ETUDE DE « L’EBS SOIL STABILIZER COMME MATERIAUX DE ...

ESSAKANE S.A

ETUDE DE « L’EBS SOIL STABILIZER » COMME MATERIAUX DE REVETEMENT SUR LES ROUTES EN

TERRE : CAS DES ROUTES MINIERES D’ESSAKANE S.A

MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU

MASTER : GENIE CIVIL ET MINE

OPTION : ROUTES ET OUVRAGES D’ART

Présenté et soutenu publiquement le 25 Juin 2013 par

NAFISSATOU KOALA

Travaux dirigés par : .Docteur ISMAILA GUEYE

(Responsable Pédagogique du Master Génie Civil 2iE)

. M. ANDRE HARVEY

(Chef ingénieur à ESSAKANE S.A)

Jury d’évaluation du stage:

PRESIDENT: GUEYE I.

MEMBRES ET CORRECTEURS : LAWANE A. SOUISSI S. BARRO S.

Promotion [2012/2013]

Étude du « EBS Soil Stabilizer » comme matériaux de revêtement sur les routes en terre : cas des routes

minières d’Essakane S.A.

KOALA Nafissatou, Promotion 2012-2013, Soutenu en juin 2013

II

DEDICACES

A ma famille, Sans elle je ne serais jamais parvenu aussi loin.

A mes amis pour leur présence,

Et leur aide au quotidien.

A tous ceux qui m’ont soutenu durant ces années d’études , je vous dédis ce travail.




III

REMERCIEMENTS

Au terme de mes études de master et au terme de ce travail je tiens à exprimer mes

remerciements et ma gratitude :

A Mr. le Directeur Général de la Fondation 2iE

A Mr. le Responsable Pédagogique du Master Génie Civil, Dr ISMAILA GUEYE

A Dr ISMAILA GUEYE mon encadrant à l’école pour ce projet, pour son aide, son suivi, ses

conseils, sa disponibilité et tout l’appui dont j’ai bénéficié.

A Mr ANDRE HARVEY, ingénieur en Chef du département Mine/Ingénierie d’Essakane S.A

pour son encadrement, pour m’avoir accueilli au sein de sa structure et m’avoir fourni les

données nécessaires à mon projet de fin d’étude ainsi que pour les conseils avisés dont j’ai

bénéficié.

Mr CHRISTOPHER JOHN CUSACK, Surintendant Ingénierie Minier pour l’accueil et le bon

environnement de travail ainsi que pour le suivi de mon travail.

Au personnel du département Mine d’Essakane, Melle JARRY, Mr GINGRAS, Mr

OUEDRAOGO, Mr GUISSOU, Mr GANAME et à toute l’équipe pour leur disponibilité et

leur compréhension.

A toute l’équipe pédagogique de la Fondation 2iE, pour la formation au cours de laquelle j’ai

pu bénéficier d’un enseignement de qualité, une formation professionnelle mais aussi les

conseils avisés de la part de tous mes professeurs. Vous m’avez appris un métier.

A Mr SALIF LAMOUSSA KABORE, sans qui je n’aurai pas eu ce stage.

Au membre du jury pour avoir accepté de juger mon modeste travail.

Je ne saurais citer tous les noms, ce document tout entier ne suffirait pas,

Néanmoins, à tous ceux qui de près ou de loin ont contribué à la réalisation de ce projet je

vous dis du fond du cœur merci.




IV

RESUME

Les démarches entreprises pour ce travail s’inscrivent dans un programme de recherche visant

à l’élaboration d’un guide complet sur la conception, la construction et l’entretien de routes

non revêtues en contexte climatique sahélienne.

La poussière qui s’échappe des chemins et routes locales non revêtus par temps sec est une

source importante de particules fines dans l’air qui a de nombreuses répercussions

environnementales et socio-économiques. En effet, ces particules sont la cause de pollution

atmosphérique, elles réduisent la visibilité des conducteurs en plus d’avoir une incidence

néfaste sur la santé des usagers. Une grande variété de produits abat-poussière servant à

contrôler ce phénomène est actuellement offert sur le marché.

Ce travail de recherche porte sur la performance de chaussées non revêtues traitées par abat-

poussière. Il inclut notamment une partie expérimentale de terrain qui se déroule sur un site

minier au Burkina Faso. La nature des produits à l’essai est très diversifiée de même que les

critères d’évaluation de performance des chaussées qui couvrent la poussière générée, l’état

de la surface de roulement et les impacts environnementaux. Ces critères ont été évalués de

façon qualitative et quantitative sur une période de 3 mois.

Ainsi, les résultats ont donné : une couche de roulement stable et dure, imperméable à l’eau

(pas de formation de boue) et qui n’entraine pas d’émission de poussière. Cependant, il a été

constaté que cette couche était très sensible aux gravillons qui accéléraient sa dégradation.

Aussi les résultats obtenus révèlent que la famille des produits synthétiques tels que l’EBS est

la mieux adaptée au contexte climatique de l’étude. Ainsi avec son pouvoir d’abat poussière et

de stabilisant, il s’est avéré plus efficace avec des résultats plus satisfaisantes soldés d’une

réduction considérable de la poussière. Le choix final du produit devrait être fait aussi selon

les contraintes économiques et environnementales du site d’application.

Mots clés :

Route ; Poussière ; Stabilisateur ; Abats-poussière ; Mine




V

ABSTRACT

Conclusions obtained from this research project will be supplemented to a guide which will

consider all the relevant parameters in the establishment of design, construction and

maintenance guidelines on unpaved roads in sahelian locations.

Dust generation from unpaved roads is a great source of airborne particles which can have

environmental as well as economic impacts. These particles are a driving hazard to motorists

using the road and are also the cause of many health problems. In addition to atmospheric

pollution, the generation of dust also leads to loss of aggregate and road surface deterioration.

A wide range of dust suppressants are commercially available to help control this problem.

This research project covers the performance of unpaved roads treated with dust suppressant.

Field testing was conducted on a mining site in Burkina Faso over three months period.

Several dust suppressants were evaluated through different criteria of performance including

dust abatement, road condition and environmental impacts. These criteria were evaluated

qualitatively and quantitatively over a period of 3 months.

Thus, the results that have been identified are: a stable layer and rolling hard, waterproof (no

sludge formation) and does not cause dust emission. However, it was found that this layer was

very sensitive to engrave that accelerated degradation.

Also the results show that the family of synthetic products such as EBS is best suited to the

climatic conditions of the study. And with its dust control and stabilizing power, it was more

effective with more satisfactory results resulted in a significant reduction in dust.

The final choice of the product should be made according to the economic and environmental

constraints of the application site.

Key words: Road; Dust; Stabilizer; Dust suppressant; Mine.

Étude de « EBS Soil Stabilizer » comme matériaux de revêtement sur les routes en terre : cas des routes


KOALA Nafissatou Promotion 2012-2013, Soutenu en juin 2013

LISTE DES ABREVIATIONS

AASHTO: American Association of State Highway and Transportation Officials

BB: Bitume Bitumineux

CaCl2 : Chlorure de Calcium

Da : Diamètre aérodynamique

DGR : Direction Générale des Routes

EBS: Emulsified Base Stabilizer

EMZ : Essakane Mining Zone

GC/ROA : Génie Civil option Route et Ouvrages d’Art

GPS : Global Position Station

h : Heure

l : Litre

m2 : Mètre carré

MgCl2 : Chlorure de Magnésium

Na Cl : Chlorure de Sodium

NB: Nota Bene

OPM: Optimal Proctor Modifié

Ph : potentiel hydrogène

PM: Particulate Matter (Matière Particulaire)

PSI: Pound per Square Inch

S.A: Société Anonyme

SN SOSUCO : Société Nouvelle/Société Sucrière de la Comoé

SUCAF : Sucrerie Africaine

UV: Ultra-violet

$ CAN: Dollar Canadien




7

SOMMAIRE

CHAPITRE I : INTRODUCTION ....................................................................................... 12

I.1.CONTEXTE DE L’ETUDE .................................................................................................... 14

I.2.PROBLEMATIQUE .............................................................................................................. 14

I.3.OBJECTIF GENERAL .......................................................................................................... 15

I.4. OBJECTIFS SPECIFIQUES .................................................................................................. 15

I.5. TACHES A EFFECTUER ...................................................................................................... 16

I.6. RESULTATS ATTENDUS .................................................................................................... 16

I.7. METHODOLOGIE DE TRAVAIL .......................................................................................... 16

CHAPITRE II : PRESENTATION DE LA STRUCTURE D’ACCUEIL ....................... 18

II.1.PRESENTATION DE LA MINE ............................................................................................. 19

II.2. HISTORIQUE DE LA MINE ....................................................................................... 20

II.3. DEPARTEMENT D’ACCUEIL ......................................................................................... 20

II.4. ZONE D’ETUDE (VOIRIE) ................................................................................................. 21

CHAPITRE III : RECHERCHE BIBLIOGRAPHIQUE .................................................. 22

III.1.EVALUATION DE LA POUSSIERE ..................................................................................... 23

III.1.1. L’étude granulométrique .................................................................................... 23

III.1.2.Les sources d’émission .......................................................................................... 24

III.1.2.1.Phénomènes naturels ....................................................................................... 24

III.1.2.2.Activités minières ............................................................................................ 25

