Annexe 5A: Résumé des Etudes sur l`Erosion et de la

5A
Résumé des études sur l'érosion et la géochimie
5A.1
Introduction
Des études en laboratoire et sur le terrain ont été réalisées afin de définir l’érodabilité des sols et les
caractéristiques géochimiques des matériaux qui devraient être exposés durant les activités minières.
Les études sur l’érosion et la géochimie ont compris :

des essais en laboratoire et sur le terrain afin de comprendre les caractéristiques des matériaux qui
seront exposés aux altérations atmosphériques suite aux activités d’extraction minière ;

des programmes d'essais géochimiques ; et

une modélisation géologique permettant de comprendre le calendrier et les volumes des divers stériles
devant être gérés.
Les sections suivantes de cette annexe fournissent des informations sur les types et quantités de matériaux
et des détails concernant les études associées aux essais :



Section 5A.2 : Types et quantités de stériles ;
Section 5A.3 : Études sur l’érosion ; et
Section 5A.4 : Études de caractérisation géochimique.
5A.2
Génération de stériles
Les principaux risques d'érosion et de drainage rocheux acide viendront des matériaux extraits de la mine de
Simandou qui ne conviennent pas à la vente. Ceux-ci incluront des matériaux classés comme déchets ainsi
que des matériaux présentant de faibles teneurs en fer qui, d'un point de vue commercial, ne sont pas
viables en tant que minerai de fer à ce stade. Ces matériaux seront soit déposés dans des terrils de stériles
externes au Pic de Fon et à Ouéléba, utilisés pour le remblayage des puits ou stockés dans des piles de
stockage de minerai à faible teneur dans les terrils de stériles.
Les types de matériaux générés dans les puits du Pic de Fon et d'Ouéléba et les quantités estimées de
chaque type de matériau présent sont détaillés au Tableau 5A.1. Ces estimations reposent sur le plan
actuel de la mine et sont susceptibles de changer à mesure que le plan évolue. Au total, environ un tiers
des matériaux (environ 600 mt) sera placé dans les terrils de stériles et les deux autres tiers serviront au
remblayage des puits.
EISE de Simandou, Volume I, Mine
Annexe 5A
5A-1
Tableau 5A.1
Quantités de stériles et de minerai à faible teneur
Quantité (mt)
Pic de Fon
Matériau
Déchets
Minerai
à faible
teneur
Ouéléba
Total
Pic de
Fon
Déchets
Minerai
à faible
teneur
Total
Total
Ouéléba
Morts-terrains
Canga (CAN)
0,02
0,02
7,66
7,66
7,68
Carapace altérée (CAP)
22,67
22,67
128,66
128,66
151,33
0,2
0,2
21,47
21,47
21,67
2,32
2,32
2,32
Latérite (LAT)
Bauxite (BAX)
Sous-Total
22,89
22,89
160,11
160,11
183
Phyllite avec résistance au sol
(PHS)
0,89
0,89
19,25
19,25
20,14
Phyllite très friable (PHV).
15,65
15,65
229,4
229,4
245,05
Phyllite friable (PHW).
33,76
33,76
137,08
137,08
170,84
Sous-Total
50,3
50,3
385,73
385,73
436,03
Hématite friable (HEF)
12,53
12,53
0,1
0,1
12,63
Hématite-goethite friable (HGF)
1,32
1,32
61,73
61,73
63,05
Itabirite enrichie friable (IRF)
46,38
81,6
127,98
19,88
51,3
71,18
199,16
Itabirite pauvre friable (IPF)
9,72
172,8
182,52
2,59
47,4
49,99
232,51
Hématite-goethite de transition
(TRN)
1,03
1,03
141,85
141,85
142,88
0
4,89
4,89
4,89
Phyllites/argiles tendres-friables
Roches friables et altérées
Quartzite friable (QTW)
Hématite altérée (WEA)
61,66
61,66
0
61,66
Goethite altérée (WEG)
6,38
6,38
0
6,38
329,74
723,16
16,24
36,04
0
0
175,04
362,81
Sous-Total
139,02
254,4
393,42
231,04
19,8
16,24
98,7
Roche dure compacte
Phyllite compacte (PHC)
19,8
Itabirite enrichie compacte (IRC)
Itabirite pauvre compacte (IPC)
0
187,77
87,94
Socle rocheux (BAS)
0
5,07
5,07
5,07
Quartzite compact (QTC)
0
0,89
0,89
0,89
0
0,08
Hématite compacte (HEC)
143,47
44,3
0,08
87,1
0,08
Sous-Total
163,35
44,3
207,65
110,14
87,1
197,24
404,89
Total
375,56
298,7
674,26
887,02
185,8
1072,82
1747,08
Remarque : Ces estimations reposent sur le plan actuel de la mine et sont susceptibles de changer à mesure que le plan évolue.
5A.3
Études sur l’érosion
Des études en laboratoire et sur le terrain ont été réalisées afin de définir les caractéristiques d’érodabilité
des sols, des morts-terrains et des stériles qui représentent la majorité des types de matériaux qui seront
exposés durant les activités d’extraction minière. Ces matériaux formeront les morts-terrains et les stériles
qui seront évacués vers les terrils de stériles à Ouéléba et au Pic de Fon.
EISE de Simandou, Volume I, Mine
Annexe 5A
5A-2
Les travaux réalisés en laboratoire ont étudié l'érodabilité de huit types de matériaux (lithosol (LITH), sol
rajeuni par l'érosion (SRE), sol ferralitique (FER), alluvisol (ALL), revêtement des routes de transport (HRS),
drift pierreux (RD), matériau altéré superficiel (WEA / NEW-WEA), phyllite altérée (PHY-WEA), hématitegoethite friable (HGF). Parmi ceux-ci, trois catégories (WEA, PHY et HGF) sont des déchets potentiels, et le
principal sujet de discussion du reste de cette section. Les roches dures compactes n'ont pas été testées
car elles sont résistantes à l'érosion par nature. Des essais en laboratoire ont été réalisés sur d'autres
échantillons en utilisant des petits plateaux d’essai mesurant chacun 0,5 m x 0,25 m, avec une profondeur
d'environ 10 cm. Les tests en laboratoire ont simulé des conditions pluviométriques en donnant une
application contrôlée d’une averse de projet de 100 mm/heure pendant 30 minutes. Trois plateaux répliqués
ont été testés pour chaque type de matériau.
En outre, cinq parcelles expérimentales d’érosion à grande échelle mesurant chacune 15 m sur 4 m ont été
construites à Ouéléba. La Figure 5A.1 montre la disposition générale des parcelles expérimentales. Les
parcelles 1, 2 and 3 sont remplies de sols et de morts-terrains. Les parcelles 4 et 5 contiennent de
l’hématite-goethite friable (HGF) et de la phyllite altérée (PHY), qui sont tous deux des composants
essentiels des stériles extraits de la mine.
Des données sur la distribution granulométrique (PSD), les classifications de la résistance des roches et les
caractéristiques géologiques ont été utilisées afin de procéder à une évaluation du comportement des
stériles en fonction du temps lorsque chacun d’eux se trouve exposé à l’altération. Trois types d’analyses de
distribution granulométrique (PSD) ont été effectués sur chaque plateau et parcelle expérimentale.



