Lorsqu’une solution contribue à atténuer un risque aussi majeur que la rupture d’un barrage de résidus, il est tentant de la considérer comme une solution miracle, capable de résoudre un problème complexe en toute simplicité. Mais pris isolément, les correctifs techniques ne sont que rarement aussi simples. Les nouvelles technologies ne peuvent atteindre leur plein potentiel qu’avec l’apport des personnes qui les utilisent.

Les résidus filtrés sont apparus comme une solution de rechange prometteuse aux barrages conventionnels après des désastres miniers catastrophiques au Brésil et en Afrique du Sud – ce qui a mené à une réévaluation mondiale de la gestion des résidus. Les autorités de réglementation et les organismes industriels ont introduit de nouvelles normes telles que la Norme mondiale de l’industrie sur la gestion des résidus (GISTM) et le Système de classification des conséquences (CCS) – mettant davantage l’accent sur la réduction des risques, la redevabilité et la transparence. 

Au lieu de stocker les déchets miniers sous forme de boue liquide, les résidus filtrés éliminent la majeure partie de l’eau, de sorte que le matériau semblable au sol est suffisamment sec pour être transporté et empilé en couches compactées sur la terre. Ils peuvent réduire considérablement le risque d’écoulements d’eau dévastateurs et de glissements de terrain, protégeant ainsi des vies et des dommages à long terme aux moyens de subsistance. Mais en tant que technologie relativement nouvelle, les résidus filtrés comportent leurs propres défis et occasions uniques.

Alors qu’ils travaillaient sur un projet de résidus filtrés en Afrique du Sud, les ingénieurs en résidus de WSP, Kiasha Naidoo et Veshania Balakistan, y ont vu l’occasion de contribuer à élargir les connaissances de l’industrie sur cette solution en développement.

« Notre travail consiste à gérer de façon responsable les déchets miniers afin que les opérations puissent coexister en toute sécurité avec les personnes et l’environnement », explique Kiasha.  Les résidus filtrés présentent de nombreux avantages, mais comme toute approche de gestion des résidus, ils doivent être soigneusement conçus, exploités et surveillés afin d’atténuer les risques et d’améliorer la performance au fil du temps.»

Ainsi, Kiasha et Veshania ont mis en place un programme de tests ciblés pour mieux comprendre les résidus filtrés en action – y compris à quel point les couches doivent être sèches et compactes, comment elles peuvent supporter en toute sécurité le trafic de construction, comment les piles se déposent et changent avec le temps, ainsi que la solidité du matériau une fois mis en place.

La gestion de l’eau est essentielle à la performance

Contrairement aux installations de boue, où la gestion de l’eau est essentielle à la conception, contrôler la teneur en eau dans les résidus filtrés peut être un défi. S’il est trop sec, le matériau peut devenir très difficile à compacter et générer une poussière excessive.  S’il est trop humide, il peut devenir instable, difficile à transporter et couler comme un liquide. 

Sans mesures additionnelles de gestion de l’eau, les résidus filtrés peuvent également être vulnérables aux précipitations, car contrairement aux installations de stockage de résidus miniers humides, ils ne sont pas conçus pour retenir l’eau et disposent d’une capacité de rétention très limitée pour prévenir les débordements. Même de faibles dépressions dans les empilements de résidus secs peuvent entraîner une accumulation d’eau en surface, de l’infiltration et de l’instabilité, en ramollissant les couches compactées et en augmentant la pression interstitielle de l’eau.

« Une surprise a été de voir à quel point les résidus filtrés sont sensibles aux petits changements, surtout en ce qui concerne la teneur en humidité », mentionne Veshania.   « Nos tests ont démontré que de légères augmentations de la teneur en humidité pouvaient réduire la résistance du matériau jusqu’à 20 % dans certaines conditions d’essai. Une autre courbe d’apprentissage importante est la façon dont l’humidité est définie et comprise dans les différentes disciplines d’ingénierie.  Un manque d’alignement entre les définitions métallurgiques et géotechniques peut avoir un effet en cascade de la conception jusqu’à l’exploitation. » 

Leurs essais en laboratoire ont aussi mis en évidence l’importance d’un compactage de qualité et ont démontré que le séchage naturel par évaporation peut fonctionner lorsque les couches minces sont déposées progressivement, permettant un drainage et un assèchement adéquats de chacune d’elles. 