III.2.MESURES DE DEGRADATIONS DES ROUTES .................................................................... 26

III.2.1.Mesures qualitatives .............................................................................................. 26

III.2.2.Mesures quantitatives ............................................................................................ 27

III.3. PRODUITS ABATS-POUSSIERE ET STABILISANTS ............................................................ 28

III.3.1.Définition ............................................................................................................... 28

III.3.1.1.La famille des produits organiques ................................................................. 28

III.3.1.2.La famille des produits hygroscopiques .......................................................... 29

III.3.1.3.La famille des produits synthétiques ............................................................... 29

III.4. CARACTERISATION DES ROUTES D’ESSAI .................................................................... 29

III.4.1. Première section d’essai .................................................................................... 29

III.4.1.1.Localisation ..................................................................................................... 29

III.4.1.2.Circulation ....................................................................................................... 29

III.4.2. Deuxième section d’essai ................................................................................... 30

III.4.1.1.Localisation ..................................................................................................... 30

III.4.1.2.Circulation ....................................................................................................... 30

III.4.3.Climat du site ......................................................................................................... 30

III.4.4.Composition minéralogique du sol. ....................................................................... 31

III.5.QUELQUES PROJETS DEJA REALISES SUR LE SITE D’ESSAKANE ...................................... 32

III.5.1. Le Dust Stop .......................................................................................................... 32

III.5.2.Chlorure De Calcium (CaCl2) ............................................................................... 32

III.6. LEURS IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX ......................................................................... 33




8

CHAPITRE IV : CAS D’ETUDE : APPLICATION D’ABAT POUSSIERE AU

NIVEAU DE LA MINE D’ESSAKANE. ............................................................................. 34

IV.1. CONTEXTE DU BESOIN D’UNE SOLUTION EFFICACE CONTRE LA POUSSIERE ................. 35

IV.2. TECHNIQUE D’EVALUATION DE LA POUSSIERE EMISE SUR LE SITE .............................. 35

IV.3. METHODE ACTUELLE DE TRAITEMENT DE LA POUSSIERE : LA MELASSE ..................... 38

IV.3.1. Généralités ............................................................................................................ 38

IV.3.2. Mode opératoire de l’épandage de la mélasse ................................................... 38

IV.3.2.1.Dilution ........................................................................................................... 38

IV.3.2.2.Viscosité du produit ........................................................................................ 38

IV.3.2.3.Besoins de traitement de la route .................................................................... 39

IV.3.3. Préparation de la route ...................................................................................... 39

IV.3.4. Epandage ............................................................................................................ 40

IV.3.5. Maintenance des voies traitées .......................................................................... 40

IV.4. SOLUTION TEST DE TRAITEMENT DE LA POUSSIERE : L’EBS ....................................... 41

IV.4.1. Présentation du produit ...................................................................................... 41

IV.4.2.Mise en œuvre de l’EBS ......................................................................................... 41

IV.4.2.1.Première section (route du camp) ................................................................... 41

IV.4.1.2.Deuxième section (voie principale d'accès à la fosse) .................................... 43

IV.4.3. Mécanisme d’action de l’EBS sur le sol ............................................................. 44

IV.4.3.1. La stabilisation ............................................................................................... 44

IV.4.3.2. L’émulsion polymère ..................................................................................... 45

IV.4.3.3.Comment un polymère stabilise-t-il les sols? ................................................. 45

Schémas décrivant le mode d’action de l’EBS ................................................................. 46

IV.4.4.Maintenance ........................................................................................................... 46

IV.5. SUIVI ET EVALUATION ................................................................................................ 47

IV.5.1. La poussière ....................................................................................................... 47

IV.5.2. Surface de roulement .......................................................................................... 48

IV.6. PRESENTATION ET ANALYSE DES RESULTATS ............................................................. 49

IV.6.1. Nature de la chaussée après application ........................................................... 49

IV.6.2. Apports et insuffisances ...................................................................................... 50

IV.6.3. Impacts environnementaux ................................................................................. 51

IV.6.4.Etude économique comparative ............................................................................. 51

CHAPITRE V : RECOMMANDATIONSETCONCLUSION .......................................... 53

V.1. RECOMMANDATIONS .................................................................................................. 54

V.2. CONCLUSION .............................................................................................................. 54

BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................. 56

ANNEXE ................................................................................................................................. 58




9

LISTE DES TABLEAUX

TABLEAU 1 : DISTANCE PARCOURUE PAR UNE PARTICULE EN FONCTION DE SON DA ET DE LA

VITESSE DU VENT (UNICEM, 2011) ..................................................................................... 24

TABLEAU 2 : LIEN ENTRE DEGRE DE GRAVITE ET NATURE DES TRAVAUX ................................. 27

TABLEAU 3 : FAMILLES ET PRODUITS MIS A L’ESSAI ................................................................ 28

TABLEAU 4 : CLASSEMENT DE LA PERFORMANCE DES PRODUITS ETUDIES................................ 55

TABLEAU 5 :ANALYSE ET EVALUATION DES IMPACTS POUSSIERES ................................................ 60

TABLEAU 6 : IMPACT DES CHLORURES ....................................................................................... 61

TABLEAU 7 : COMPARATIF DES DEUX STABILISATEURS ............................................................ 65

TABLEAU 8 : COUT D’ACHAT EN MILLIERS DES ABATS POUSSIERES DE 2013 A 2025 ................ 66

TABLEAU 9 : ESTIMATION DU COUT DU CARBURANT EN MILLIERS DES ENGINS POUR TOUTE LA

SURFACE ............................................................................................................................ 68

TABLEAU 10 : COUT EN MILLIERS D’UNE APPLICATION SUR LA SURFACE TOTALE EN TENANT

COMPTE DU CARBURANT .................................................................................................... 70

TABLEAU 11 : TABLEAU COMPARATIF ENTRE L’EBS ET LE BITUME ...................................... 71




10

LISTE DES FIGURES

FIGURE 1 : SITUATION DE LA MINE D’ESSAKANE, D’APRES IAMGOLD CORPORATION, 2009 .. 19

FIGURE 2 : EXEMPLE DE CARACTERISATION GRANULOMETRIQUE D’UN ECHANTILLON DE

POUSSIERE .......................................................................................................................... 24

FIGURE 3 : MECANISME NATUREL CONDUISANT A L'APPARITION DE VENT ASCENDANT .................. 25

FIGURE 4 : CONSOLE MUNI DE CLAVIER ET D’UN PORTABLE ; OUTIL PRINCIPAL DE RELEVE DE

DEGRADATIONS. .................................................................................................................. 27

FIGURE 5 :POINTS DE SUIVI DES RETOMBEES DE POUSSIERES EN 2012 ........................................ 59

ANNEXE FIGURE 6 ................................................................................................................... 62

FIGURE 6 :LES ROUTES DU SITE MARS 2013 ............................................................................... 63

FIGURE 7 :CARTE DES TRONÇONS D’EPANDAGE DE LA MELASSE AU NIVEAU DES VILLAGES DU BY-

PASS.................................................................................................................................... 64




11

LISTE DES PHOTOS

PHOTO 1 : TEST PIT 01 .......................................................................................................................... 31

PHOTO 2 : MICRODUST .......................................................................................................................... 36

PHOTO 3 : L’ANALYSEUR OSIRIS ........................................................................................................... 36

PHOTO 4 : TRACES DE VEHICULE ........................................................................................................... 43

PHOTO 5 : PASSAGE DE CAMION SUR LA SECTION ................................................................................... 44

PHOTO 6 : BOUE APRES LA SECTION ....................................................................................................... 44

PHOTO 7 : PASSAGE DE VEHICULE SANS EMISSION DE POUSSIERE .......................................................... 48

PHOTO 8 : FORAGE DE MINE (DYNAMITAGE) .......................................................................................... 72

PHOTO 9 : POUSSIERE DEGAGEE APRES UN DYNAMITAGE ....................................................................... 72

PHOTO 10 : CHARGEMENT D’UN CAMION PAR UNE PELLE ...................................................................... 72

PHOTO 11 : DEPLACEMENT D’UN CAMION ............................................................................................. 73

PHOTO 12 : POUSSIERE PROVENANT DU CONVOYEUR ............................................................................. 73

PHOTO 13 : DILUTIONDU DUST STOP .................................................................................................... 74

PHOTO 14 : EPANDAGE DU DUST STOP .................................................................................................. 74

PHOTO 15 : ROUTE TRAITEE AVEC LE DUST STOP .................................................................................. 74

PHOTO 16 : ROUTE TRAITEE AVEC LE DUST STOP .................................................................................. 74

PHOTO 17 : EPANDAGE DU CACL2 ........................................................................................................ 75

PHOTO 18 : ROUTE TRAITEE AVEC LE CACL2 .......................................................................................... 75

PHOTO 19 : LA MELASSE SUR LA ROUTE DU CAMP (SITE) ........................................................................ 76

PHOTO 20 : CITERNE DE MELASSE ......................................................................................................... 76

PHOTO 21 : EPANDAGE DE NUIT (VILLAGE) ............................................................................................ 76

PHOTO 22 : RESULTAT VU DE JOUR (ROUTE DU CAMP) ........................................................................... 76

PHOTO 23 :RACLAGE DE LA SURFACE DE LA CHAUSSEE ......................................................................... 77

PHOTO 24 : HUMIDIFICATION DE LA BANDE D’ESSAI ............................................................................. 77