Répartition des agrégats secs : la PSD du matériau sec tel que placé dans les plateaux.
PSD de l’érosion : la taille des grains du matériau transporté dans le ruissellement.
PSD du lixiviat : la distribution de la taille des grains du matériau contenu dans le lixiviat.
Figure 5A.1
Parcelles expérimentales d’érosion
Les essais ont aussi produit des résultats pour d’autres indicateurs d’érodabilité notamment les volumes de
perte sédimentaire totale, de ruissellement et de lixiviat. Ces données ont été utilisées en vue d’obtenir des
valeurs comparatives du coefficient de ruissellement et de la capacité d’infiltration de chaque type de
matériau testé. La tendance à l’érosion d’un matériau est mesurée par le facteur d’érodabilité (K). Plus la
valeur K est élevée, et plus le matériau est susceptible d’être érodable.
EISE de Simandou, Volume I, Mine
Annexe 5A
5A-3
Le Tableau 5A.2 présente les résultats des essais en laboratoire et sur le terrain. La Figure 5A.2 montre
l’éventail des résultats pour chacun des principaux déchets matériaux et identifie le niveau de risque
d’érosion de chaque matériau.
Tableau 5A.2
Indicateurs d’érodabilité établis sur la base des études sur l’érosion
Type de déchets
Facteur K de Coefficient
Volume de
l’érodabilité
ruissellement
de
des sols
(ml)
ruissellement
Phyllite altérée (PHYWEA)
Hématite-goethite friable
(HGF)
Mort-terrain/calotte
rocheuse (RD)
Roches dures
compactes
Volume de
Total des
lixiviat
solides en
(ml)
suspension
(TSS) du
ruissellement
(mg/l)
26 200
3 067
TSS du lixiviat
(mg/l)
0,18
53–98 %
6 238
4 770
0,0008
2–8 %
527
4 870
8 683
790
0,0004
1–2 %
70
7 850
8 367
460
Ne sont pas inclues dans les études sur l’érosion réalisées en laboratoire et sur le terrain en
raison de leur degré inhérent de résistance à l'érosion.
Sur la base de ces données, les stériles devant être évacués vers les terrils de stériles du Pic de Fon et
d’Ouéléba ont été regroupés en trois catégories de risque en fonction de leur tendance à se désagréger en
grains constitutifs sous l’influence du ruissellement, et de la taille des grains susceptibles d’être produits.



