Comportement hydromécanique des remblais miniers en pâte cimentés et des chantiers miniers remblayés

Résumé Avec la forte demande en métaux dans les pays émergents à travers le monde, la production minière a atteint un régime soutenu. De ce fait, l’industrie minière contribue énormément au PIB de nombreux pays miniers. Mais dans le même temps, l’exploitation de plus en plus intense des gisements génère également des rejets solides (résidus et roches stériles) qui sont entreposés en surface dans des aires d’accumulation. Cependant, les aires d’accumulation des résidus, aussi appelés parcs à résidus, nécessitent un suivi et une gestion particulière pendant de très longues périodes afin d’éviter tout drainage minier acide (DMA), résultat de l’oxydation des sulfures de fer et les minéraux métalliques contenus dans les résidus. Dans le cas d’une exploitation souterraine, une partie des résidus est renvoyée sous terre sous forme de remblai en pâte cimenté (RPC). Le RPC est constitué de résidus, d’eau de mélange et d’un agent liant. Le RPC est ainsi destiné à augmenter la stabilité des épontes des excavations minières permettant d’optimiser l’exploitation des gisements sous terre (taux d’extraction élevé) et aussi d’améliorer la sécurité des travailleurs et de réduire l’empreinte écologique de la mine. Cependant, le coût de l’agent liant représente en moyenne entre 12% et 16% des coûts d’opération d’une mine utilisant le RPC. D’où une quête incessante d’optimiser les coûts des opérations de remblayage tout en atteignant les cibles de résistance visée. Un des aspects importants est le comportement du RPC une fois sous terre. La distribution des contraintes dans le chantier remblayé est un phénomène qui requiert encore une investigation dans le but d’éclaircir certains principes. D’autant plus, les pressions exercées par le remblai sur les barricades construites pour retenir ce dernier dans les chantiers, ont un comportement différent qui influence sa construction. L’analyse de l’impact de la cure sur les chantiers est un élément essentiel dans la séquence de minage. Il sera aussi question de déterminer les différences au niveau des différents paramètres entre un chantier remblayé et un modèle physique au laboratoire. C’est dans ce but que nous avons porté notre esprit critique. Il s’agira aussi de comparer les contraintes dans les chantiers remblayés avec différents types de liants, différentes séquences de remblayage. Pour ce faire, des essais de cisaillement ont été réalisés afin de déterminer les caractéristiques du remblai et ensuite une estimation des contraintes selon les différentes situations. ---------- ABSTRACT The growth of the mining economy generates significant revenue for many companies. The exploitation also generates an increase amount of tailings that are stored at the surface. Tailings accumulation areas, also known as tailings ponds, require special monitoring and management for very long periods of time to avoid acid mine drainage (AMD), the result of the association between iron sulphides and metallic minerals. In order to reduce the amount of these tailings, they are returned underground in the form of cemented paste backfill (CPB). The cemented paste backfill, while reducing the amount of tailings, increases the stability of the structures and walls to optimize the operation of underground construction sites by increasing the reserves and also improving the safety of the workers. However, the CPB consisting of tailings, water and cement has a high financial cost of operation to the point of reaching ¼ of the overall financial costs of the mine. A regular quest of optimization, while meeting the targets for underground mining, has been the main focus of many researches with encouraging results at the end. One of the important points is the behavior of this CPB once underground. The distribution of stresses inside the stopes is a phenomenon that requires more investigation to clarify some of the principles already defined in the literature. Especially, the pressure the CPB exerts on the fences built to keep him in the stope have different behaviour toward it and it factors in the building of the fence. Even less the impact of the cure time is an important detail in the mining plan of the secondary stopes. The differences in the parameters of a real stope and one that has been filled in the laboratory with reduce size will be a main topic. These are where we will carry out critical spirit. It will also be a matter of comparing the stress in the backfilled stopes with different types of binders, different backfilling sequences in order to perform shear tests to determine the characteristics of the CPB and then an estimation of the stress according to different situations

Modélisation paramétrique en conception architecturale : Caractérisation des opérations cognitives de conception pour une pédagogie

