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Une solution afin de réduire les coûts d'exploitation d'une mine souterraine remblayée

2016-06-27

Le 20 juin, M. Babak Koohestani, doctorant en sciences de l'environnement de l'UQAT, a soutenu sa thèse visant à évaluer l'efficacité de différents additifs comme substitut au ciment Portland dans la préparation des remblais en pâte cimentés (RPCs). La soutenance de thèse, qui a eu lieu au campus de l'UQAT à Rouyn-Noranda, a permis à M. Koohestani de montrer l'effet bénéfique de l'ajout d'additifs permettant ainsi une réduction des coûts pour les entreprises œuvrant dans le domaine de l'exploitation minière souterraine.

Bruno Bussière, codirecteur (IRME), Tikou Belem, directeur (IRME), Babak Koohestani, étudiant au doctorat en sciences de l’environnement, M. Ahmed Koubaa, codirecteur (IRF), Mamert Mbonimpa, président (IRME), Hassine Bouafif, évaluateur (CTRI). Absent de la photo : Patrice Rivard, évaluateur (Université de Sherbrooke).

« Le remblai en pâte cimenté sert de support secondaire de terrain dans l'exploitation minière souterraine et permet de minimiser les impacts environnementaux liés à la gestion des résidus. Ce remblai est obtenu en mélangeant des résidus avec de l'eau d'appoint et un agent liant pour sa résistance. Le liant est généralement du ciment Portland seul ou mélangé avec des additifs inorganiques. Le gain en résistance des RPCs augmente avec la quantité d'agent liant ajouté, mais le coût du liant représente au moins 12 % du coût total de l'exploitation d'une mine souterraine remblayée (plusieurs dizaines de millions de dollars). Mais ces coûts peuvent être réduits en substituant partiellement le ciment Portland par des additifs ou des liants alternatifs », explique le doctorant.

Dans son étude, M. Koohestani a évalué l'efficacité de différents additifs inorganiques (laitier de hauts fourneaux, nanoparticules de silice) et organiques (fibres de sciure de bois d'érable, polymères dispersants et superplastifiants) afin d'évaluer la faisabilité, en termes de performances mécanique et économique. « La pertinence de l'utilisation de ces additifs est qu'ils sont peu coûteux et abondants dans le cas des fibres de bois. Dans le cas des nanoparticules et des polymères, ils sont efficaces pour améliorer l'hydratation des liants en augmentant la résistance », conclut-il.

Les résultats de la thèse de M. Koohestani confirment ainsi l'effet bénéfique de l'ajout de ces additifs pour des remblais âgés entre 3 et 28 jours de cure, avec 0 % de gain de résistance pour les fibres de bois d'érable, entre 60 et 114 % de gain pour les nanoparticules et entre 18 et 27 % de gain pour la poudre de polymères, et ce, selon la proportion de ciment dans le remblai. Toutefois, un effet négatif a été observé avec l'ajout des polymères dans un remblai préparé à partir des résidus non sulfureux, soit la perte de résistance de l'ordre de 27 %.

Intitulée « Évaluation des propriétés des remblais en pâte cimentés incorporant différents types d'adjuvants organiques et inorganiques », la thèse de M. Babak Koohestani est réalisée sous la direction de Tikou Belem, professeur à l'Institut de recherche en mines et en environnement (IRME) de l'UQATet sous la codirection de Ahmed Koubaa, professeur et titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur la valorisation, la caractérisation et la transformation du bois à l'Institut de recherche sur les forêts (IRF) de l'UQAT et Bruno Buissière, professeur et titulaire de la Chaire industrielle CRSNG-UQAT sur la restauration des sites miniers de l'IRME.

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Source :
Nathalie Cossette, agente d'information
Service des communications et du recrutement
819 762-0971 poste 2628

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Mise à jour: 30 mars 2023