Matériaux à haut risque : phyllites altérées tendres à friables ;
Matériaux à risque modéré : roches friables et altérées, morts-terrains ; et
Matériaux à faible risque : types de roches dures compactes
Figure 5A.2
Représentation schématique du risque d’érosion
Basse
Basse
Capacité
d’infiltration
Ruissellement
Haut
Haut
Argiles (<2µ)
Grès (>63µ)
Matériaux à haut risque : non consolidé
Matériaux à risque modéré : roches friables et altérées
Matériaux à risque modéré : morts-terrain
Matériaux à risque faible : roches compactes
EISE de Simandou, Volume I, Mine
Annexe 5A
5A-4
5A.3.1
Matériaux à haut risque
Ce groupe de déchets comprend des phyllites tendres à friables altérées. Ces matériaux sont le type de
déchet le plus courant à Ouéléba (36%, soit environ 386 mt), et en moindre proportion au Pic de Fon (7,5%,
soit environ 50 mt).
Les essais sur l’érosion montrent que le ruissellement s’amorce beaucoup plus rapidement dans la phyllite
que pour n’importe quel autre matériau testé. Le coefficient de ruissellement est élevé avec des résultats
compris entre 50 et 98% et une capacité d’infiltration proportionnellement faible de 10 à 50%. Les volumes
de ruissellement enregistrés lors des essais sur l’érosion étaient environ deux fois plus élevés que les
volumes de lixiviat correspondants. Une valeur K d’érodabilité des sols de 0,18 a été établie, ce qui
représente un matériau hautement érodable, soit un ordre de grandeur supérieur à celui enregistré pour les
parcelles de sol (K = 0,013 à 0,016) et plus de deux ordres de grandeur supérieur à celui des rocheux mortsterrains (K = 0,0004) et des matériaux friables (K = 0,0008).
Principales caractéristiques de ce groupe à haut risque :

matériau tendre, non consolidé ou très faiblement consolidé, facilement érodable qui se désagrège
rapidement et aisément lorsqu’il est soumis à l’action des eaux de pluie et du ruissellement ;

matériaux qui ont une résistance de roche très faible ;

matériau désagrégé qui présente un pourcentage élevé à très élevé (50–75%) de particules de la
dimension de silt et de contenu à faible teneur en argile (jusqu’à 10 %); et

faible capacité d’infiltration / coefficient de ruissellement élevé. Le ruissellement est susceptible de
s’amorcer rapidement sur toute la surface du matériau, en produisant de fortes charges sédimentaires.
5A.3.2
Matériaux à risque modéré
Deux sous-catégories de stériles ont été identifiées qui sont susceptibles de présenter un risque modéré de
production sédimentaire. Il s’agit de roches friables et érodées et de morts-terrains.
5A.3.2.1
Roches friables et altérées

Cette catégorie de matériaux comprend une grande partie de stériles provenant du Pic de Fon (58%,
293 mt) et d'Ouéléba (31%, 330 mt). D’importantes quantités de matériaux friables qui sont proches du
minerai de qualité commerciale seront aussi stockées séparément dans chacun des terrils.

Les matériaux friables comprennent près de 60 % de particules de la taille du grès fin, avec un contenu
moindre de particules de la taille du silt. Moins de 5 % du contenu est constitué de grains de la taille
d’argile. Les données des essais sur l’érosion indiquent que le coefficient de ruissellement en ce qui
concerne les matériaux friables est généralement très bas, autour de 2 à 8%. Le ruissellement est par
conséquent lent à s’amorcer.

On pourrait s’attendre à ce que les matériaux friables et altérés s’effritent facilement lors de l’excavation
et du transport vers les terrils de stériles, et que seule une faible proportion du matériau déversé
comporte de gros morceaux. Cependant, suite à l’exposition aux eaux de pluie pendant une période
prolongée, la parcelle 4 a présenté une couverture de surface décrite comme un « matériau rocheux »,
ce qui suggère l’éventuelle existence d’une quantité suffisante de matériau à morceaux susceptible de
former une couverture de surface avec enrochement de protection qui réduirait les taux d’érosion au fil
du temps.

Les principales caractéristiques de ce groupe sont les suivantes :
 matériau non consolidé dont la classification de résistance de roche est très faible ;
EISE de Simandou, Volume I, Mine
Annexe 5A
5A-5
 faible pourcentage de particules de la taille d’argile/silt, la plus grande partie du matériau désagrégé
allant de tailles de grès très fin à grossier ; et
 non-cohésif, avec une capacité d’infiltration élevée et un faible coefficient de ruissellement.
5A.3.2.2
Morts-terrains
Les morts-terrains représentent une partie relativement mineure des stériles sur le Pic de Fon (3%, 23 mt),
mais constituent une quantité importante des stériles à Ouéléba (15%, 160 mt). La carapace altérée est le
type dominant, avec des quantités plus faibles de canga, de latérite et de bauxite. Les divers matériaux de
mort-terrain sont les moins homogènes et comprennent un vaste éventail de propriétés de matériaux et de
tailles de grains. Les essais sur le terrain concernant ce matériau pour la parcelle 3 indiquent que :



le matériau comporte des particules de la taille du sable fin à grossier ;
aucun matériau de la taille de silt ou d’argile n’était présent ; et
l’analyse de la PSD suite aux précipitations a montré que la surface comprenait environ 90 % du
matériau >2 mm. Le potentiel pour le retrait progressif du matériau fin au cours de précipitations
successives est donc faible.
Les résultats ont donné le facteur K d’érodabilité le plus bas pour tous les matériaux testés, ce qui suggère
que la carapace est plus résistante à l’érosion que d’autres types de stériles. Aucun changement de l’aspect
visuel de la surface de la parcelle pendant la saison des pluies de 2009 n’a été observé. Le produit de
l’excavation et du transport est susceptible d’être de gros morceaux de roche compacte avec une matrice
hautement variable de matériau plus fin.
Les principales caractéristiques des matériaux de mort-terrain sont les suivantes :






