Chronique sautage de la revue SEEQ – Printemps 2014 – Retour sur la 36^e Session d’étude: un succès sans précédent

Le 21 et 22 novembre 2013, la SEEQ présentait sa 36e édition des sessions d’étude sur les techniques de sautage. Cette activité, organisée en collaboration avec le département de génie des mines, de la métallurgie et des matériaux de l’Université Laval en collaboration avec le Service de la géotechnique et de la géologie du Ministère des Transports du Québec, s’est déroulée dans l’amphithéâtre Hydro-Québec du pavillon Desjardins de l’Université Laval. Pour une 5e année consécutive, nous avons enregistré un record de participations avec 186 inscriptions.

Il s’en est fallu de peu pour que nous devions refuser des participants inscrits à la dernière minute.

Après les allocutions de bienvenue et les avis d’usage, Guy Gagnon (Corporation minière Osisko) secondé de Thierry Bernard (Thierry Bernard Technologie), ont présenté la première de 12 conférences cédulées dans le cadre de cette 36e session. Intitulée « Un Méga-sautage d’un million de tonnes à 300 m d’une ville », les deux conférenciers nous ont exposé les différentes phases de planification d’un tel sautage à proximité de la ville de Malartic et du fait que la zone d’exploitation se situe en partie au-dessus d’anciennes galeries d’exploitations souterraines. Ce réseau de galeries transforme la masse de roc en une sorte de « gruyère » qui pose des risques d’effondrement et aussi des difficultés à évaluer la stabilité du site. C’est donc pour des raisons de sécurité que la mine a décidé d’effectuer de gros sautages au lieu de petits. Mais ce changement devait continuer de respecter les contraintes environnementales, soit aucune projection hors de la fosse, aucune vibration ne dépassant le seuil de 12,7 mm/s, la surpression d’air doit être inférieure à 128 dB et finalement, qu’il n’y ait pas de fumée de tir sur la ville. Plusieurs mesures furent prises pour respecter ces conditions, tel qu’utiliser un collet plus important ainsi que des matelas de pneus ou de recouvrir le tir de matériaux inertes (sable) pour prévenir les projections, et n’effectuer les tirs que lorsque les vents dominants sont favorables pour éviter que les fumées de tir se propagent vers la ville. Pour évaluer l’efficacité des mesures de contrôle des vibrations et des surpressions d’air, les analyses par simulations ont permis d’élaborer les scénarios permettant de respecter les contraintes et également d’obtenir les autorisations nécessaires des autorités gouvernementales pour procéder au tir. Pour y parvenir, des tirs d’essais furent effectués pour déterminer les paramètres de la loi d’amortissement à l’aide de « trous signatures » pour les modélisations à l’aide du logiciel IBlast. La présentation des résultats a permis une meilleure considération des simulations pour la mise en oeuvre des recommandations et des mesures de sécurités afférentes. Suite au sautage, les vibrations ainsi que les projections furent conformes aux prévisions.

Éric Simon (Orica Canada) et Marc Lafrenière (Les Mesures Lasertech Inc.) ont poursuivi avec leur présentation intitulée « Optimisation des performances des sautages à l’aide du « Boretrack » et du profilage 3D ». Ils ont présenté les avantages des nouvelles technologies lors de l’élaboration d’un sautage. Il faut savoir que dans un sautage, il y a plusieurs paramètres à contrôler comme le forage, le banc d’exploitation, les types d’explosif ainsi que le chargement du sautage. Si l’un de ces paramètres est négligé, il y a un risque de projection. Le boutefeu dispose de plusieurs méthodes pour mesurer le fardeau du sautage. La méthode de la baguette et du ruban à mesurer a comme avantage d’être très peu coûteuse mais s’avère très approximative, peu précise et est difficile à utiliser par vents forts. La méthode du profileur 2D est beaucoup plus précise que celle de la baguette et du ruban, mais ne prend des mesures que perpendiculairement à la face, nécessite des ajustements à l’aide de la méthode de la baguette et du ruban, et présente les résultats dans un rapport difficile à consulter. La méthode du « Boretrack » et du profilage 3D qui permet d’avoir une idée précise de la position d’un trou en rapport avec la face d’exploitation a l’avantage : de diminuer considérablement les risques de projections lors du sautage; de permettre de charger les trous de face avec certitude; d’avoir un meilleur contrôle sur les impacts environnementaux; favorise la réduction potentielle du niveau de plaintes; et permet d’augmenter les performances du sautage. À l’aide de cette dernière méthode, il y a établissement d’un rapport complet de l’état du front de sautage et des trous de forage. La modélisation des données est faite de façon à créer une réplique numérique parfaite du front de sautage tout en incluant avec précision la position et la déviation des trous de forages. Éric Simon et Marc Lafrenière ont complété en présentant un cas réel où cette méthode fut utilisée avec succès dans la carrière de St-Alphonse de Granby.

