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

EISE de Simandou, Volume I, Mine Annexe 5A
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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.

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Tableau 5A.1 Quantités de stériles et de minerai à faible teneur
Matériau
Quantité (mt)
Pic de Fon Ouéléba Total
Déchets Minerai à faible
teneur
Total
Pic de
Fon Déchets Minerai
à faible
teneur
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
Latérite (LAT) 0,2 0,2 21,47 21,47 21,67
Bauxite (BAX) 2,32 2,32 2,32
Sous-Total 22,89 22,89 160,11 160,11 183
Phyllites/argiles tendres-friables
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
Roches friables et altérées
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
Quartzite friable (QTW) 0 4,89 4,89 4,89
Hématite altérée (WEA) 61,66 61,66 0 61,66
Goethite altérée (WEG) 6,38 6,38 0 6,38
Sous-Total 139,02 254,4 393,42 231,04 98,7 329,74 723,16
Roche dure compacte
Phyllite compacte (PHC) 19,8 19,8 16,24 16,24 36,04
Itabirite enrichie compacte (IRC) 0 0 0
Itabirite pauvre compacte (IPC) 143,47 44,3 187,77 87,94 87,1 175,04 362,81
Socle rocheux (BAS) 0 5,07 5,07 5,07
Quartzite compact (QTC) 0 0,89 0,89 0,89
Hématite compacte (HEC) 0,08 0,08 0 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.

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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), hématite-
goethite 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.

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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
l’érodabilité
des sols
Coefficient
de
ruissellement
V
olume de
ruissellement
(ml)
Total des
solides en
suspension
(TSS) du
ruissellement
(mg/l)
V
olume de
lixiviat
(ml)
TSS du lixiviat
(mg/l)
Phyllite altérée (PHY-
WEA) 0,18 53–98 % 6 238 26 200 3 067 4 770
Hématite-goethite friable
(HGF) 0,0008 2–8 % 527 4 870 8 683 790
Mort-terrain/calotte
rocheuse (RD) 0,0004 1–2 % 70 7 850 8 367 460
Roches dures
compactes 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
Matériaux à haut risque
: non consolid
é
Matériaux à ris
q
ue modéré : roches friables et altérées
Matériaux à ris
q
ue modéré : morts-terrain Matériaux à ris
q
ue faible : roches com
p
actes
Ruissellement
Argiles (<2µ) Grès (>63µ)
Basse
Capacité
d’infiltration
Haut
Basse
Haut

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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 morts-
terrains (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 ;