un large éventail de résistances des roches, allant de faible à fort ;
il est probable que le matériau déposé en terrils de stériles soit très mal trié ;
les morceaux se désagrègeront probablement plus rapidement que les roches compactes à faible
risque, mais peut-être pas assez rapidement pour causer un problème de production sédimentaire dans
la période précédant le reboisement et la stabilisation de la surface du terril ;
la surface s’enrochera, réduisant ainsi le risque d’érosion au fil du temps ;
capacité d’infiltration élevée et faible coefficient de ruissellement, dus surtout à la grosse taille des
morceaux en surface. L’infiltration excède le ruissellement ; et
le matériau peut être résistant à la formation de ravines et de rigoles.
5A.3.3
Matériaux à faible risque
Les matériaux durs compacts représentent une partie importante des stériles et du minerai à faible teneur au
Pic de Fon (31 %, 208 mt) et à Ouéléba (18 %, 197 mt). Le groupe comprend des roches qui ne se
désagrègent pas en grains constitutifs.
En ce qui concerne les phyllites compactes, environ 80 % de l’échantillon comporte de gros morceaux de
roche solide, dont seulement 20 % est de dimension inférieure à 10 mm. Seul 10 % du matériau est
inférieur à 2 mm, et 2 % comprend des fines inférieures à 150 microns. La majeure partie du matériau
envoyé comprendra donc probablement de gros morceaux de roche dure. Les fines sont principalement le
produit de l’écrasement ou des dommages physiques résultant de l’excavation ou du transport et sont donc
susceptibles d’être présentes dans des dimensions supérieures à 63 microns (c’est-à-dire probablement
dans la gamme de tailles de sable fin et plus grandes) et de ne constituer qu'un faible composant du
matériau. Il n’est pas probable que cette matrice plus fine contiendra une quantité significative de grains
individuels.
Les principales caractéristiques de ce groupe sont les suivantes :


matériaux durs qui ont une résistance de roche élevée ;
très peu susceptibles de se désagréger en grains constitutifs ;
EISE de Simandou, Volume I, Mine
Annexe 5A
5A-6




faible à très faible pourcentage de particules en dessous de la taille de silt ;
l’essentiel du matériau déposé en terrils de stériles est susceptible de comprendre de gros morceaux,
avec une petite matrice d’éclats rocheux de taille fine à moyenne ;
les composants plus fins seront rapidement emportés par le ruissellement, laissant de gros amas durs
qui formeront une surface d’enrochement ; et
le matériau devrait avoir une capacité d’infiltration élevée et un faible coefficient de ruissellement.
5A.4
Études de caractérisation géochimique
Plusieurs études de caractérisation géochimique ont été menées pour examiner le potentiel acidogène des
matériaux présents dans la zone minière, ainsi que les problématiques concernant le drainage neutre, la
salinité, et la combustion spontanée (matières organiques). Les résultats ont révélé que le drainage rocheux
acide est le seul sujet de préoccupation.
Le drainage rocheux acide (DRA) renvoie à la formation acide qui se produit lorsque des roches contenant
des minéraux sulfurés acidogène dépassant les minéraux neutralisant les acides, principalement des
carbonates, s’oxydent dans un environnement contenant de l’oxygène et de l’eau. Les conditions acides ont
tendance à dissoudre et à libérer les métaux de leurs matrices rocheuses, phénomène connu sous le nom
de lixiviation des métaux. L’acidité et les métaux réduiront la qualité des sols dans la zone affectée et
peuvent être mobilisés dans les sols adjacents et les réseaux d’eaux souterraines et de surface.
Les stériles et les parois exposées des fosses ouvertes constituent des sources potentielles de mobilisation
des contaminants suite aux altérations et à l’oxydation.
L’évaluation des impacts liés au drainage rocheux acide nécessite une évaluation du potentiel de génération
d’acide et de neutralisation d’acide d’un matériau rocheux donné, du volume de matériaux potentiellement
acidogène et de la sensibilité de l’environnement qui reçoit tout drainage rocheux acide.
Plusieurs séries d’études géochimiques en laboratoire et sur le terrain ont été entreprises pour caractériser
le potentiel de drainage rocheux acide et de lixiviation des métaux en ce qui concerne les stériles et les
assemblages de stériles et d’épontes. Les données géochimiques disponibles comprennent :



données d’essais géochimiques sur carottes de sondage ;
programmes de tests géochimiques statiques et cinétiques en laboratoire ; et
tests cinétiques utilisant des barils sur le terrain.
5A.4.1
Analyse d’échantillons de carottes
Un très vaste ensemble de données géochimiques a été généré grâce au programme de forage et
d’échantillonnage géologique mis en œuvre afin de caractériser les unités géologiques de la chaîne. Grâce
aux données géologiques et à un sous-ensemble d’échantillons physiques, un programme d’étude a été
établi afin de comprendre le potentiel de drainage acide rocheux et de lixiviat minéral de la mine.
Les carottes de sondage collectées par le programme de forage exploratoire ont été analysées pour leur
contenu en soufre (S). Une hypothèse conservatrice a été de considérer tout le soufre présumé présent
sous forme de pyrite et donc disponible pour contribuer au drainage acide rocheux. Les travaux réalisés à
ce jour ont identifié la présence de niveaux élevés de pyrite, essentiellement dans la lithologie des phyllites,
le tout faisant partie des stériles. Les types de phyllites sont regroupés en deux classes basées
principalement sur leurs caractéristiques géotechniques.