PHOTO 25 : DECHARGEMENT ................................................................................................................ 77

PHOTO 26 : REMBLAYAGE ...................................................................................................................... 77

PHOTO 27 : COMPACTAGE ..................................................................................................................... 78

PHOTO 28 : DILUTION DU PRODUIT ....................................................................................................... 78

PHOTO 29 : ARROSAGE .......................................................................................................................... 78

PHOTO 30 : COUCHE DE PRODUIT ......................................................................................................... 79

PHOTO 31 :RECOUVREMENT DES SEGREGATIONS ................................................................................... 79

PHOTO 32 : 1ER

JOUR (21/02/13) ............................................................................................................ 80

PHOTO 33 : 05/03/13 : FINE COUCHE DE MELASSE ................................................................................ 80

PHOTO 34 : 12/03/13 : ARRACHEMENT .................................................................................................. 80

PHOTO 35 : 10/04/13 : ARRACHEMENT ................................................................................................... 80

PHOTO 36 : 1ER

JOUR (22/02/13) ............................................................................................................ 82

PHOTO 37 : 26/02/13 : TRACE D’UN ENGIN A CHENILLE ......................................................................... 82

PHOTO 38 :27/02/13 : SECTION NORMALE ............................................................................................. 82

PHOTO 39 : 25/03/13 : SECTION RACLEE PAR UNE NIVELEUSE ................................................................ 82

PHOTO 40 : 1ER

JOUR (26/02/13) ............................................................................................................ 83

PHOTO 41 : 21/03/13 : FORMATION DE NID DE POULE ........................................................................... 83

PHOTO 42 : 25/03/13 PRESQUE PLUS DE MELASSE ................................................................................. 83




12

CHAPITRE I :

INTRODUCTION




13

Le Burkina Faso, grand carrefour de l’Afrique de l’Ouest, dispose de 61 367 km de routes

dont 15 304.01 km de routes classées reparties en 12 136.46 km de routes en terres et

3 167.55 km de routes bitumées (DGR,2011, réseau routier classé du Burkina actualisé).

Vu les limites économiques du pays, le bitumage de tout le réseau semble être un programme

de longue haleine. Ainsi donc, les routes en terre sont largement les voies de transport reliant

tout le territoire et même l’étranger. Ces routes comportent le plus souvent bon nombre

d’inconvénients tels que le manque de confort (dégradation de la surface en saison sèche,

boue et inondation en période de pluie), et la poussière produite qui est néfaste pour les

riverains et l’environnement en général.

Ainsi la démarche de ce mémoire de fin d’étude de Master en Ingénierie Génie Civil option

Route et Ouvrages d’Art (GC/ROA) s’inscrit dans une dynamique de recherche de solutions

palliatives au bitume pouvant assurer un meilleur confort, une bonne tenue des routes et une

réduction appréciable des poussières.

Le travail consistera alors à l’application de quelques stabilisateurs de sol et abat-poussière

sur le site d’une mine de la place afin de dégager les différentes possibilités d’utilisation à

grande échelle.




14

I.1.Contexte de l’étude

La piste, est la voie de communication africaine par excellence qui, pendant la saison sèche,

soulève à chaque passage de véhicule d'immenses nuages de poussière rouge-orangé.

En effet, cette poussière qui émane des chemins et routes locales non revêtus par temps sec

est une source importante de production de particules dans l'atmosphère et a de nombreuses

conséquences environnementales et socio-économiques. En effet, ces particules sont la cause

de pollution atmosphérique, d’une réduction de la visibilité pour les conducteurs et de

répercussions sur la santé des utilisateurs de ce type de routes et des populations riveraines.

De plus, avec le départ des particules fines, qui participent à la cohésion et à la densification

du matériau de la couche de roulement, accentuent les dégradations de la chaussée. Ces

dégradations augmentent la fréquence d’entretien et causent des dégradations. Considérant la

place sans cesse grandissante qu’occupe la sécurité dans les transports, un effort doit être

réalisé afin d’améliorer la gestion de cette partie du réseau routier. Plusieurs produits et

techniques peuvent être utilisés pour diminuer la production de poussière. On sait

actuellement que l'utilisation de produits abat-poussière de même que d’agents stabilisants

diminue la fréquence des travaux d'entretien et permet également d'atténuer certains impacts

sur l'environnement et sur la santé. Il existe une multitude de produits sur le marché

présentement qui possède des caractéristiques bien distinctes.

Certains d’entre eux pourraient peut-être convenir à une utilisation dans le contexte

climatique qui prévaut au Burkina Faso.

I.2.Problématique

Le secteur minier, qui est en plein explosion dans le pays des Hommes Intègres, comporte

majoritairement des routes en terre. Ces routes sont une grande source de poussière qui

entrave de plus en plus à la production de ces mines et au bien-être des populations vivantes

près de ces exploitations.

Ainsi même s’il existe un grand nombre de produits abat-poussière et stabilisants sur le

marché, seulement un nombre restreint est actuellement utilisé afin de traiter les routes non

revêtues au Burkina. Dans le cas de la stabilisation d’une route, aucun produit ne semble avoir

fait l’unanimité jusqu’à présent. On préfère généralement procéder à un entretien soutenu à




15

l’aide d’une niveleuse plutôt que d’utiliser un produit qui est peut-être difficile d’application

et coûteux.

Il existe néanmoins d’autres alternatives. En effet, la recherche dans le domaine des produits

abat-poussière et stabilisants a permis de développer une grande variété de produits au cours

des dernières années. Ces derniers ont le potentiel d’offrir un meilleur rendement que les

produits traditionnels.

Différentes études portaient autant sur les procédés et techniques d’application que sur les

propriétés spécifiques des produits et les moyens d’évaluer leur efficacité sur le terrain ainsi

qu’en laboratoire. Cependant, aucune étude à ce jour n’a pu combiner l’ensemble des résultats

disponibles et les appliquer à des routes sous conditions réelles d’utilisation dans un contexte

minier.

I.3.Objectif général

C’est donc dans un esprit de synthèse que cette étude vise à valider, en conditions réelles

d’utilisation, quels produits stabilisants et abat-poussière sont les plus efficaces afin de

construire et réhabiliter les routes minières. Ils ont fait l’objet de différents essais à petite

échelle sur le terrain avant la mise en place probable sur un site minier de la place. En

parallèle à ce travail de terrain, l’aspect économique a été étudié afin de comparer les

bénéfices financiers possibles. Les impacts environnementaux ont également été pris en

considération.

I.4. Objectifs Spécifiques

Ce projet comprend plusieurs objectifs qui sont énumérés ci-dessous :

Réduire de manière significative l’émission de poussières au niveau de la mine

d’Essakane.

Réduire significativement la poussière au niveau des villages environnants.

Apporter une meilleure visibilité pour les conducteurs d’engins.

Stabiliser les routes pour une meilleure sécurité routière.




16

I.5.Tâches à effectuer

Ce sont:

- Faire une recherche des différents stabilisateurs déjà utilisés par la mine,

- Suivre l’expérimentation d’un nouveau procédé de stabilisation des routes minières,

- Déduire les apports et insuffisances de ce procédé lors de son l’application sur le site,

- Étude économique de l’application de ce produit versus un autre produit.

- Etude des impacts environnementaux enregistrés ou possibles.

- Recommandation sur l’utilisation de ce produit ou autres alternatives.

I.6.Résultats attendus

Les résultats découlant de cette recherche seront profitables tant aux réseaux routiers miniers

que nationaux comportant des routes non revêtues. Ces informations permettront aux

différents responsables soit d’avoir des routes plus stables et sécuritaires pour le transport, ou

soit d’accéder aux ressources naturelles de façon plus efficace en réduisant leurs frais

d’exploitation et leurs impacts sur l’environnement.

Il sera possible d’adapter un programme d’entretien en fonction du budget de construction

alloué, de la circulation routière, des conditions climatiques du milieu et des préoccupations

environnementales du gestionnaire.

I.7.Méthodologie de travail

Afin d’atteindre les objectifs fixés dans le cadre de cette étude, la réalisation de certaines

étapes est indispensable.

La première consiste à consulter la documentation scientifique qui porte sur le sujet à l’étude.

Ce projet de recherche se distingue par le fait qu’il réunit plusieurs aspects de performance

des produits abat-poussière et stabilisants auparavant étudiés de façon indépendante. Cela

étant dit, il a donc fallu revoir un nombre important de travaux qui couvrent un large éventail

de sujets, c’est-à-dire l’ensemble des études les plus récentes portant sur l’évaluation de la

poussière, l’évaluation de la condition de la route, l’évaluation des impacts environnementaux

des abat-poussières.




17

La deuxième étape comprend la sélection des produits qui sont à l’étude dans cette recherche.

Ce choix prend en compte la disponibilité des produits sur le site. Une fois les produits

sélectionnés, des planches d’essai ont été construites sur deux routes différentes du site. Cela

a permis de vérifier la faisabilité de la mise en place des produits sur le terrain et de

déterminer les ressources matérielles nécessaires à leur application. Sur la première route, les

sections construites ont été soumises à une circulation importante afin de déterminer l’effet

d’une sollicitation mécanique élevée sur les sections traitées. Sur la seconde route, la

circulation était celle uniquement d’engins lourds. Dans les deux cas, la route a été remodelée

avant que chaque produit ne soit appliqué.