This research focuses on the uses of parametric modeling in architectural design. The object of this research is to identify cognitive operations involved in these uses. The characterisation of these mental operations is then a support to develop pedagogy and didactics tools. Analyses of design practices in professional contexts show that parametric modeling is linked to various computer assisted tasks: complex form finding and representation, evaluation, optimization, fabrication, communication, collaboration etc. We observed in our analyses that most often parametric modeling actors are not the one who design projects. Parametric modeling requires expert skills and knowledge that most architects have not yet mastered. How architects could be assisted for parametric modeling during the design process and how they could be trained are thus crucial questions. In order to address these questions we searched to identify the characteristics of the cognitive operations implied in the uses of parametric modeling in architectural design. We used Architecturology as scientific support of the research. Architecturology provides a scientific language for describing cognitive operations of architectural design. This language aims to interrogate conception through cognitive operations of giving measurements to an artifact. In this reseach, we distinguished operations that give measurement to an architectural object and operations that give measurement to a parametric model’s object. We found out different kind of operations implied in parametric model conception: -elementary operation of conception (slicing, dimensioning and referencing) and; -pragmatic operation of conception (interpretating, pooling and translating in parametric geometry). These operations show that we can distinguish conception of parametric modelling and architectural design, but it also show that these operations are intricate. Relevancies and references implied in elementary operations of conception are porous. This porosity between parametric modelling and architectural design is allowed by the pragmatic operations and by the construction of a common knowledge. Thus the theoretical framework developed to analyze parametric architectural design situations leaded us to analyze various methodological or technical support tools proposed for assisting parametric modeling. For example, we analyzed the different supports provided by the large community of parametric modeling users and the “patterns” method developed by R. Woodbury. Thanks to the different results of the research (cognitive operation identified and existing helps analyzed) we proposed didactics tools for assisting architects to parametric design.Cette recherche porte sur les usages des logiciels dit de « modélisation paramétrique » en conception architecturale. Plus spécifiquement, sont interrogées les activités cognitives de conception impliquées lors de ces usages. L’architecturologie est le support scientifique de cette recherche. Les concepts de l’architecturologie permettent d’interroger les activités cognitives de conception en termes d’opérations d’attribution de mesures. Les résultats de cette thèse montrent que les principales opérations cognitives de conception de modèles paramétriques sont : - des opérations élémentaires de la conception telles qu’interrogées par l’architecturologie: le découpage, le dimensionnement et la référenciation ; - des opérations « pragmatiques », c'est-à-dire participant de la conception mais ne relevant pas directement d’une opération d’attribution de mesures, ces opérations sont : la mise en commun, l’interprétation, l’appropriation d’outil et l’opération de traduction en géométrie paramétrique ; des opérations de logiques relevant de l’induction ou de la vérification. Ces opérations nécessitent et participent à la construction d’un espace des savoirs de la modélisation paramétrique. Cet espace des savoirs ainsi que les opérations pragmatiques observées permettent une intrication par l'échange et le partage de pertinences et d'espaces de référence entre la conception de modèles paramétriques et la conception architecturale. Les analyses menées pointent les difficultés rencontrées dans ces activités de conception. La caractérisation des opérations de conception propres à l’usage de la modélisation paramétrique en conception architecturale a permis d’interroger la méthode des patterns proposée par R. Woodbury. Ces patterns sont proposés comme une aide à la conception de modèles paramétriques en conception architecturale. L’analyse des usages de ces patterns montre que si ceux-ci sont potentiellement une aide puissante, leur généricité les rend difficiles d’accès. Cette méthode peut être complétée par le développement d’une bibliothèque de patterns appliqués (appelés samples) permettant à l’étudiant un apprentissage par l’exemple et par induction. Un support d’apprentissage s’appuyant sur ces résultats a été développé et testé lors de la thèse sur la plateforme www.parametric-ressources.com. Les connaissances construites dans cette thèse sur l'usage de la modélisation paramétrique en conception architecturale a permis de proposer une pédagogie visant à accompagner l'apprentissage des activités cognitives sollicitées. Des objectifs pédagogiques ont été définis par rapport aux opérations cognitives que l'étudiant doit pouvoir mettre en œuvre. Une pédagogie par le projet ainsi qu'une pédagogie par travaux dirigés sont proposées en vue de répondre à ces objectifs

Comportement hydromécanique des remblais miniers en pâte cimentés et des chantiers miniers remblayés

Avec la forte demande en métaux dans les pays émergents à travers le monde, la production minière a atteint un régime soutenu. De ce fait, l’industrie minière contribue énormément au PIB de nombreux pays miniers. Mais en même temps, l’exploitation de plus en plus intense des gisements génère également des rejets solides (résidus et roches stériles) qui sont entreposés en surface dans des aires d’accumulation. Cependant, les aires d’accumulation des résidus, aussi appelés parcs à résidus, nécessitent un suivi et une gestion particulière pendant de très longues périodes afin d’éviter tout drainage minier acide (DMA), résultat de l’oxydation des sulfures de fer et les minéraux métalliques contenus dans les résidus. Dans le cas d’une exploitation souterraine, une partie des résidus est parfois renvoyée sous terre sous forme de remblai en pâte cimenté (RPC). Le RPC est constitué de résidus, d’eau de mélange et d’un agent liant. Le RPC est ainsi destiné à augmenter la stabilité des épontes des excavations minières permettant d’optimiser l’exploitation des gisements sous terre (taux d’extraction élevé) et aussi d’améliorer la sécurité des travailleurs et de réduire l’empreinte écologique de la mine. Cependant, le coût de l’agent liant représente en moyenne entre 12% et 16% des coûts d’opération d’une mine utilisant le RPC (Belem et Benzaazoua, 2008). D’où une quête incessante d’optimiser les coûts des opérations de remblayage tout en atteignant les cibles de résistance visée. Un des aspects importants est le comportement du RPC une fois sous terre. La distribution des contraintes dans le chantier remblayé est un phénomène qui requiert encore une investigation dans le but d’éclaircir certains principes. D’autant plus, les pressions exercées par le remblai sur les barricades construites pour retenir ce dernier dans les chantiers, ont un comportement différent qui influence sa construction. L’analyse de l’impact de la cure sur les chantiers est un élément essentiel dans la séquence de minage. Il sera aussi question de déterminer les différences au niveau des différents paramètres entre un chantier remblayé et un modèle physique au laboratoire. C’est dans ce but que nous avons porté notre esprit critique. Il s’agira aussi de comparer les contraintes dans les chantiers remblayés avec différents types de liants, différentes séquences de remblayage. Pour ce faire, des essais de cisaillement ont été réalisés afin de déterminer les caractéristiques du remblai et ensuite une estimation des contraintes selon les différentes situations