Après la pause, Alexandre Dorval (Goldcorp) a présenté une étude sur la modification du patron de forage et sautage dans le cadre de «l’Exploitation des veines étroites via la méthode long trou à la mine Red Lake Gold Mine Campbell Complex ». Dans son exposé, il a montré une vue d’ensemble des méthodes d’extraction utilisées au Complexe Campbell. Dans cette mine, deux principales méthodes de minage sont priorisées, soit : le « Cut-and-Fill », qui consiste à optimiser la récupération du minerai et à minimiser la dilution, et le « Sublevel stoping » qui a comme objectif de minimiser les coûts de forage et de sautage. Les diverses modifications apportées aux patrons de forage concernaient les chantiers dont la zone minéralisée est plus étroite que la galerie de développement. Ils avaient pour but de réduire le coût de forage et de sautage et de réduire la dilution tout en conservant une bonne fragmentation. D’un patron carré, on est passé à un patron en dés (ou en quinconce) avant de modifier le fardeau et l’espacement soit en les réduisant, dans un premier temps, et en les augmentant dans un deuxième temps. Suite aux essais, il a été observé que les nouveaux patrons de forage et de sautage permettaient d’obtenir des résultats similaires sur la fragmentation. Il a alors été possible de réduire le coût à la tonne. Le plus grand potentiel d’économie est lié au contrôle de la dilution. Le contrôle de la qualité des travaux demeure important et doit être fait systématiquement. Finalement, le patron “Snake-Eye” était un test pour essayer d’obtenir le minerai d’un vieux chantier qui ne pouvait pas être exploité autrement avec bénéfice. Ce modèle s’est avéré être un succès et sera utilisé à nouveau advenant une situation similaire.

Daniel Roy (BBA Inc.) a complété cette première demi-journée avec sa conférence intitulé « Méthode sécuritaire de forage et sautage de faces présentant des fardeaux excessifs ». Il a expliqué que, lors de son contrat en partenariat avec la carrière Notre-Dame de Portneuf et la compagnie de Construction Pavage Portneuf, plusieurs objectifs lui avaient été énoncés. Pour la carrière, il devait établir une méthode de travail sécuritaire lorsque les faces de tirs présentent des anomalies majeures, présenter des solutions lui permettant de rectifier le profil de faces d’exploitation qui seraient laissées à l’abandon, éviter les pertes de tonnages en réserve, assurer un bon contrôle des projections lors des tirs à profils irréguliers, respecter les limites environnementales, avoir une bonne qualité de la fragmentation, ainsi qu’obtenir et contrôler le niveau des planchers. Pour l’entrepreneur, il devait établir une méthode de travail sécuritaire lorsque les faces de tirs présentent des anomalies majeures, permettre l’exécution des travaux économiquement viables, réduire les risques associés aux projections inutiles, produire une méthode de travail reconnue et facilement reproductible, éviter l’utilisation de trou à angle ayant un potentiel de déviation et avoir une fragmentation plus homogène. Après une brève description de la carrière et des problèmes rencontrés, il nous a présenté un cas type où la fracturation du roc a provoqué un fardeau important. À l’aide du logiciel I-Blast, il a réalisé plusieurs simulations des déplacements du roc, des projections, et du contrôle des vibrations pour trouver la façon optimale d’effectuer le sautage.

Après la pause du midi, Christian Roy, Josée Couture ainsi que Guy Gagnon de la Corporation Minière Osisko nous ont présenté la « Conception et gestion des travaux lors de l’implosion du pilier de surface CM300-167 à la mine Canadian Malartic ». Après une mise en contexte, ceux-ci ont abordé les conséquences d’être à proximité d’une ville sur les opérations de minages. Lors de la conception des plans de forage et sautage pour l’exploitation à ciel ouvert, la Corporation Minière Osisko doit absolument s’assurer d’un contrôle très strict des vibrations, des surpressions ainsi que des projections tout en tenant compte des ouvertures souterraines présentes. Ces contraintes ont également un impact sur les opérations minières car celles-ci doivent limiter le bruit, la poussière tout en optimisant la fragmentation du roc et en tenant compte de l’orientation des vents. Le cas du pilier CM300-167 présente comme particularité la présence de 3 anciens chantiers sous celui-ci dont un partiellement remblayé avec de la roche non-cimentée. Lors de la conception du sautage, il était prévu que le roc fragmenté devait permettre de remblayer les 2 chantiers vides. Les piliers de ces 2 anciens chantiers étaient considérés instables provoquant un accroissement des mesures de sécurité comme la sécurisation par câble lors des opérations de forage. Plusieurs simulations des vibrations ainsi qu’un modèle de coordinations entre les départements ont été nécessaires.