La troisième étape consiste à réaliser le suivi des planches d’essais construites à l’étape

précédente. Pour les planches d’essai de la première route où la circulation est importante, un

suivi a été réalisé quotidiennement.




18

CHAPITRE II :

PRESENTATION DE LA

STRUCTURE D’ACCUEIL




19

II.1.Présentation de la mine

Le projet Essakane est situé dans le Nord-est du Burkina Faso, dans la région du sahel. Il

chevauche la frontière entre les provinces de l’Oudalan et du Séno, et se trouve à environ 330

km au Nord-est de la capitale, Ouagadougou (figure 4). Il est situé à 42 km à l’Est de la

grande ville la plus rapprochée et de la capitale provinciale d’Oudalan, Gorom-Gorom.

La mine d’or d’Essakane se situe sur le gisement EMZ qui est un site d’exploitation minière

artisanale actif depuis 1985. Ensuite son évolution s’est fait suivant différentes étapes qui

conduiront à sa mise en exploitation par IAMGOLD en 2009.

La mine est à proximité des villages de Marganta, Ticknawel, Bounia, Gourare et

Temoussimoussi (village entrant dans le cadre des routes traitée).

Son réseau routier s’étend sur 11, 684 km et sa pluviométrie est irrégulière et capitalise en

moyenne trois (03) mois de pluies assez importantes (55mm en moyenne).

Figure 1 : Situation de la mine d’Essakane, d’après IAMGOLD corporation, 2009




20

II.2. HISTORIQUE DE LA MINE

La mine d’or d’Essakane se situe sur le gisement EMZ qui est un site d’exploitation minière

artisanale actif depuis 1985. Ensuite son évolution se fait suivant différentes étapes qui

conduiront à sa mise en exploitation par IAMGOLD, nous pouvons résumer l’histoire de ce

gisement par les dates suivantes :

1985 Découverte d’Essakane par des orpailleurs,

1992 BUMIGEB construit une usine de lixiviation en tas,

1993 Exploration effectuée par la CEMOB en partenariat avec la BHP Minerals

International Exploration Inc.,

1996 CIMC (Coronation International Mining Corporation) obtient le permis,

2000 Faillite de la CEMOB,

2001 Exploration effectuée par Ranger Minerals,

2002 Coentreprise d’Orezone Inc. / Gold Fields,

2005 Gold Fields devient l’exploitant,

2005 Exploration et étude de préfaisabilité,

2007 Orezone Resources Inc. deviennent propriétaire d’Essakane à 90 %,

2009 IAMGOLD obtient le projet Essakane par l’entremise de son acquisition d’Orezone

Ressources Inc.,

2009 La construction a débuté en 2009 et sera terminée à la mi-2010,

2010 Production commerciale 16 juillet 2010,

En faveur de la crise, plusieurs sociétés acquerront le projet Essakane mais finalement c’est

IAMGOLD qui mettra sur pied l’exploitation.

II.3. Département d’accueil

Le stage s’est déroulé au département Mine précisément la section Ingénierie qui entre autres

impératifs (planification des activités de la fosse, dynamitage …), est en charge de trouver

une solution contre la poussière afin de diminuer les impacts de l’activité minière. C’est ainsi

que avec le soutien de toute l’équipe, ces travaux de mémoire ont pu voir le jour.




21

II.4. Zone d’étude (voirie)

Son réseau routier s’étend sur 11, 684 km. Il composé entre autre des (voir figure 6 en

annexe) :

Voie à véhicules légers (chaussée large de 10 m) :

- Route des bureaux : 1.052 m

- Route du camp : 809.7 m

Voie à engins lourds (chaussée large de 30m) :

- Rampe 1 : 400m

- Rampe 2 : 400m

- Rampe 3 : 500m

- Rampe 4 : 800m

- Rampe 6 : 400m

- Rampe 7 : 400m

- Route de contournement : 1.549m.

Les voies reliant les différents villages aux alentours s’étendent elles, sur 5370 m au total avec

des largeurs de 15 m.

Pour les sections traitées, ma première se trouve au niveau de la route du camp, à environ 100

m du camp et a des dimensions de 7m de long sur 10m de large.

La seconde section elle, se trouve sur la route de contournement juste à 10m de l’entrée

principale de la fosse et a des dimensions de 7m sur 7m.



KOALA Nafissatou, Promotion 2012-2013, Soutenu en juin 2013 22

CHAPITRE III :

RECHERCHE

BIBLIOGRAPHIQUE




23

La revue de documentation qui suit, réunit l’information pertinente portant sur les différentes

méthodes d’évaluation de performance d’une chaussée non revêtue. On relève les plus récents

développements concernant l’évaluation de la poussière, l’évaluation de la condition de la

route et l’évaluation des impacts environnementaux des abats-poussière

III.1.Evaluation de la poussière

Le terme poussière désigne un ensemble de particules solides de tailles et de provenances

diverses pouvant se maintenir un certain temps en suspension dans un gaz. Étant donné cette

définition plutôt large, il est nécessaire dans un premier temps de faire une mise au point sur

les caractéristiques de ce type d’ensemble particulaire.

III.1.1. L’étude granulométrique

Pour décrire la taille des particules composant une poussière, le paramètre utilisé est le

diamètre aérodynamique (Da) (Unicem, 2011). Cette grandeur représente :

« Le diamètre de la sphère de masse volumique 103 kg/m3 dont la vitesse limite de chute en

air calme est identique à celle de la particule dans les mêmes conditions de pression,

température et humidité relative » (Bazin, 1988, p. 4).

On peut alors caractériser une poussière par l’étude granulométrique des particules la

composant. Le résultat est donné sous forme d’un diagramme de distribution qui présente un

pourcentage de particules en fonction du Da (Figure1).

Dans le secteur minier, on parle de poussières fines (PM1), poussières moyennes (Da entre 1

et 40 µm) et poussières grossières (Da entre 40 et 80 μm) (Unicem, 2011). Dans le domaine

de la surveillance de la qualité de l’air, on parle plutôt de particules fines pour PM2.5 et de

particules grossières pour l’intervalle PM2.5 à PM10 (DETEC (2011)).




24

[μm]

Figure 2 : Exemple de caractérisation granulométrique d’un échantillon de poussière

L’étude de la taille des particules permet dans un premier temps d’évaluer l’étendue de

l’impact d’une émission de poussière. En effet, la poussière est constituée de particules

solides de tailles et de masses variables et sous l’effet de la gravité, celles-ci ont tendance à

retomber plus ou moins rapidement. Le tableau suivant (Tableau 1) présente les distances

parcourues avant de retomber au sol pour des particules de différents Da.

Tableau 1 : Distance parcourue par une particule en fonction de son Da et de la vitesse du vent

(Unicem, 2011)

Taille des particules 1 00 µm 30 µm 10 µm 5 µm 1 µm

Vent à 10 km/h 0,15 km 0,6 km 14 km 42 km 140 km

Vent à 30 km/h 0,4 km 1,8 km 40 km 125 km 4165 km

III.1.2.Les sources d’émission

Les différents impacts sur la qualité de l’air résultant de l’exploitation d’une mine à ciel

ouvert sont dus notamment à l’importance des émissions de poussière diffusée. Les

différentes sources d'émission à l’origine de ce problème sont :

III.1.2.1.Phénomènes naturels

L'érosion éolienne est une des principales sources d’émission de poussière diffuse lors de

l’exploitation d’une mine à ciel ouvert. La différence de vitesse entre le bas et le sommet du

nuage de poussière entraîne alors son aspiration vers le haut. Quand l’aspiration n’est plus




25

assez importante, la particule est poussée par le vent et elle retombe naturellement sous l’effet

de la gravité (Tableau 1).

Les ascendants thermiques (Figure 2). Sous l’effet du soleil, les roches en fond de puits

minier sont capables d’emmagasiner une grande quantité d’énergie qu’elles libèrent sous

forme de chaleur, formant ainsi un gradient thermique dans la fosse minière. Sous l’effet de

celui-ci, un vent ascendant se crée et entraîne l’apparition d’un nuage de poussière pouvant

être transporté sur des centaines de kilomètres.

Figure 3 : Mécanisme naturel conduisant à l'apparition de vent ascendant

III.1.2.2.Activités minières

Les activités minières sont émettrices de poussière diffuse à toutes les étapes de l’exploitation.

Une des premières causes de ces émissions est l’activité des foreuses qui dégagent une

quantité considérable de poussière lors des forages de fouille et de sautage. (Photo 8).

Ensuite pour deuxième cause, nous avons le dynamitage qui s’effectue dans le but de

facilité l’extraction du minerai. (Photo9).

La troisième cause d’émission de poussière dans les mines à ciel ouvert est

l’excavation avec l’extraction et le chargement des camions. (Photo 10).

La circulation des engins miniers est la quatrième cause de poussière. Ce phénomène

se déroule lors du transport des stériles et des résidus. Cette circulation incessante à

deux impacts sur l’émission de poussière. L’une est le frottement des roues sur le sol

dénudé entraîne une fracturation du sol et donc l’apparition de particules. Et l’autre est

le passage des véhicules qui provoque des courants d’air permettant de remobiliser les

particules dans l’air. (Photo 11).

La dernière source du cycle d’émission de poussière est au niveau des concasseurs et

du tapis convoyeurs. (Photo 12).