Phyllite friable (PHW), phyllite très friable (PHV) et phyllite de résistance de sol (PHS) : ces matériaux à
phyllites sont généralement très lixiviés, donnant lieu à un matériau faible sur le plan géotechnique,
souvent argileux ou semblable à de la terre (ils font partie du groupe des phyllites tendres et friables du
Tableau 5A.1.

Phyllite compacte (PHC) : ce matériau a subi moins de lixiviation, ce qui en fait une roche plus
résistante, généralement dure et cohérente, qui contient souvent de la pyrite (il fait partie du groupe des
roches dures compactes).
EISE de Simandou, Volume I, Mine
Annexe 5A
5A-7
Les essais visant à analyser le soufre des carottes montrent des concentrations de soufre (S) allant de
<0,001 % à 14,1 %, se manifestant presque exclusivement sous forme de sulfure. Le Tableau 5A.3 montre
toutes les lithologies qui contiennent >0,1% S et le segment des carottes analysées qui contient >0,1% S
pour chaque lithologie.
Tableau 5A.3
Lithologies et contenu en soufre
Lithologie
Code
Ouéléba
Pic de Fon
% de S
maximum
Segment de
carotte >0,1 % S
(m)
% de S
maximum
Segment de
carotte
>0,1 % S (m)
Carapace altérée
CAP
-
-
0,19
2
Itabirite pauvre compacte
IPC
3,64
64
4,49
516
Itabirite pauvre friable
IPF
-
-
4,40
16
Quartzite compacte
QTC
0,105
2
-
-
Phyllite compacte
PHC
14,1
197
4,48
1 193
Phyllite très friable
PHV
0,15
2
0,12
2
Phyllite friable
PHW
0,173
2
0,18
6
Itabirite enrichie compacte
IRC
0,53
2
-
-
Itabirite enrichie friable
IRF
0,25
4
-
-
Minéralisation transitoire
TRN
0,11
2
-
-
Le matériau PHC contient les concentrations en S les plus élevées, jusqu’à 14,1 % à Ouéléba, et le plus de
carottes ayant >0,1 % S. Le matériau IPC contient aussi des concentrations de S élevées, et des segments
de carottes importants ayant >0,1 % S au Pic de Fon. Les proportions de carottes de sondage qui
dépassent 0,1%, 1% et 2% S sont indiquées au Tableau 5A.4.
Tableau 5A.4
Proportion de carottes qui dépassent 0,1 %, 1 % et 2 % S
Lithologie
Proportion de soufre
>0,1 %
Proportion de soufre >1 %
Proportion de soufre
>2 %
PHC (Ouéléba)
73 %
30 %
4,4 %
PHC (Pic de Fon)
65 %
20 %
3,7 %
IPC (Pic de Fon)
7%
0,6 %
0,1 %
Dans l’ensemble, Ouéléba présente les proportions les plus importantes de stériles à pourcentage de soufre
élevé et rapporte aussi la concentration la plus élevée de S. Le Pic de Fon indique des proportions
légèrement inférieures de stériles à pourcentage de soufre élevé et des concentrations de S légèrement
inférieures en général.
5A.4.2
Essais statiques et cinétiques en laboratoire
Des essais géochimiques sur des échantillons représentatifs de toutes les principales unités de minerais et
de stériles ont été effectués au cours de la période 2008 à 2011. Des essais statiques ont été réalisés pour
un total de 172 échantillons de carottes, dont 18 étaient des phyllites compactes (PHC). Les essais
statiques suivants ont été effectués sur chacun des échantillons :



pH de la pâte ;
Potentiel acidogène modifié (ABA) ;
Spéciation du soufre (sulfure, sulfate, et soufre élémentaire) ;
EISE de Simandou, Volume I, Mine
Annexe 5A
5A-8