Pour le contrôle des projections, une couche de sable d’au minimum 1,2m, recouvert d’un tapis de géotextile retenu à l’aide de poches de sable fut mis en place. Suite au sautage, une évaluation du risque géotechnique a été réalisée ainsi qu’une évaluation du risque lors de l’excavation. Le sautage CM300-167 fut alors considéré comme un succès grâce au travail d’équipe, aux impacts minimums sur la ville et, au contrôle lors de l’excavation.

Pour la conférence suivante, le Capitaine Éric Benoit de la Sureté du Québec a introduit deux de ces collègues, soit l’agent Dany Latouche et l’agent Sylvain Laroche, lesquels nous ont présenté « Les explosifs : un métier à la Sûreté du Québec ». Lors de son exposé, l’agent Latouche nous a présenté l’historique du département de déminage de la Sureté du Québec, les conditions d’admission des policiers dans ce département et les différentes facettes de leur métier avec des exemples de cas vécus au Québec et au Canada. Entre autres, nous avons été surpris par le nombre d’interventions annuelles pour récupérer des explosifs périmés dans de vieilles granges à l’époque, pas si lointaine (avant les années 70), où les cultivateurs pouvaient se procurer des explosifs directement du magasin général.

Ils nous ont rappelé les normes sur les explosifs et nous ont présenté l’équipement que les techniciens en explosifs de la SQ utilisent dont leur robot téléguidé, qu’ils ont surnommé « Théo », et qu’ils utilisent pour approcher les colis suspects et pour désamorcer des engins explosifs. Cette conférence a suscité un très grand intérêt, de nombreuses questions, et les appareils photos des téléphones intelligents ont été très utiles aux participants qui désiraient conserver un souvenir de la présence du robot qu’ils ont pu photographier de près. La séance de questions et de photos s’est poursuivie jusque pendant la pause. On a pratiquement dû les chasser de l’amphithéâtre afin de poursuivre la conférence. Petite anecdote, même si nous avions avisé les responsables du Pavillon Desjardins de la présence de l’équipe de techniciens en explosifs de la SQ pour une démonstration, le responsable des services de sécurité de l’Université Laval, lui n’en avait pas entendu parler, et il s’est rapidement informé de ce qui pouvait bien se passer quand on lui a rapporté la présence du robot dans le Pavillon Desjardins.

Pour la dernière conférence de la journée, Yohann Dauphinais du Centre de Formation Professionnel de la Jamésie, nous a entretenu en guise d’introduction, du métier de « boutefeu » vu par des femmes qui ont décidé de travailler dans ce métier non-traditionnel. Yohann Dauphinais est un des professeurs en charge des cohortes de Forage-Dynamitage du CFP de la Baie-James. Cette formation est offerte depuis 2006 par le CFP de la Baie-James et dispense plus de 900 heures de formation sur le terrain et, en principe, réalise entre 50 et 100 sautages par formation. Il nous a présenté des statistiques sur le métier de boutefeu ainsi que sur les femmes dans ce métier non-traditionnel précisant qu’il n’y a que 8 femmes boutefeu au Québec. La présentation s’est ensuite poursuivie par le témoignage de deux étudiantes, Guylaine Fleury et Éloïse Blanchette. Chacune nous ont parlé de leur chemin de vie et de leurs motivations qui les ont amenés à étudier et à vouloir travailler comme boutefeu.

Monsieur Dauphinais a également profité de l’occasion pour rappeler au entreprises qui emploient leur stagiaire de bien les encadrer pour éviter que ne se produise des évènements malheureux comme celui qui a failli coûter la vie à l’un de ces étudiants. Ce dernier était d’ailleurs présent dans la salle et tous les participants ont applaudi chaleureusement cet étudiant pour son courage et sa détermination.

Pour compléter cette première journée de conférence, il y a eu présentation du lauréat boutefeu 2013 (voir article dans la revue) suivi de l’assemblée générale annuelle des membres de la SEEQ. Finalement, tous les participants ont été conviés au cocktail annuel de la SEEQ dans les jardins intérieurs de l’hôtel Plaza de Québec, gracieuseté de Dyno Nobel.