Kiasha et Veshania ont exploré plusieurs études de cas industrielles dans le cadre de leurs recherches.  L’une des études a montré qu’une teneur élevée en eau interne combinée à une hauteur excessive pouvait faire en sorte que les résidus filtrés s’écoulent plutôt que de s’affaisser¹, tandis qu’une autre a mis en évidence qu’une augmentation de la teneur en humidité entraînait une accumulation d’eau en surface, des répercussions sur les eaux souterraines et des préoccupations quant à la stabilité². Une évaluation géotechnique rigoureuse est également essentielle, en effet, une installation d’élimination des cendres sèches a dû être repensée et déplacée après avoir été placée sans le savoir sur des sols de fondation argileux3.

«Explorer comment les résidus filtrés se comportent en pratique approfondira la compréhension collective de cette technologie émergente par l’industrie », affirme Kiasha. « Nous avons besoin de plus de recherches ainsi que d’adoption pour optimiser la façon dont les installations sont conçues, exploitées et surveillées dans différentes conditions.»

Les changements climatiques influenceront les conceptions futures

La norme mondiale de l’industrie sur la gestion des résidus (GISTM) appelle à considérer les changements climatiques dès la phase de conception, et Veshania croit que cela influencera de plus en plus la manière dont les installations de toutes sortes seront conçues, exploitées et surveillées dans des conditions sèches et arides. « Pour les résidus filtrés, cela peut aller dans un sens ou dans l’autre.  Des précipitations plus fortes et fréquentes ainsi que des conditions plus chaudes et plus sèches peuvent affecter la gestion de l’eau, tandis que le vent peut augmenter le risque de poussière, qui devra être contrôlé. »

Veshania poursuit : « Les résidus filtrés consomment beaucoup moins d’eau que les installations de boue, ils jouent donc un rôle essentiel dans la conservation de l’eau. Ils peuvent aussi réduire le risque d’infiltration et de contamination des eaux souterraines affectant les sources d’eau locales.  Au-delà de l’utilisation de l’eau, il y a des compromis plus nuancés à évaluer, notamment l’empreinte environnementale des équipements de dépôt. La boue utilise le pompage et les conduites. Les résidus filtrés dépendent de systèmes de transport routier et de convoyeurs. »

Les prochaines étapes

Kiasha et Veshania utilisent leurs résultats pour répondre à des questions essentielles sur les résidus filtrés plus tôt dans le cycle de vie du projet – notamment, leur compactabilité, leur aptitude à supporter la circulation des équipements et leur transportabilité. Kiasha explique : « Maintenant, nous savons quels tests comptent, sur quels paramètres se concentrer et quels résultats surveiller selon la façon dont les installations sont placées et gérées. La chose la plus importante est de concevoir en tenant compte de la variabilité – afin que les installations puissent s’adapter au changement des conditions. »

Veshania conclut :  « En fin de compte, le choix entre le stockage filtré et le stockage conventionnel des résidus devrait être spécifique au site, guidé par le climat, le comportement des matériaux, la disponibilité de l’eau, la capacité opérationnelle et la tolérance aux risques.  Aucune solution de résidus n’est intrinsèquement sécuritaire –, une plus grande sécurité et durabilité peuvent être atteintes grâce à une planification, conception, exploitation et surveillance attentives. »

Lisez la recherche (en anglais seulement) présentée à l’origine lors de la conférence sur les résidus 2026 de l’Institut sud-africain de mines et de métallurgie (SAIMM), pour en savoir plus.

1. SSR Mining (2025), SR review of Çöpler mine incident points to third-party design flaw Disponible au :
https://www.mining.com/ssr-review-of-copler-mine-incident-points-to-third-party-design-flaw/
(consulté le 19 février 2025)

Eos (2024) he 13 February 2024 landslide at the Çöpler Mine in Turkey. Disponible au :
https://eos.org/thelandslideblog/copler-mine-1
(consulté le 19 février 2025)

2. Copeland, A., Daigle, V. et Strauss, A. (2023). Is Mise en œuvre of Dry Stacking for Installation De Stockage De Résidus Miniers Increasing? A Southern African Perspective. Copié en 2023. Disponible au :
Australian Centre for Geomechanics | résumé de conférence : Is the implementation of dry stacking for tailings storage increasing? A Southern African perspective

3. Projet interne, aucune référence publiée.