Génération d’acidité nette (NAG) pH et potentiel de neutralisation net (PNN) ;
Méthode de lixiviation par précipitation synthétique (SPLP) Minéralogie par diffraction des rayons X
(méthode de Reitveld) (XRD) ; et
Géochimie des éléments majeurs et mineurs par mise en solution par eau régale et ICP- MS.
Ces résultats sont résumés au Tableau 5A.5.
Tableau 5A.5
Résumé des résultats des essais pH NAG, soufre sous forme de sulfure et PNN
Lithologie
pH NAG [1]
Code
Minimum
Moyenne
Maximum
Moyenn
e de S
dans le
sulfure
(%pds)
PNN
moyen
(kg
CaCO3/
T)
Ouéléba
Argile
CLA
5,1
6,3
7,5
0,02
-0,72
Itabirite-goethite dure
IGC
6,1
6,1
6,1
<0,02
0,70
Itabirite-geothite friable
IGF
6,2
6,7
7,5
<0,02
0,15
Hématite-itabirite dure
IHC
6,4
6,5
6,5
<0,02
0,20
Hématite-itabirite friable
IHF
5,7
6,0
6,4
<0,02
0,31
Itabirite mélangée
ITC
8,8
8,8
8,8
0,02
21,1
Matrice martite tendre
M2F
5,4
6,0
6,3
<0,02
-0,04
Matrice martite moyenne
M2M
6,9
6,9
6,9
<0,02
0,25
Goethite-martite tendre
MGF
5,3
6,3
7,0
0,012
-0,23
Matrix goethite moyenne
MGM
6,2
6,6
7,5
0,02
0,19
Phyllite
PHY
5,0
6,0
7,9
0,02
-0,29
Itabirite-goethite dure
IGC
5,2
5,2
5,2
<0,02
0,1
Itabirite-geothite friable
IGF
4,7
5,7
7,3
0,01
0,58
Hématite-itabirite dure
IHC
6,0
7.4
0,01
0,19
Hématite-itabirite friable
IHF
5,9
7,0
0,01
0,56
Itabirite mélangée
ITC
6,3
6,4
6,6
0,013
0,62
Itabirite friable
ITF
5,4
5,6
6,0
0,01
0,03
Matrice martite tendre
M2F
4,9
6,0
7,6
0,011
0,23
Matrice martite moyenne
M2M
4,7
5,4
7,1
<0,02
0,40
Goethite-martite tendre
MGF
5,9
7,0
0,013
0,10
Matrix goethite moyenne
MGM
6,7
6,8
6,9
0,02
-0,50
Phyllite - érodée
PHY- w
4,8
5,8
7,6
0,02
0,90
Phyllite - fraîche
PHY – f
1,37
-41,8
Pic de Fon
[1] NAG est le potentiel de génération d’acidité nette d’un échantillon. Un pH de NAG inférieur à 4,5 indique que l’échantillon est
producteur d’acide, et mis en évidence en caractères italiques gras dans le tableau.
Des procédures cinétiques utilisant des cellules d'humidité ont également été appliquées pour tester les
caractéristiques des échantillons en fonction du temps. Les essais ont été effectués sur douze échantillons
composites, cinq provenant d’Ouéléba et sept du Pic de Fon. Chaque composite était constitué de matériau
agrégé provenant d’au moins cinq types de matériaux individuels. Les essais en cellules d’humidité ont été
EISE de Simandou, Volume I, Mine
Annexe 5A
5A-9
exécutés pendant une période de 20 semaines, avec des cycles hebdomadaires de conditions chaudes et
humides suivies par le rinçage et l’échantillonnage. Les résultats sont présentés aux Figures 5A.3 et 5A.4.
Les valeurs pH de toutes les cellules se situaient entre 5,8 et 7,9, les valeurs pH les plus basses se
manifestant dans les cellules contenant de la phyllite. La conductivité électrique de l’éluant n’était pas
supérieure à 35 µS/cm, la plus grande partie de l’éluant présentant moins de 5 µS/cm après 15 semaines de
lixiviation. Les concentrations de sulfates de toutes les cellules d’humidité étaient généralement inférieures
aux limites de détection (<1 mg/l), avec une concentration maximum de 6 mg/l pour la cellule d’itabirite
mélangée du Pic de Fon.
Les phyllites altérées contiennent de faibles concentrations de sulfure avec une moyenne de
0,02 % S et ont de faibles potentiels acidogènes. Ces matériaux ont généré des eaux de contact à pH
presque neutre.
Les phyllites compactes contenaient des concentrations de sulfure plus élevées, généralement autour de 0,6
à 1,9 % de S sous forme de sulfure, avec une concentration maximale de 4,5 %. Ces matériaux étaient
modérément acidogènes avec un potentiel d’acide de 18 à 141 kg/tonnes en tant qu’équivalent de CaCO3.
Ces résultats confirment les résultats des essais sur les carottes de forage selon lesquels toutes les unités
rocheuses les plus importantes sont effectivement inertes à l’exception des phyllites compactes. Celles-ci
comprennent environ 3 % de matériau au Pic de Fon (20 mt) et 1,5 % à Ouéléba (16 mt). Pour la phyllite
compacte, le pH de génération d’acidité nette moyenne (1) (NAG) est de 2,3 avec des valeurs moyenne et
maximale du Potentiel de neutralisation net (2) (NNP) de -41,8 et 141 kg/t CaCO3 respectivement.
Dans le cas de tous les matériaux, les mesures du potentiel de neutralisation n’ont pas identifié de quantités
importantes de carbonate ou de matériaux neutralisants. De même, la diffractométrie de rayons X n’a
identifié aucun minéral carbonaté. Les hydroxydes d’aluminium ou les aluminosilicates peuvent fournir un
potentiel limité de tampon pour les eaux à faible pH.
(1) NAG est le potentiel de génération d’acidité nette d’un échantillon. Un pH de NAG inférieur à 4,5 indique que l’échantillon est