Au programme du vendredi matin, Roger Favreau (Blaspa Inc.), en utilisant sa baguette et ses acétates, a présenté une communication intitulée « Comparaison des résultats de tirs en « casting » à la mines Consolidated Coal avec les résultats simulés par le programme Blaspa ». Le « cast blasting » est une méthode de sautage qui favorise le déplacement du roc fragmenté à l’aide de charges explosives plus importantes pour faciliter l’excavation du roc qui doit être déplacé par la chargeuse. Ce type de tir peut être effectué par essai et erreur, mais cela est souvent très compliqué dû aux nombreux paramètres à tenir compte. Le simulateur Blaspa est capable de prédire la forme du tas de roc fragmenté. Les paramètres qu’il faut pour effectuer une simulation sont : le patron de sautage, le collet, le diamètre des trous, le sous-forage, le type d’explosif, la hauteur de la charge, la hauteur de la banquette ainsi que les propriétés physiques du roc. Il faut aussi disposer de la distance entre la face libre et la précédente pile de roc fragmenté, ainsi que l’angle de cette pile.

Virgile Albert (Hydro-Québec) a poursuivi avec une présentation sur l’ « Avancement des travaux d’excavation à la Romaine ». Le projet de La Romaine se situe sur la Côte-Nord à l’ouest de Sept-Îles et de Natashquan. Le projet comprend quatre centrales hydroélectriques (Romaine-1 à Romaine- 4) ayant une puissance cumulée de 1550 MW pour une énergie moyenne produite de 8 TWh/an. Une route permanente de 150 km reliant les futurs ouvrages à la route 138 est présentement en construction. La fin du projet est prévue pour 2020. La Romaine-1 de 270 MW est présentement en construction. Elle a nécessité 75 000m3 d’excavation souterraine, 1 350 000m3 d’excavation de surface, 65 500 m3 de béton et 665 000 m3 de remblais. Presque toute l’excavation est maintenant terminée et on est en phase construction des infrastructures. La Romaine-2 de 640 MW est quant à elle en phase finale. Elle a nécessité 1 315 000 m3 d’excavation souterraine, 2 242 000 m3 d’excavation de surface, 46 000 m3 de béton et 7 190 000 m3 de remblais. Les ouvrages de retenue de la Romaine-2 ont été réalisés à l’aide de noyaux asphaltiques, une innovation. Le chantier de la Romaine-3 qui a une puissance de 395 MW est présentement en développement et nécessitera 386 000 m3 d’excavations souterraines, 828 000 m3 de roc de surface, 45 000 m3 de béton et 3 835 000 m3 de remblais. Le chantier de la Romaine-4 qui aura une puissance de 245 MW est en devenir. Ce chantier nécessitera 300 000 m3 d’excavations souterraines, 1 000 000 m3 d’excavations de surface, 32 000 m3 de béton et 3 250 000 m3 de remblais. Finalement, la route d’accès est présentement en cours de réalisation. À la question à savoir si le projet de la Romaine-4 pouvait être remis en question, monsieur Albert a répondu qu’en principe le projet la Romaine est un tout et qu’il serait surprenant que l’on en retranche un élément car on amputerait le projet de sa capacité de puissance.