26

III.2.Mesures de dégradations des routes

Les produits stabilisants et certains produits abat-poussière ont une influence sur la cohésion

du sol dans la partie supérieure de la route et ils permettent de réduire la fréquence de passage

de la niveleuse. Une route non revêtue doit être entretenue de façon régulière afin de

conserver une surface de roulement de qualité. Afin de gérer efficacement un réseau

comprenant plusieurs types de routes nécessitant un entretien à des fréquences différentes, un

système doit être mis en place afin de coordonner les efforts d’entretien. Plusieurs méthodes

sont utilisées afin de déterminer le moment auquel la chaussée doit être entretenue bien que,

dans plusieurs cas, on nivelle tout simplement la route à intervalles réguliers,

indépendamment de la condition de la route. Les principales méthodes utilisées à ce jour sont

succinctement décrites dans la section qui suit.

III.2.1.Mesures qualitatives

L’approche qualitative est davantage basée sur le jugement d’un ou de plusieurs évaluateurs par

rapport à différents critères d’analyse. Le tout se fait généralement par une inspection visuelle de

la route. Les études faisant partie de cette catégorie se distinguent entre elles par les différents

critères d’évaluation utilisés et l’importance relative accordée à ces derniers.

Premier cas, des évaluateurs postés en bordure de la route ont noté la clarté du nuage de

poussière produit à l’arrière d’un véhicule circulant à 40 km/h. Ceci sur une échelle de un :

poussière dense et aveuglante à dix : aucune poussière visible, où chaque échelon représente

une tranche de visibilité de 10 %.

Deuxième cas, les évaluateurs prenaient place à bord d’un véhicule qui en suivait un autre

roulant à 40 km/h. Chaque cote correspondait à une description visuelle de la poussière qui

allait de zéro pour la poussière rendant le véhicule les précédant impossible à voir, à dix dans

le cas où il n’y avait aucune poussière soulevée.

Dernier cas, des évaluateurs ont chronométré le temps de dissipation complet de la poussière

après le passage d’un véhicule lourd. La vitesse du camion n’a pas été spécifiée. Les mesures

visuelles ont été comparées aux temps de dissipation de la section non traitée afin d’obtenir

un pourcentage d’amélioration pour chaque produit.




27

III.2.2.Mesures quantitatives

L’approche quantitative repose sur la cueillette de données numériques obtenues à l’aide

d’instruments de mesure. Différentes études ont tenté de mettre au point une méthode utilisant

un appareil pouvant quantifier la poussière produite par le passage de véhicules sur une route

non revêtue et les dégradations sur celle-ci. Les études effectuées à ce jour diffèrent les unes

des autres par l’instrument de mesure utilisé et sa position par rapport aux sections à l’essai.

Cependant au Burkina Faso, quelques outils et méthodes sont utilisés à savoir :

Le Viziroad : Inspection visuelle et instrumentée des routes. Paramétrage de nombreux

dommages et détérioration de chaussée par icônes programmables. Instrumentation :

topomètre, capteur de distance, Caméra, intégrateur d'irrégularité, GPS de localisation.

Figure 4 : Console muni de clavier et d’un portable ; outil principal de relevé de dégradations.

Le Viziret : est un système de gestion de l’entretien d’un réseau de routes non revêtues. Il

permet de qualifier et quantifier les dégradations (tôle ondulée, nids de poules, ravines…).

Chaque dégradation est définie par son nom et son niveau de gravité, ce dernier étant lié à

l’importance des travaux qu’il engendre. (Tableau 2).

Tableau 2 : Lien entre degré de gravité et nature des travaux

Niveau 0 Absence de dégradation Entretien de routine

Niveau 1 Légère dégradation peu sensible à l’usager Reprofilage léger avec ou sans

point à temps

Niveau 2 Dégradation soutenue et sensible à

l’usager

Reprofilage lourd avec ou sans

apport de matériau

Niveau 3 Dégradation très forte Rechargement ou reconstruction




28

NB : La qualité d’un relevé dépend d’une maîtrise parfaite des types de dégradations, d’une

part mais aussi de l’évaluation de leur degré de gravité.

III.3. Produits abats-poussière et stabilisants

III.3.1.Définition

L’Office québécois de la langue française définit un abat-poussière comme un produit liquide

ou solide que l'on épand sur les routes non revêtues et sur les autres surfaces similaires pour

empêcher le soulèvement de la poussière causé par la circulation ou par le vent.

La stabilisation quant à elle, est le traitement d’un sol dans le but d’accroître sa résistance

mécanique et ainsi améliorer sa performance dans le corps d’une chaussée, tout en diminuant

sa sensibilité à l’érosion.

On regroupe les produits abat-poussière en six familles : les familles des produits à base de

pétrole, des produits électrochimiques, des ajouts argileux, des produits organiques, des

produits hygroscopiques et les produits synthétiques.

Celles présentes dans cette étude sont données dans le tableau (3) suivant.

Tableau 3 : Familles et Produits mis à l’essai

Famille Produits

Organiques Mélasse

Hygroscopiques CaCl2

Synthétiques Dust Stop, EBS

III.3.1.1.La famille des produits organiques

Cette famille de produit abat-poussière utilisée se réfère à la mélasse fabriquée par la SUCAF

(sucrerie africaine) située à Ferkessédougou dans le nord de la Côte d’Ivoire. . C’est un

produit résiduel du processus de cristallisation du sucre qui doit être diluée dans l’eau avant

d’être appliquée puisqu’elle est livrée sous une forme concentrée. Elle agit sur la surface du

sol de façon à lier les particules entre elles et former une surface de roulement lisse et

uniforme.




29

III.3.1.2.La famille des produits hygroscopiques

Elle comprend notamment les chlorures de calcium (CaCl2), les chlorures de sodium (Na Cl)

et les chlorures de magnésium (MgCl2). Ces produits hygroscopiques captent l’humidité de

l’air ambiant et la transfèrent à la surface de roulement, préservant une pellicule d’eau qui

favorise le lien entre les particules fines. Ils peuvent également être utilisés pendant l’hiver

comme agent déglaçant sur la route.

III.3.1.3.La famille des produits synthétiques

Les produits synthétiques sont nouvellement arrivés sur le marché et sont en plein

développement. La majorité d’entre eux sont faits à partir de polymères et l’EBS et le DUST

STOP en font partie. C’est l’EBS fabriqué par la compagnie Soil Solutions, et qui a été

appliqué sur les deux sections de routes pour nos essais. L’EBS est un nano polymère de

pointe à base d’une formule d’émulsion de copolymère qui forme une épaisse couche solide à

la surface de la route. D’ailleurs, ce produit synthétique peut également être utilisé à titre

d’agent stabilisant si le taux de dilution et la méthode d’application sont ajustés.

III.4. Caractérisation des routes d’essai

III.4.1. Première section d’essai

III.4.1.1.Localisation

Des travaux ont été effectués sur une première route qui dessert l’administration, la barrière et

le camp.

La vitesse est limitée à 50 km/h et un transporteur hors norme ne peut pas y circuler de façon

sécuritaire. De plus, la route non revêtue a une largeur moyenne de neuf (9) mètres et a été

fait par remblai de latérite compactée.

Différents produits abat-poussière ont été appliqués sur plusieurs sections de la route sur 2

kilomètres.

III.4.1.2.Circulation

Cette route est déterminée par un trafic essentiellement composé de pick-up (environ 846

passages aller-retour journaliers).




30

III.4.2. Deuxième section d’essai

III.4.1.1.Localisation

Les travaux ont été effectués sur une route qui est l’accès principale à la fosse d’exploitation.

La vitesse est limitée à 50 km/h et un transporteur hors norme peut y circuler de façon

sécuritaire. De plus, la route non revêtue a une largeur moyenne de trente (30) mètres et est

faite d’un remblai de latérite et de saprolyte.

III.4.1.2.Circulation

L’exploitation minière, qui est pratiquée dans cette partie du site, est responsable d’une

circulation importante de véhicules hors normes qui transportent le minerai avec une charge

utile pouvant aller jusqu’à 150 tonnes.

III.4.3.Climat du site

Situé dans un climat sahélien chaud et sec, le site est caractérisé par la rareté des

précipitations. La précipitation moyenne annuelle (2007-2010) à la station météo d’Essakane

est de 447,3mm avec un minimum de 370,2 mm et un maximum de 627,4 mm.

La température varie de 17,2°C à 46°C pendant la saison sèche et de 23,7°C à 42,2°C pendant

la saison des pluies. (Etude d’impact environnemental et socio-économique ; 2012).




31

III.4.4.Composition minéralogique du sol.

Des sondages (Test Pit) de 5m de profondeur, réalisés dans le cadre d’une étude de

construction de route ont permis d’obtenir la composition du sol du site.

Il s’agit essentiellement d’un sol végétal sableux, de latérite, d’argile et de silt argileux.

(Photo1).

Photo 1 : Test Pit 01




32

III.5.Quelques projets déjà réalisés sur le site d’Essakane

III.5.1. Le Dust Stop

Un essai du Dust Stop (famille des produits synthétiques) a été réalisé en février 2009 sur la

voie d’accès du Rom Pad (500m) et le tronçon Barrière-Club (809m) (Rapport synthèse sur

les abats de poussières ; 2011).

