Les propriétaires d’une grande mine à ciel ouvert des États-Unis se sont lancés dans un programme visant à réduire au minimum les risques pour l’avenir et à planifier une fermeture responsable après l’épuisement du gisement. La préoccupation des propriétaires tenait principalement à l’impact d’un lac de kettle proposé — le plan d’eau qui pourrait se former dans la mine en raison du remplissage naturel par les eaux de surface et souterraines — sur la stabilité de la paroi rocheuse de la mine.

Il a été déterminé que le lac de kettle proposé ferait augmenter la pression d’eau interstitielle dans les parois escarpées de la mine. Cela pourrait en retour accroître la probabilité d’un glissement rocheux ou de terrain dans le lac de kettle, qui générerait des vagues de surface destructrices. Pour comprendre les effets d’un glissement de terrain et des vagues résultantes, les propriétaires de la mine ont demandé à WSP d’évaluer les impacts à l’aide d’un logiciel de modélisation de pointe et de proposer des mesures d’atténuation pour gérer le risque.

WSP a déterminé que, dans les parties étroites du lac de kettle proposé, il y avait, durant la fermeture, un risque potentiel de formation d’une vague (ou d’une seiche) générée par un glissement de terrain. Nous avons ensuite déterminé que les vagues générées pourraient inonder et endommager l’infrastructure à l’intérieur de la mine. Dans certains scénarios, nous avons constaté que la vague générée par le glissement de terrain pourrait faire déborder le lac.

Compte tenu de l’ampleur sans précédent du volume des glissements de terrain qui pourraient se produire dans un si petit espace, il était difficile de prédire les résultats possibles. Afin d’élaborer les modèles numériques permettant de les prédire avec précision, il a fallu repousser les limites des outils actuels de modélisation de glissements de terrain et de vagues. Ces événements font souvent intervenir des mélanges complexes de gaz, de liquides et de solides et peuvent être difficiles à modéliser dans la plupart des progiciels offerts sur le marché.

L’équipe de WSP a simulé les glissements de terrain à l’aide du logiciel Dan3D, reconnu dans l’industrie, tandis que la génération et la propagation des vagues ont été modélisées à l’aide du logiciel de calcul spécialisé Flow-3D, spécialisé en dynamique des fluides.

WSP a mis des modèles à l’essai pour une gamme de tailles possibles de lacs de kettle. Un lac plus petit contiendrait moins d’eau pour créer des vagues, mais la roche tombant dans le lac pourrait tomber de plus haut, ce qui créerait des vagues plus grosses. Les lacs de kettle plus grands comportent leurs propres dangers, y compris le risque que les niveaux d’eau élevés affaiblissent les parois et les rendent plus susceptibles de s’effondrer, ce qui entraînerait des glissements de terrain plus importants.

L’un des résultats du travail de WSP a été d’établir les limites supérieure et inférieure pour la hauteur d’un lac de kettle optimal.

Maintenant terminée, l’étude de WSP est utilisée par les propriétaires de la mine pour la planification de son exploitation, l’un des objectifs étant de gérer proactivement la taille et la forme du lac de kettle.

Le problème auquel WSO s’est attaquée dans le cadre de ce projet se retrouve dans d’autres mines à travers le monde, et la solution de WSP peut aider les propriétaires de ces mines à atténuer les risques de glissement de terrain et à trouver des stratégies de fermeture économiques.

* Ce travail a été réalisé par des professionnels de Golder qui se sont joints à WSP dans le cadre d'une acquisition réalisée en 2021.