Méthodes d'exploitation des ressources minérales et réhabilitation de sites

Dans les exploitations de roches massives (roches « dures » ) telles que les roches magmatiques (granite, basalte,...), métamorphiques (quartzite, gneiss,...) et sédimentaires (calcaire, grès,...), l'extraction des matériaux en « Carrière » ou « Mine Ciel Ouvert » (MCO) nécessite l'emploi d'explosifs (abattage à l'explosif) et requiert l'élaboration d'un projet d'exploitation selon les étapes suivantes :

1. Définition de la nature et de la spécificité des matériaux à extraire ; 2 pôles majeurs se distinguent :

   • les matériaux pour le BTP (les granulats et les pierres de construction, classés dans la catégorie « carrières » du point de vue du régime juridique français), où la « qualité » marchande (valeur) des matériaux dépend principalement de leurs caractéristiques mécaniques et de la durabilité/vieillissement dans le temps,

   • les minerais métalliques (classés substances concessibles en « Mines ») où la « qualité » est définie par la « concentration » de la substance recherchée : la teneur. Le critère qui guide en permanence l'extraction ou l'abandon d'une partie du gisement est la teneur de coupure,

   • les minéraux industriels peuvent présenter dans de nombreux cas, une transition entre ces deux pôles. La teneur joue souvent un rôle secondaire par rapport à la qualité, qui reste le critère prédominant dans la sélectivité de l'extraction.

   Les méthodes d'extraction et les équipements sont les mêmes, mais la planification et la gestion de l'exploitation diffèrent totalement en fonction de la taille, la durée et les niveaux investissements prévus.

2. Approche géologique du gisement : définition de l'enveloppe spatiale et la géométrie du corps minéralisé, estimation des ressources et des réserves,

3. Etudes hydrologiques et hydrogéologiques : modélisation de l'écoulement des eaux de surface et de l'hydraulique souterraine,

4. Etude géomécanique de la stabilité du massif rocheux exploité : analyse des structures géologiques et étude géotechnique des caractéristiques des matériaux à extraire, en vue de la détermination des mécanismes potentiels de déformation/rupture et glissement. Ces études permettent de maîtriser les conditions de la stabilité des fronts des talus et les méthodes de confortement et de surveillance à mettre en œuvre,

5. Cubature, découpage et valorisation des blocs : détermination des volumes de matériaux à déplacer et répartition du gisement par « blocs » à valoriser dans le temps,

6. Optimisation de la fosse : définition de la forme et dimensionnement de la pente intégratrice de la fosse ultime à stabiliser et réaménager en fin d'exploitation,

7. Implantation de plan de masse : pistes principales, plan de circulation et de transport des matériaux, emplacement de l'unité de concassage/traitement, stocks, verse à stériles, atelier de maintenance, magasin/logistique, bureau,...

8. Définition d'une méthode d'exploitation : elle est conditionnée par la « profondeur » des matériaux à extraire, la forme/l'orientation des fronts et le choix des équipements.

9. Planification de séquences d'exploitation minière : une fois la méthode d'exploitation sélectionnée, la configuration et la succession des gradins sont définies et planifiées dans le temps, en tenant compte des contraintes à respecter pour assurer une production conforme à la qualité requise et à la quantité de minerai à extraire annuellement. Des logiciels de modélisation 3D permettent d'optimiser le phasage et la cadence de production sur la base des informations collectées lors des étapes précédentes.

10. Quantification des moyens et étude d'exécution : il s'agit de l'ingénierie détaillée pour déterminer les équipements et les personnels nécessaires à la réalisation du projet, le plan de formation à mettre en place, les infrastructures à construire, les ouvrages et installations à réaliser (mine layout).

11. Prise en compte des contraintes environnementales, limitation des impacts et mesures correctives, concertation avec le public : dans la conception d'un projet les aspects liés à l'environnement doivent être traités tout au long de la vie de l'exploitation, avant, pendant et après les travaux. L'exploitant doit chercher les meilleures solutions pour insérer le projet dans son environnement socio-économique et assurer une parfaite transparence dans sa communication et ses relations avec les communautés d'intérêts locales.