La mise en œuvre a été juste de scarifier la couche de roulement pour éliminer les divers trous

et ondulations et de par la suite, procéder à l’épandage du produit après dilution.

Le type de sol mis en essai était essentiellement de la saprolyte au niveau du Romp Pad et de

la latérite pour le tronçon Barriere-Club.

Evaluation de l’efficacité du produit :

L’application du Dust Stop est contraignante car nécessite la fermeture totale de la

route, ce qui n’est pas acceptable à cause des activités de la mine.

Efficacité non satisfaisante car il y a toujours émission importante de poussière que

l’on a pu observer après séchage du produit et passage des véhicules.

Coût très élevé par rapport à l’efficacité du produit : 79.768 $.US pour 1.040 litres de

produit soit 39.884.000 FCFA excluant le transport, la douane et l’épandage. La

longueur des sections fait 1,309 km avec une surface de 22.281 m2 donc le prix au

mètre carré est de : 1790 CFA/m2.

(voir photos de 13-16 en annexe).

III.5.2.Chlorure De Calcium (CaCl2)

En réponse aux plaintes de poussière des populations des villages environnants, le

département Environnement a entrepris d’essayer le chlorure de calcium comme mesure

d’atténuation de l’émission de la poussière.

L’épandage du chlorure de calcium sur les tronçons de route s’est effectué en novembre 2009

(Rapport synthèse sur les abats de poussières ; 2011).

La route a été mise en état par une niveleuse avant l’épandage.

Les tronçons de routes reliant les villages sur lesquels l’épandage a été fait, ont des couches

de roulement remblayées en latérite.




33

Evaluation de l’efficacité du produit :

L’utilisation de véhicules légers et lourds sur les tronçons de voies traitées donnent les

résultats suivants :

A une vitesse supérieure à 40km/h, la production de poussière est visible pour les

petits véhicules. Pour les véhicules lourds, la poussière est remarquable à partir de 30

km. Nous en déduisons donc que l’efficacité du CaCl2, n’est pas satisfaisante car nous

constatons toujours une forte production de la poussière en fonction des types de

véhicules et également de la vitesse de circulation.

Aussi, l’efficacité du produit est fonction du taux d’humidité qui doit être d’un

minimal de 20%, et d’une température qui devrait avoir un maximum de 38°C. Et vu

les températures de la région(en moyenne 40°C), cela nécessitera un arrosage des

routes traitées chaque deux (02) jours, ce qui revient à une consommation importante

d’eau (technique non envisageable en zone sahélienne).(voir photos 17,18 en annexe).

III.6.Leurs impacts environnementaux

- Le Dust Stop est un produit chimique pouvant entrainer une pollution des eaux de

surface en saison pluvieuse. Il peut être toxique pour les animaux et même les populations qui

pourraient boire de ces eaux. Aussi sa réduction de l’émission de poussière est très faible.

- LesCaCl2 sont facilement dilués par la pluie et peuvent s’infiltrer dans le sol. La

qualité de l’eau va diminuer avec l’augmentation de la concentration des chlorures dans la

nappe phréatique de surface et dans les cours d’eau en aval de la zone d’application. Plusieurs

études ont démontré que l’utilisation des produits hygroscopiques peut nuire à la croissance

des arbres fruitiers, et modifier la nutrition des plantes. On associe ce phénomène à

l’augmentation des pressions osmotiques du sol. Des concentrations de chlorure aussi faible

que 40 ppm ont été trouvées toxiques pour la faune aquatique. Le sel ou chlorure de calcium

en concentration supérieure à 920 mg/l a démontré qu’il représentait également un risque pour

certaines espèces de poisson. Ils peuvent entrainer aussi la corrosion des infrastructures, des

pneus de voitures et du sol (tableau 6).




34

CHAPITRE IV :

CAS D’ETUDE :

APPLICATION D’ABAT

POUSSIERE AU NIVEAU

DE LA MINE D’ESSAKANE.




35

IV.1. Contexte du besoin d’une solution efficace contre la poussière

Essakane S.A, dans la quête d’un meilleur cadre de travail, est à la recherche d’une solution

qui garantira :

- La préservation de la santé et de la sécurité des travailleurs (protéger d’abord le

personnel, l’environnement, les équipements puis la réputation de la compagnie),

- Un faible impact socio-économique (effet de la poussière sur les villages environnent),

- Une optimisation de sa production (moins d’attente du transport des matériaux dû à la

mauvaise visibilité),

- La diminution des coûts opérationnels (moins d’entretien car meilleure stabilisation

des routes).

IV.2. Technique d’évaluation de la poussière émise sur le site

Un programme de suivi des retombés de poussières est mis en place depuis 2007 ; ces points

de contrôle ont été placés sur le périmètre du projet en tenant compte de l'aménagement du

site proposé, de la direction du vent, les sites de relocalisations et les principales sources de

poussières potentielles qui auront lieu une fois que la mine est opérationnelle ; en plus, les

logements situés dans la zone minière ont été également prises en compte pendant

l'implantation des points de surveillance (Etude d’impact environnemental et socio-

économique du projet d’exploitation aurifère d’Essakane, 2007).

Méthodes de suivi des poussières en suspensions sur le site

Il faut savoir tout d’abord que le contexte sahélien de la zone d’Essakane ne permet pas une

comparaison des retombées poussières avec les normes en vigueurs car la poussière est

naturellement observée pendant la période de l’harmattan et en plus, pendant la période de

mousson les tempêtes de poussières dégradent la qualité de l’air en augmentant la

concentration des retombées de poussières.

Les appareils utilisés pour les mesures des poussières en suspension sont :




36

Microdust pro est un appareil portable, équipé d’un écran et une pompe permettant de

mesurer la concentration de poussière allant de µm/m3 à 2 500 µm/m3 contenue dans

l’air en utilisant une technique de diffusion de la lumière avec une longueur d’onde de

880 nm.(concentration des particules : PM10, PM2.5). (Photo 2).

L’analyseur OSIRIS est un appareil qui utilise la dispersion du faisceau lumineux

d’un laser pour déterminer la concentration de poussière allant d’une taille de 0.4µm à

20µm. L’intensité du faisceau dispersé par les particules de poussières est convertie en

un signal électrique qui est proportionnel à la concentration en poussière. Un facteur

de calibration est appliqué à ce signal pour donner une valeur de concentration

massique de poussière dans l’air. (concentration des particules : PM1, PM10, PM2.5).

(Photo 3 ci-dessus).

Principe de la mesure des retombées de poussières

Le principe de mesure des retombées de poussière est la méthode du collecteur de

précipitations.

Les conteneurs sont des cylindres à sommet ouvert d'au moins 150mm de diamètre et une

hauteur d'au moins deux fois son diamètre. Il est placé à une hauteur de 2 m au-dessus du sol.

Cette méthode est basée sur le principe de la quantification des particules récoltées. En effet,

les collecteurs sont exposés sur période de 30 jours ± 2 jours et alimentés avec de l’eau

distillées tous les quatre (4) jours. A la fin de la période de mesure les contenus sont

Photo 2 : Microdust

Photo 3 :L’analyseur OSIRIS




37

recueillis dans des flacons qui sont fermés hermétiquement et adresse au laboratoire pour la

caractérisation des échantillons. (Figure 5 en annexe).

Plusieurs mesures d’atténuation ont été mise en place pour limiter les émissions des

poussières par Essakane S.A. Ces mesures d’atténuation sont l’arrosage des pistes, les

ralentisseurs, et l’épandage du gravier sur les rampes de la moyenne teneur moue et de la

basse teneur moue (Rapport synthèse sur les abats de poussières ; 2011).

La solution actuelle adoptée par la mine est l’application de la mélasse. Ce produit dont nous

allons voir plus en détail plus bas semble avoir des insuffisances importantes, poussant donc

la mine à la recherche d’une solution durable dans l’EBS.




38

IV.3. Méthode actuelle de traitement de la poussière : la Mélasse

IV.3.1.Généralités

La mélasse est un produit résiduel du processus de cristallisation du sucre.

Ce processus permet à la partie riche de la substance pâteuse de se cristalliser (sucre

commerciale), et la partie non cristallisable donne la mélasse.

Elle est visqueuse et possède une bonne teneur en glucide. Ces caractéristiques, lui confère

plusieurs types de valorisation, notamment comme aliment de bétail, production d’alcool ou

encore produit de stabilisation de la poussière sur les voies d’accès.

Les premières mélasses arrivées sur le site d’Essakane provenaient de la SN.SOSUCO.

Aujourd’hui pour des raisons de disponibilité, la mélasse arrive d’un autre site de production,

la SUCAF (sucrerie africaine) située à Ferkessédougou dans le nord de la Côte d’ivoire (photo

19 en annexe).

IV.3.2. Mode opératoire de l’épandage de la mélasse

IV.3.2.1.Dilution

On utilise une citerne vide pour la dilution en y ajoutant la quantité de mélasse et d’eau

correspondante.

La dilution de la mélasse se fait en fonction de la viscosité du produit et des besoins de

traitement de la route.

IV.3.2.2.Viscosité du produit

Si la mélasse initiale est de bonne qualité (très visqueuse), la dilution sera moins importante.

Il est donc nécessaire de vérifier les caractères physiques de la mélasse avant de commencer

la dilution suivant aussi le traitement envisagé pour la route.

Il faut aussi ajouter que c’est cette viscosité qui donne la possibilité de colmater les particules

de poussière empêchant ainsi l’émission de poussière.