Par la suite, monsieur Roger Lars Holmberg, un suédois reconnu internationalement dans le monde des explosifs, notamment comme co-auteur d’un ouvrage sur les explosifs, agissait comme représentant de la compagnie russe Nitro Sibir qui analyse présentement les possibilités de venir s’installer dans le marché nord américain en commençant par le Québec. Après avoir introduit la compagnie, il a présenté : « Le logiciel de Nitro Sibir ZAO pour le calcul des opérations de travaux de forage et de minage ». Ce logiciel a été développé pour aider à évaluer l’efficacité des travaux de forage et de sautage sur la base de trois critères : la fragmentation, le prix, et la santé, la sécurité et l’environnement. La méthodologie de calcul du logiciel prend en compte l’efficacité du travail des explosifs, les conditions géologiques, l’analyse du degré de fragmentation, la géométrie de la charge explosive, les facteurs économiques ainsi que les résultats réels produits par d’autres sautages sur le site. Selon la compagnie, il est très facile d’utiliser leur logiciel. Il n’y a aucun programme ou module séparés. Tous les rapports, les résultats calculés et les tableaux de données peuvent être affichés directement à l’écran ce qui simplifie l’évaluation et l’analyse. L’interface a été conçue pour être facilement utilisable avec un écran tactile. Plus de vingt paramètres initiaux peuvent être entrés pour aider à l’évaluation du La conférence « Contrôle des murs dans un massif rocheux fortement fracturé » par Patrick Andrieux (Groupe de consultation Itasca, inc.) a montré un aspect du forage-sautage concernant la préservation de l’intégrité des surfaces finales demeurant en arrière des volumes rocheux dynamités qui dépend principalement de la géomécanique du site et vise à assurer la stabilité de ces surfaces. Dans ce contexte, ce n’est donc ni la fragmentation, ni le profil ou la position du matériel abattu qui sont visés mais plutôt de minimiser les niveaux vibratoires et les dégâts causés par les gaz de détonation. L’approche consiste en la préparation de la surface finale (pré-découpage, post-découpage, forage rapproché), l’adoucissement du tir final et l’adoucissement du dernier tir de production avant le tir final. Les critères standards du pré-découpage sont empiriques dans des conditions dites « normales », autrement dit avec une géologie d’un massif rocheux rigide, résistant mais fragile, ayant peu de fracturation. Les critères standards précisent un diamètre de la charge plus petit ou égale à 50% du diamètre du trou, d’avoir un espacement des trous divisé par le diamètre des trous de l’ordre de 10, et d’avoir un facteur de découpage entre 0,30 et 0,70 kg/m2. Lorsqu’on est aux prises avec des conditions géologiques extrêmement difficiles, il est alors recommandé pour les trous de pré-découpage de cibler des facteurs de découpage comparables au cas de géologie normal, mais avec des trous de forages de plus petit diamètre forés plus rapprochés, et avec des charges réduites. L’utilisation de cette méthode a pour but de distribuer l’énergie explosive de manière plus uniforme. Malgré le fait que cette approche est plus fastidieuse, coûteuse et généralement moins productive, elle doit être considérée en termes de bénéfices géomécaniques.

Pour compléter cette 36e session d’étude, Pierre Dorval (MTQ) a présenté un cas de glissement majeur dans le roc soit l’« Instabilité à la mine LAB Chrysotile : impact sur le réseau routier ». L’étude a débuté en août 2009 lorsqu’une petite partie du mur est de la mine à ciel ouvert de LAB Chrysotile, qui borde la route 112, s’est effondrée, mobilisant 160 000 tonnes de roc qui se détachent subitement. Une première fermeture de la route 112 fut effectuée et l’examen de la chaussée révéla la présence de nombreuses fissures longitudinales entre le glissement et le belvédère. La fermeture de la route fut maintenue et des travaux d’investigation ont été effectués pour identifier les surfaces de rupture potentielles. L’hypothèse d’une amorce de rupture profonde et majeure se renforça suite à la découverte de nouvelles fissures ouvertes importantes. Après analyse des résultats, il fut constaté qu’il s’agissait d’un glissement lent dans le roc et qu’un mouvement subi n’était pas à craindre à court terme. En octobre 2009, on remarquait une importante déformation d’une section de la glissière dans un secteur beaucoup plus à l’ouest. On déduisit alors qu’il pourrait s’agir d’une seconde zone de déformation aussi importante que celle au sud du belvédère. En mars 2011, suite à la fonte printanière, l’analyse des résultats de l’instrumentation mise en place confirme que les options de stabilisation ne sont pas envisageables, les plans de rupture étant à trop grande profondeur. Au début mai 2011, la découverte de nouvelles fissures au niveau des haldes du côté est suggère qu’il ne s’agit pas de 2 glissements indépendants mais que les mouvements observés font partie d’un immense glissement. À la fin du mois de mai 2011, l’apparition de nouvelles fissures suggère une situation qui évolue très rapidement. La fermeture définitive de ce tronçon de la route 112 est alors décrétée. Finalement, plus d’un an plus tard, dans la nuit du 12 au 13 juillet 2012, se produit le mouvement le plus important à ce jour lorsqu’une masse de roc de 10 millions de m3, circonscrite par les fissures délimitant le glissement du secteur nord et d’une partie du secteur sud, s’affaisse en bloc d’environ 70 m de dénivellation, emportant une partie de la route et du chemin temporaire. L’estimé le plus récent du volume total de roc qui pourrait être mobilisé est de l’ordre de 30 millions de mètre cubes.

C’est sur cette note que le comité organisateur a procédé à l’ajournement de cette 36e session d’étude en remerciant les conférenciers, les participants sans oublier toutes les personnes impliquées dans l’organisation de cette session d’étude. En terminant, le prochain rendezvous a été fixé au 13 et 14 novembre 2014 pour la tenue de la 37e édition des sessions d’étude sur les techniques de sautage. Nous vous attendons en grand nombre!

Pierre-Luc Deschênes – Collaborateur SEEQ
Printemps 2014

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