutefois la réputation d’être instables, aussi bien pendant l’exploitation minière qu’après le démantèlement du réservoir de résidus. À vrai dire, plus de 30 défaillances de digues à stériles ont été enregistrées entre 2000 et 2015, causant des décès et des dommages catastrophiques à l’environnement. Pour éviter les défaillances de ce type, il est essentiel de s’assurer que la digue est stable. Pour y parvenir, Studio Prof Marchetti, une entreprise technologique italienne, a mis au point Medusa DMT, un nouvel outil automatisé qui fournit des données très précises sur les sols, servant à évaluer la stabilité d’une digue à stériles. «En fournissant des paramètres géomécaniques et géophysiques très précis, Medusa DMT aide à éviter la rupture des digues», déclare Alessandra Saccomandi, coordinatrice du projet MEDUSA, soutenu par l’UE, et partenaire de Studio Prof Marchetti. Aujourd’hui, grâce au soutien du financement de l’UE, la solution Medusa DMT se trouve encore plus près de la phase de commercialisation.

Faire progresser la norme industrielle

Depuis plus de 40 ans, le l’essai au dilatomètre plat (DMT) fait office de norme industrielle pour tester et caractériser la stabilité des sols. Basé sur des mesures de pression-déplacement, le DMT est un test de déformation in situ. Cela signifie que ses résultats sont plus étroitement liés à la rigidité du sol que ceux obtenus à partir d’essais de pénétrabilité au cône, qui consistent essentiellement à tester le sol à la limite de la rupture et qui sont donc strictement liés à la résistance du sol. D’autre part, le module opérationnel estimé à partir du DMT donne des prévisions très précises des tassements et des déplacements, qui déterminent la conception géotechnique. «Le DMT fournit des informations sur l’historique des contraintes, ce qui a une influence majeure sur le comportement du sol», explique Diego Marchetti, propriétaire de Studio Prof Marchetti. «Il est fondamental de connaître cet historique des contraintes pour obtenir des prédictions réalistes sur les tassements et la résistance à la liquéfaction.» Medusa DMT améliore le dilatomètre standard en le combinant avec une automatisation hydraulique et un système de mesure, ce qui aboutit à une nouvelle solution permettant d’effectuer des tests DMT de manière autonome sans avoir besoin d’un opérateur formé. En outre, ce dilatomètre entièrement automatisé fournit des mesures répétables, permettant ainsi de procéder à des mesures supplémentaires, ce qui n’était pas possible avec un équipement pneumatique classique. «Medusa DMT est un dilatomètre à plaque plate innovant qui permet d’effectuer des mesures rapides, précises, simples et économiques des paramètres les plus pertinents utilisés dans l’analyse de la stabilité géomécanique et géophysique», explique Diego Marchetti. «Cela permet d’identifier plus facilement les problèmes de stabilité potentiels, d’envoyer des alertes et de prendre les mesures préventives nécessaires.»

Prêt à être commercialisé

Avec le soutien du financement de l’UE, Studio Prof Marchetti a pu tester la validité de Medusa DMT et prouver son efficacité. Après les essais réussis d’un prototype dans plusieurs exploitations minières européennes et sud-américaines, la société étudie actuellement la possibilité de produire l’appareil à grande échelle. «Du gain de simplicité en termes de fonctionnement à l’amélioration impressionnante de la précision, ces tests ont démontré les nombreux avantages escomptés de l’utilisation de Medusa DMT», ajoute Alessandra Saccomandi.

Mots‑clés

Medusa, digue à stériles, stériles miniers, matériaux résiduels, exploitation minière, essai au dilatomètre plat, DMT

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