39

IV.3.2.3.Besoins de traitement de la route

Il existe deux types de traitement à savoir le traitement à couche mince et celui à couche

épaisse.

Traitement à couche mince : la dilution se fait au triple du volume initial de mélasse.

Dilution 3 - 1. C'est‐à‐dire pour un volume initial de mélasse on rajoute trois volumes d’eau

(Exemple : pour 1 000 litres de mélasse on rajoute 3 000 litres d’eau d’où un volume de

mélange équivalant à 4 000 litres).

Traitement à couche épaisse : la dilution se fait à l’unité voire au double du volume initial

de mélasse utilisé.

Dilution 2 - 1 ou 1 - 1. C’est à dire pour un volume initial de mélasse utilisé, on rajoute le

même volume, et cela en fonction de l’épaisseur de la couche qu’on souhaite donner à la

route.

Mais dans notre cas, pour l’épandage observé ce fut plutôt 0,5 litre pour 2 litres de mélasse

avec un volume de 15.000 litres de mélasse pure donc un total de mélange de 20 000 litres.

IV.3.3. Préparation de la route

Dans la préparation de la surface de la route avant l’application de la mélasse, il faut :

Niveler et compacter la surface suffisamment pour éliminer les ornières, les nids de

poule, les ondulations, les matériaux meubles superflus et les rigoles d’érosion, afin

d’obtenir une surface dure,

Scarifier la route avec un engin Gradeur pour créer de petits sillons de 5 cm afin de

permettre à la mélasse de bien s’imprégner dans le sol,

Arroser légèrement la route avec de l’eau afin de lui conférer une certaine stabilité et

un taux d’humidité minimal au niveau du sol de fondation et les matériaux de surface.




40

IV.3.4. Epandage

Lorsque la route est correctement préparée, on peut y appliquer la mélasse. Pour en appliquer

avec le meilleur résultat, il y a quelques facteurs à considérer à savoir:

• Utiliser une citerne pouvant assurer un épandage régulier de la solution diluée de mélasse.

• Faire un épandage à double passage de la solution (aller-retour) afin de lui conférer une

bonne adhésion au sol.

• Après épandage, limiter l’accès de la route traitée afin de protéger l’intégrité de la mélasse

pour cela il est recommandé de réaliser l’épandage la nuit. (Photo 21-22).

IV.3.5. Maintenance des voies traitées

La maintenance des voies traitées par la mélasse se fait de manière périodique en fonction de

la fréquence de dégradation de la route. Ainsi :

Pour l’épandage à couche mince appliqué sur des routes à faible circulation ou

majoritairement empruntées par des véhicules légers, l’entretien prend en compte deux

épandages annuel (soit une fois par semestre) et ce, en fonction de l’état de dégradation de la

route.

Pour l’épandage à couche mince appliquée sur des routes à forte circulation ou

majoritairement empruntées par des véhicules lourds, l’entretien prend en compte trois (03)

épandages annuel (soit un épandage chaque 4 mois) et ce, en fonction de l’état de dégradation

de la route.




41

IV.4. Solution test de traitement de la poussière : L’EBS

IV.4.1. Présentation du produit

L’Emulsified Base Stabilizer (EBS) est un produit de la société Soil Solutions dont l’objectif

principal est le développement de procédés de réduction de la poussière sur les routes, et de

stabilisation des sols.

L’EBS :

Est un nano polymère de pointe à base d’une formule d’émulsion de copolymère

(stabilisant de sol),

Est incorporé dans la composition de la couche de base de la route et est utilisé aussi

comme joint de surface (sol compact et dur),

A une résistance au sol de 4137 KPa minimum,

A une perméabilité de 1.0 x 10-9 cm/sec minimum,

A un Ph de 4.0 à 6.0,

Contrôle la poussière sur les routes non revêtues ou en gravier,

Procure une surface étanche contre l’érosion, le ruissèlement,

Permet une économie de maintenance et d’utilisation d’eau,

C’est dans le besoin d’une réduction optimale de sa poussière émise, qu’Essakane S.A reçoit

un expert de Soil Solutions pour une série d’essais test de l’Emulsified Base Stabilizer sur le

site.

IV.4.2.Mise en œuvre de l’EBS

IV.4.2.1.Première section (route du camp)

Choix de la section

Il nous faut un tronçon avec un trafic important afin d’avoir des résultats significatifs.

Ainsi donc, la section sera prise sur la route du camp qui relie l’administration et l’usine au

camp (cuisine et dortoirs). Les dimensions seront de 10 m de longueur sur 7m de largeur.

Etant donné qu’elle est recouverte de mélasse, nous serions obligés de décaper la surface dans

un premier temps.




42

Les étapes de l’application

- Racler la surface du tronçon pour enlever la mélasse, épaisseur de 15cm environ,

(Photo 23).

- Arroser la section de beaucoup d’eau, (Photo 24).

- Etaler de la latérite (10.5m3) moyennement mouillée pour compenser l’épaisseur

perdue, (Photos 25 et 26).

- Compacter la latérite à 90-95% Optimal Proctor Modifié (OPM), (Photo 27).

- Diluer le produit. La dilution doit se faire avant le compactage, pour éviter que la

latérite soit complètement sèche lors de l’arrosage; (Photo 28).

- Arroser toute la surface du produit. Trois passages ont été effectués non

successivement (on met une couche lorsque la précédente est sèche). (Photos29).

-A la fin de l’application et lorsque la surface est bien sèche, compacter légèrement et

sans vibration pour une meilleure finition (surface plus lisse).

La dilution du produit

Nous avions obtenu un volume total de 1000 litres de dilution composée comme suit :

Eau : 950 litres

EBS : 50 litres

Donc un ratio de 1 : 20 ;c’est à dire 1litre d’EBS pour 20litres d’eau.

Pour ce tronçon nous avions appliqué 500 litres de produit dilué (25litres d’EBS) à raison de

357 ml /m2 sur une surface de 70 m

2.

Il faut noter que le volume moyen d’application de l’EBS par mètre carré est de 200ml/m2.

Donc nous pouvons espérer des résultats plus que satisfaisants.

Remarque : L’EBS peut être utilisé sur tout type de matériau répondant aux normes

AASHTO, donc l’utilisation de la latérite dans notre cas n’était pas exclusive.




43

Résultat d’application satisfaisant.

Photo 4 : Traces de véhicule

IV.4.1.2.Deuxième section (voie principale d'accès à la fosse)

Dimension de la section : 7m de longueur sur 7m de largeur. (Photo 30 en annexe).

Dans ce cas, le sol est déjà latéritique et suffisamment compacté avec le passage des gros

camions. Ainsi, il a juste suffi de balayer pour enlever les gravillons, arroser d’eau, laisser un

peu sécher (10 mn) et appliquer une première couche du produit. Deux autres couches furent

appliquées successivement 2h après la première.

La quantité de produit dilué utilisé est de 400 litres, soit 20 litres d’EBS pour 49 m2, donc

408ml/m2.

Remarque : Avec le passage des camions le sol est trop compacté, entrainant une absorption

lente du produit.

Pour la finition on a utilisé le passage des camions sur la section pour le compactage.




44

Résultat d’application satisfaisant.

Photo 5 : Passage de camion sur la section

Photo 6 : Boue après la section

Nous pouvons observer, de la boue hors de la limite de la section, après le passage du

camion: nous pouvons déduire donc que la surface est étanche et empêche la formation de

boue.

Remarque après l’application

Laisser bien sécher le produit et être sûr que le sol n’est plus collant avant l’ouverture

à la circulation.

Si tout le tronçon n’est pas traité, éviter d’arroser en amont car peut entrainer un

apport de boue qui couvre le produit et annuler l’action de celui-ci.

Ce mode de mise en œuvre est propice aux routes déjà construites.

IV.4.3. Mécanisme d’action de l’EBS sur le sol

IV.4.3.1. La stabilisation

C’est le processus d’amélioration des propriétés des couches (telles que capacité portante,

résistance à la compression simple, caractéristiques de filtration etc.) par l’ajout d’une petite

quantité des éléments polymères.




45

Normalement cela se fait directement sur le terrain ou parfois dans des centres de

stabilisation.

Les qualités de la méthode sont nombreuses.

En effet, elle permet l’utilisation minimale des agents chimiques, la construction efficace et

rapide de la base de sol et du tapis routier, la réduction des dépenses d'énergie, la conservation

de l’environnement, la possibilité d’utilisation de la matière première locale et des matières de

récupération, la diminution de la sensibilité aux changements de l’humidité (potentiel du

gonflement, résistance, robustesse à l’érosion etc.), et enfin le bon état de connaissance du

processus technologique.

IV.4.3.2. L’émulsion polymère

C’est un liquide blanc hydrosoluble, dense, atoxique et neutre pour l’environnement.

L’émulsion polymère est produite à la base de polymères et de copolymères de différentes

compositions et de molécules nano polymères composées principalement de deux tailles :

5 μm et 0,1 μm.

Le mélange de polymère est utilisé comme un stabilisant du sol. La stabilisation du sol est

faite par le changement de ses propriétés naturelles.

IV.4.3.3.Comment un polymère stabilise-t-il les sols?