producteur d’acide.
(2) PNN est le potentiel de neutralisation net d’un échantillon mesuré en tant que quantité équivalente de carbonate de calcium
disponible dans cet échantillon. Ce test est utilisé afin d’estimer la capacité de neutralisation de l’acide de l’échantillon et/ou de
dégagement de l’excès d’alcalinité qui réduirait l’impact de l’acidité sur les autres matériaux.
EISE de Simandou, Volume I, Mine
Annexe 5A
5A-10
Figure 5A.3
Résultats des essais en cellules d’humidité à Ouéléba
Semaine
Semaine
Semaine
EISE de Simandou, Volume I, Mine
Annexe 5A
5A-11
Figure 5A.4
Résultats des essais en cellules d’humidité au Pic de Fon
Semaine
Semaine
Semaine
EISE de Simandou, Volume I, Mine
Annexe 5A
5A-12
5A.4.3
Essais cinétiques sur le terrain
Pour compléter les essais géochimiques et les travaux de modélisation, un programme d’essais en barils a
été conçu afin d’évaluer l’évolution chimique de l’eau de contact produite par infiltration dans les
assemblages mélangés de stériles. Six barils d’essai ont été construits. Chaque baril a été rempli de
proportions variées de stériles, notamment des proportions variées de phyllites afin de représenter une
gamme de mélanges des divers types de stériles. Le Tableau 5A.6 présente la composition du matériau
utilisé pour chaque essai en baril. La fraction d’échantillons de phyllite non compacte a été sélectionnée
pour représenter les lithologies de déchets du Pic de Fon (barils 1 à 4) et d’Ouéléba (barils 5 et 6) à des
abondances relatives reflétant en gros leur contribution à la vie du flux de stériles de la mine. Ceux-ci ont
été complétés par de la phyllite compacte (PHC) homogénéisée, dérivée d’une seule source du Pic de Fon,
en abondances fractionnaires comprises entre environ 1,5 % dans les barils 1 et 5 jusqu’à un maximum de
28,6 % dans le baril 4. L’abondance de soufre sous forme de sulfure dans le matériau PHC a été
déterminée à 1,37 %.
Tableau 5A.6
Composition en pourcentage des barils d'essai
Gisement
Matériau
Baril 1
Baril 2
Baril 3
Baril 4
Baril 5
Baril 6
Pic de Fon (%)
PHY (1,3 % S)
PHY (WEA)
IPC
IPF
IRF
HEF
WEA
1,5
8,3
47,8
8,9
16,9
5,9
10,7
7,2
8,3
44,6
7,9
16,4
5,4
10,2
12,5
7,8
41,9
8,0
15,4
4,8
9,5
28,6
5,1
34,6
6,6
13,9
3,5
7,7
-
-
Ouéléba (%)
PHY (1,3 %S)
PHY (WEA)
PHY (ALT)
HGF
CAP
IPC
-
-
-
-
1,6
40,7
7,7
12,5
23,3
14,2
13,0
34,6
7,4
10,8
21,0
12,2
Masse totale de roche (kg)
385,4
394,3
397,2
403,7
333,7
347,7
Concentration totale en S (%)
0,04
0,18
0,13
0,34
<0,01
0,17
La Figure 5A.5 montre les barils. Les barils d’essai sont en place depuis août 2009 et ont été exposés au
climat local que connaîtront les terrils de stériles à grande échelle. Ils sont testés tous les mois lorsque les
précipitations sont suffisantes pour effectuer un échantillonnage. Depuis le début des essais en août 2009,
les barils d’essai sur le drainage rocheux acide ont eu suffisamment de temps pour permettre aux processus
d’altération bactériologique naturelle de se produire, processus qui peuvent être sous-estimés dans des
essais en laboratoire plus rapides. Par conséquent, les concentrations de solutés libérés lors des essais en
barils fournissent de bonnes approximations du processus géochimique et de la lixiviation des roches
stériles dans les conditions de terrain sur une période prolongée. Les résultats des barils d’essai ont été
utilisés pour vérifier les prédictions des autres essais et de la modélisation.
EISE de Simandou, Volume I, Mine
Annexe 5A
5A-13
Figure 5A.5
Barils d’essais DRA sur le terrain
En raison de l’occurrence saisonnière des pluies il n’y a pas de quantité suffisante d’eau pour procéder à
l’échantillonnage pendant plusieurs mois de l’année, les échantillons étant généralement collectés de juin à
octobre, ce qui couvre la principale saison des pluies. Paramètres sur le terrain : pH, température,
conductivité électrique (EC), oxygène dissous (DO) et potentiel d'oxydoréduction (ORP) sont mesurés sur
site au laboratoire de Canga Est. Des sous-échantillons sont envoyés à des laboratoires à l’étranger pour
effectuer les analyses des métaux et des anions, après filtrage et ajout de conservateurs chimiques si
nécessaire. Le Tableau 5A.7 présente les résultats ; les valeurs inférieures aux limites de détection et les
valeurs situées dans la gamme analytique maximale sont présentées en caractères gras.
EISE de Simandou, Volume I, Mine
Annexe 5A
5A-14
Tableau 5A.7
Résumé des essais en barils de Simandou (2009–2011)
Supérieure de
normes SFI
Supérieure de
normes OMS
Supérieure de normes
SFI et OMS
EISE de Simandou, Volume I, Mine
Annexe 5A
5A-15
Les résultats indiquent les éléments suivants.

