Sélection des matériaux anti-infiltration pour les installations de stockage des résidus miniers
Un bassin de stockage de résidus miniers (BSRM) est un ouvrage de barrage dédié au stockage des résidus miniers — les fines particules issues du traitement des minéraux, qui contiennent encore des traces de composants utiles. Il ne s'agit pas d'un simple site d'enfouissement. C'est un système complexe et à haut risque, composé d'un barrage de retenue, d'une zone de retenue et de systèmes de drainage et de contrôle des infiltrations.
Risques potentiels liés aux installations de stockage des résidus miniers
Les installations de stockage de résidus miniers sont largement reconnues comme des sources de risques artificiels à haute énergie. Leurs risques se manifestent principalement sous les aspects suivants :
(1) Risque de rupture de barrage
Si le niveau de l'eau monte trop en raison de l'instabilité d'un barrage, de séismes ou de fortes pluies, une rupture de barrage peut se produire. D'importants volumes de boues de résidus miniers peuvent alors se transformer en coulées de débris extrêmement destructrices.
(2) Pollution due aux infiltrations et aux poussières
Les résidus miniers contiennent souvent des métaux lourds (comme le plomb, l'arsenic, le mercure et le cadmium) et des réactifs chimiques utilisés dans le traitement des minéraux (comme le cyanure, les acides et les bases). Ces substances peuvent s'infiltrer dans le sol et les eaux souterraines avec les eaux de pluie, provoquant une contamination. Cette pollution est étendue et extrêmement difficile à traiter.
De plus, lorsque les résidus miniers sèchent, les fines particules peuvent être soulevées par le vent, formant une pollution par la poussière qui affecte la qualité de l'air environnant.
L’aménagement et l’entretien à long terme des bassins de résidus miniers constituent une tâche complexe et systématique, nécessitant des matériaux et des solutions spécialisés. En matière de géosynthétiques, nous proposons quatre types de systèmes pour gérer les différents risques liés aux installations de stockage de résidus : un système de contrôle et d’étanchéité des infiltrations, un système de drainage et de collecte des eaux d’infiltration, un système de renforcement et un système de restauration écologique.
(Source de l'image : Google)
I. Système de contrôle et d'étanchéité des infiltrations
But: Empêcher les lixiviats nocifs de contaminer les sols et les eaux souterraines.
Matériaux utilisés :
- Géomembrane en PEHD (revêtement en polyéthylène haute densité) :
Il s'agit du matériau de base des systèmes de contrôle des infiltrations. Sa perméabilité extrêmement faible (≤ 10⁻¹² cm/s) forme une barrière fiable. Il est largement utilisé comme matériau de revêtement principal pour les fonds de bassins et les talus de barrages.
- GCL (Geosynthetic Clay Liner) :
Souvent utilisé avec des géomembranes en PEHD pour former un système à double revêtement, le GCL peut gonfler au contact de l'eau et offre une capacité d'auto-réparation en cas de dommages localisés, assurant ainsi une sécurité accrue.
- Géotextile non tissé :
Utilisées comme couches de protection au-dessus et en dessous des géomembranes en PEHD pour prévenir les perforations par des pierres pointues.
Méthode d'application :
Une fois les fondations du réservoir nivelées et traitées, une structure composite est installée : couche de protection géotextile + géomembrane primaire en PEHD + couche de protection géotextile. Ceci permet un contrôle complet des infiltrations.
(GCL de Zhonglong)
II. Système de drainage et de collecte des eaux d'infiltration
But: Il est essentiel de collecter et d'évacuer efficacement les eaux accumulées (eaux de surface) et les infiltrations internes du barrage. L'abaissement du niveau phréatique est primordial pour assurer la stabilité de l'ouvrage.
Matériaux utilisés :
- Filet de drainage composite tridimensionnel :
Doté d'une très haute transmissivité, il peut remplacer les couches de drainage en gravier traditionnelles. Installé sur les talus de barrages ou les fonds de réservoirs, il collecte et dirige rapidement l'eau vers les puits de captage. Il améliore l'efficacité et permet un gain de place.
- Tuyaux de drainage géosynthétiques :
Utilisés conjointement avec des filets de drainage comme principaux canaux d'évacuation des eaux.
(Source de l'image : Google)
III. Système de renforcement
But: Augmenter la stabilité globale et la capacité anti-glissement du barrage.
Matériaux utilisés :
- Géogrille biaxiale :
Elle possède une résistance à la traction élevée. Placée entre différentes couches de remblai à diverses altitudes, la géogrille, grâce à l'adhérence entre elle et le sol, répartit les charges sur une plus grande surface. Ceci améliore considérablement la stabilité des talus et contribue à prévenir les glissements de terrain. Son efficacité est particulièrement grande lorsque le barrage est construit avec du sable issu des résidus miniers.
(Géogrille biaxiale de Zhonglong)
IV. Système de restauration écologique
But: Garantir une fermeture sécurisée à la fin de la durée de vie de l'installation et parvenir à un rétablissement écologique.
Matériaux utilisés :
- Géomembrane en PEHD + Filet de drainage composite tridimensionnel :
Ces éléments constituent le « système de couverture ». La géomembrane empêche l’eau de pluie de pénétrer dans les résidus miniers, réduisant ainsi le lixiviat à la source. La couche de drainage située au-dessus évacue les eaux de ruissellement.
- Filet de végétation tridimensionnel :
Installée sur la couche supérieure du système de couverture et remplie de terre végétale, elle offre une base stable pour la croissance de la végétation, prévient l'érosion et favorise la restauration écologique.
- Filet anti-poussière / tapis anti-érosion :
Utilisé pour la suppression temporaire ou permanente de la poussière après fermeture.
(Filet de drainage composite de Zhonglong)
Références :
L'application des géosynthétiques dans les installations de stockage des résidus miniers : un aperçu général : https://www.mdpi.com/2673-6489/4/2/26
Analyse de la stabilité aux infiltrations d'un barrage de résidus miniers renforcé par géogrille : https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10799897
Revêtement des installations de stockage des résidus miniers : https://library.geosyntheticssociety.org/wp-content/uploads/resources/proceedings/122021/S22-06.pdf
(Source de l'image : Google)
Page Produits :
Géogrille : https://www.zhonglonggeo.com/geogrid-1
Filet de drainage composite : https://www.zhonglonggeo.com/three-dimensional-composite-drainage-net
Géomembrane d'argile (GCL) : https://www.zhonglonggeo.com/geosynthetic-clay-liner-1
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