L’évolution du drainage rocheux acide dans les barils reflète l’interaction de l’oxydation des sulfures
dans la phyllite compacte (PHC) et de l’effet tampon de la matrice non-PHC. Dans les barils 1, 3 et 4, la
production d’alcalinité est négligeable, entraînant la diminution du pH de l’eau de contact à des pH
minimums compris entre 2,7 et 3,7. Ces barils représentent des contributions fractionnaires de PHC
variant de 1,5 % à >28 %. Dans les barils 2, 5 et 6, une alcalinité importante est produite. Cette
alcalinité est suffisante agir en tampon sur le pH du lixiviat entre 5 et 8 sur une échelle fractionnaire de
PHC allant de 1,6 % à 13 %.

Les concentrations de sulfates dans les lixiviats varient étroitement avec le contenu PHC de la matrice
et sont en grande partie indépendantes du pH de l’eau de contact.

Les concentrations de métaux dans les lixiviats sont inversement corrélées au pH. Ainsi, les barils 1, 3
et 4 présentent des concentrations considérablement élevées (de l’ordre du mg/l) en Al, Cu, Mn, Ni et
Zn, tandis que les niveaux sont bien inférieurs dans les barils 2, 5 et 6.
En général, les échantillons des barils 1 à 4 (Ouéléba) affichent une moins bonne qualité que les
échantillons des barils 5 et 6 (Pic de Fon).
Les concentrations de solutés mesurées dans les eaux d’infiltration ont été converties en taux de
milligrammes libérés par kilogramme de déchets par jour. Les résultats de ces calculs sont présentés pour
les sulfates au Tableau 5A.8. Les taux les plus élevés de mobilisation des solutés se sont manifestés dans
les barils 3 et 4 qui avaient les proportions les plus élevées de phyllites compactes et donc de sulfure.
Dans le cas du baril 1, qui correspond environ à la composition générale des stériles, les valeurs médianes
indiquent un taux de mobilisation des sulfates de 0,048 mg/kg/jour. En général, au fur et à mesure que la
proportion de phyllite compacte augmente, le pH diminue et le taux de rejet de solutés augmente.
Le taux de génération de sulfates est un indicateur de la génération d’acide, où il est supposé que le sulfure
s’oxydera pour produire de l’acide sulfurique. Après 2009, le taux de rejet de sulfates dans les barils 1, 3 et
4 est élevé, entraînant un excès d’acidité qui se reflète dans les valeurs basses du pH.
Dans le baril 5 l’occurrence d’un excès d’alcalinité se reflète dans des valeurs de pH demeurant au-dessus
de 7 et s’élevant jusqu’à 8,5. Cela indique que l’acidité libérée est neutralisée et que davantage d’alcalinité
est libérée.
Dans les barils 2 et 6 le flux de génération de sulfates est élevé, cependant il subsiste un excès d’alcalinité,
et le pH demeure presque neutre.
Les implications pratiques des tests en barils sont résumées ci-dessous.

De l’eau de contact fortement acide (pH < 4) avec des charges élevées de sulfates et quelques métaux
peuvent évoluer dans les terrils de stériles avec des contributions fractionnaires de soufre supérieures à
1,5 %.

Tandis que la génération de drainage rocheux acide se manifeste sur un vaste éventail d'abondances
de phyllites compactes fractionnées, elle semble être efficacement atténuée dans les barils d’Ouéléba
qui contiennent également de la phyllite altérée.
EISE de Simandou, Volume I, Mine
Annexe 5A
5A-16
Tableau 5A.8
Barils d’essais : Taux de mobilisation des sulfates
Date de
l’échantillon
Jours
entre
échantillo
nnage
24 août 09
Baril 1
Baril 2
Baril 3
Baril 4
Baril 5
Baril 6
mg/kg/jour
mg/kg/jour
mg/kg/jour
mg/kg/jour
mg/kg/jour
mg/kg/jour
55
0,032
0,14
0,155
0,70
0,027
0,062
14 octobre 09
51
0,029
0,14
0,021
0,48
0,038
0,12
7 juin 10
236
0,002
0,027
0,024
0,28
-
-
30 juin 10
23
0,065
1,68
1,18
5,93
0,13
0,19
31 juillet 10
31
0,082
0,99
1,23
4,09
0,18
0,46
31 août 10
31
0,061
0,81
1,26
3,38
0,25
1,14
30 septembre 10
30
0,067
0,34
0,65
1,29
0,31
1,24
31 Oct 10
31
0,036
0,11
0,17
0,53
0,076
0,42
Minimum
0,002
0,027
0,021
0,28
0,027
0,062
Moyenne
0,048
0,24
0,41
0,995
0,13
0,42
Maximum
0,082
1,68
1,26
5,93
0,31
1,24
5A.5
Résumé
En résumé, les études sur l’érosion et le drainage rocheux acide indiquent que :

le matériau qui doit être évacué vers les terrils de stériles d’Ouéléba contient une proportion plus élevée
de matériaux à haute et moyenne érodabilité (matériaux non consolidés, roche friable et mort-terrain)
que le matériau du Pic de Fon qui a une proportion plus élevée de roches dures et compactes à faible
érodabilité ; et

près de 7 % du matériau qui doit être mis en terrils de stériles est de la phyllite compacte (PHC) qui
contient des niveaux de soufre qui présentent un potentiel de génération de drainage rocheux acide. Au
total, environ 36 mt de PHC, générées principalement lors des 10 premières années d'exploitation,
doivent être éliminées. Alors que la majeure partie de la PHC sera produite dans le puits de Pic de Fon
(20 mt), des matériaux à plus haut risque seront produits à Ouéléba (16 mt).
EISE de Simandou, Volume I, Mine
Annexe 5A
5A-17