Les polymères de 5 μm se regroupent dans la couche de substrat tandis que les nano-

polymères de 0,1 μm migrent plus profondément dans la sous couche, stabilisant ainsi une

autre couche, bien qu’une seule couche ait été stabilisée. Cette double nanotechnologie,

propre à l’EBS, réduit considérablement les coûts associés aux conceptions traditionnelles de

routes stratifiées. De plus, la vitesse de la construction des routes est multipliée par 3 à 4,

grâce à la diminution des couches.

Ainsi :

- Le module d’élasticité est augmenté grâce à la liaison des éléments du sol couvert de

plusieurs chaînes polymères.

- Il protège la matrice du sol contre l’impact des éléments chimiques du sol, par exemple des

sulfates.




46

- Il prévient la filtration et le déplacement des eaux interstitielles.

Sous le tassement, les molécules du polymère s’assemblent. Avec une circulation constante

sur la route stabilisée, les atomes du polymère se lient de plus en plus, au fur et à mesure que

les molécules d’eau s’évaporent et que la route durcit (schémas ci-dessous).

Sol lâche Sol compacté

Schémas décrivant le mode d’action de l’EBS

IV.4.4.Maintenance

Elimination des ségrégations (cumule de gravillons) sur la surface : verser le produit

dilué sur la partie et mettre du sable fin la dessus. Avec le passage des véhicules, il y a

compactage direct. (Photo 31).

Elimination des trous : mettre le matériau initial et compacter, puis arroser du produit

et laisser sécher.

Arroser avec de l’eau 1 à 2 fois par mois pour permettre une pénétration plus profonde

du produit.

Balayage régulier de la surface pour enlever les cailloux qui peuvent blesser la surface.

Remarques générales :

Pour une construction routière, le mode d’application du produit est différent : l’EBS

sera répandu comme couche de base directement mélangé à la latérite grâce à une




47

recycleuse. Cette dernière sera immédiatement suivie par un compacteur. Ainsi la

phase épandage ne sera plus nécessaire.

L’utilisation de tout matériau répondant aux normes AASHTO est possible.

La mise en œuvre de l’EBS se fait suivant approximativement le même modèle que la

construction d’une route ordinaire non revêtue.

La saison pluvieuse n’est pas à craindre car non formation de boue, ni lessivage du

produit (contrairement à la mélasse).

La présence de bulles durant l’arrosage prouve une bonne absorption du produit par le

sol.

IV.5. Suivi et évaluation

Vue les dimensions des sections d’essai le suivi n’a pas pu être très performant. Néanmoins

nous avons pu vérifier quelques paramètres tels que :

IV.5.1. La poussière

La performance d’un produit abat-poussière repose sur plusieurs critères dont l’efficacité avec

laquelle il empêche le soulèvement de la poussière. Les méthodes de suivi de ce critère étant

un peu difficiles, nous avons juste procédé à une évaluation visuelle et ponctuelle du passage

des véhicules sur la section. En effet avec des dimensions de 7m sur 10m, il est impossible de

faire un test de passage d’une voiture à différentes vitesses et de suivre de l’arrière pour voir

s’il y’a émission de poussière, ni aussi de chronométrer le temps de dissipation de cette

poussière. Donc là nous voyons juste un passage sans émission de poussière. (Photo 7).




48

Photo 7 : Passage de véhicule sans émission de poussière

IV.5.2. Surface de roulement

S’ils sont mis en place adéquatement, les produits abat-poussière possèdent également des

pouvoirs stabilisants sur route non revêtue. Lorsque les particules fines s’échappent de la

route, le matériau granulaire en surface perd de sa cohésion et des défauts commencent à

apparaître. De plus, le gravier libéré en surface est poussé hors de la route par le trafic lourd.

Des études ont démontré qu’une route non revêtue pouvait perdre jusqu’à une tonne de

matériau granulaire par 600 mètres par véhicule y circulant quotidiennement. C’est pourquoi

un suivi de l’état de la surface de roulement c’est imposé dans le cadre de cette étude. Deux

méthodes ont été employées à cet effet et elles sont présentées dans les lignes qui suivent.

Une prise quotidienne de photos des sections pour en déduire le temps d’usure de la

chaussée (photos n°32 à 39).

Un comptage du nombre de véhicules passant sur la section. Ainsi nous pouvons avoir

une idée du poids supporté par la chaussée.

Nombre de véhicules passant sur la section du camp à une heure de point (heure du déjeuner)

durant 2h (11h18 à 13h10).

Nombre de pick-up: 282 pick-up en aller – retour ;

Nombre de bus : 70 bus en aller -retour

Nombre de camions et engins BTP : 15 en aller – retour.

Masse d’un pick-up (Toyota hilux): 905kg*282 = 255.21tonnes




49

Masse d’un bus de 30 places (moyenne) : 5700 kg*70 = 399tonnes

Masse d’un camions: 10*15 = 150tonnes

En une journée la masse supportée : (804.21*3) + (804.21*20%) = 2573.472 tonnes ou

252416kN ; en tenant compte des 3 repas de la journée et un pourcentage de 20% pour la

circulation intermédiaire.

En un mois : 2573.472*30 = 77.204.16 tonnes ou 757.373kN et on observe toujours la

présence de la couche.

Ce qui correspond à une pression au sol de : 2573472 kg/700 000cm2= 3.7 bars.

IV.6. Présentation et analyse des résultats

IV.6.1. Nature de la chaussée après application

Prenons d’abord le cas de la mélasse :

Nous avons pu constater après épandage de la mélasse, que la chaussée se présente comme

une surface lisse, stable et confortable à la circulation. Visuellement elle a l’air d’avoir été

arrosée d’un enduit bitumineux (couleur noire en surface).

La chaussée ne présente pas une grande résistance (dureté de la couche) par contre. La couche

de roulement a une épaisseur de 5cm environ.

Pour la poussière, on n’observe pratiquement pas d’émission. Toutes les particules libres ont

été colmatées par le sucre de la mélasse.

Pour le cas de l’EBS, après épandage, on peut constater au toucher une couche lisse en

surface, et très dure par contre, semblable à une dalle de béton (difficilement rayable). Elle est

d’une épaisseur avec l’infiltration de l’EBS, d’environ 15cm. La couche de roulement est

confortable, garde la couleur naturelle de la latérite et est imperméable à l’eau (pas de

formation de boue).

On n’observe pas d’émission de poussière aussi à ce niveau. Mais dans ce cas, toute la couche

de roulement a été consolidée : effet stabilisant de l’EBS.




50

IV.6.2. Apports et insuffisances

En apport, l’EBS :

Apporte une stabilité et confort de la chaussée,

bon stabilisateur de la poussière sur les routes,

Est résistant à l’eau,

supporte de grande charge car la structure même de la route est consolidée par

infiltration du produit,

Réduit les coûts de maintenance des voies,

moins coûteux sur le long terme car les quantités diminuent au fur et à mesure.

En inconvénients, il faut noter que l’EBS :

est très sensible à la chute de gravillons qui le dégrade très facilement. Aussi nous

avons pu remarquer que ce sont les zones à cumul de gravillons qui ont été dégradé en

premier lieu.

A une mise en œuvre pouvant gêner la circulation (pas d’épandage nocturne et mis en

œuvre trop longue avec plusieurs couches) ce qui peut causer des soucis au niveau de

la productivité de l’usine.

En apport, la MELASSE est :

Un bon stabilisateur de la poussière sur les routes et les grandes superficies déblayées ;

Un bon agent d’entretien de la qualité des routes (réduction des nids de poules,

protection de la chaussée par une couche mince ou épaisse de mélasse en fonction des

besoins) ;

Réduit les coûts de maintenance des voies ;

A une mise en œuvre facile et rapide, avec une possibilité d’épandage nocturne (moins

de gêne de la circulation) ;

Comme inconvénient, on peut noter :

Lessivage du produit après deux pluies donc inadapté en saison pluvieuse ;

dégradation assez rapidement car la mélasse ne procure pas une forte rigidité en

profondeur au sol, elle est juste une couche superficielle ;

Produit coûteux à long terme car nécessite la même quantité à chaque épandage.




51

IV.6.3. Impacts environnementaux

Il est important de connaître le potentiel de contamination et les risques que comporte

l’utilisation des produits abat-poussière et stabilisants. En effet, l’application de produits abat-

poussière et stabilisants sur les routes non revêtues présente certains avantages pour

l’environnement. Par exemple, la réduction des quantités de particules fines soulevées dans

l’air par la circulation ou la réduction des sédiments qui sont lavés et déplacés de la route vers

les cours d’eau. On peut aussi penser à la réduction de consommation de carburant par les

usagers et à la diminution de l’entretien de la machinerie lourde en raison de l’amélioration de

la condition de la route. L’application de ces produits comporte aussi des risques pour

l’environnement qui doivent être pris en considération avant de procéder à une application.

Des impacts négatifs sont envisageables sur la faune et la flore ainsi que sur la nappe

phréatique, les cours d’eau et les plans d’eau. En effet, une fois les produits appliqués, ils sont

soumis aux conditions climatiques et peuvent se répandre dans la nature.

Ainsi suivant leur fiche technique nous avons pu noter que :

o L’EBS est un produit biodégradable, non-cancérogène, non-combustible, non-corrosif,

non dissipatif, inflammable, non-dangereux, non-lixiviation, non-toxique, non-

volatile, Résistant aux UV et est complètement écologique pour la faune et la flore.

o La Mélasse quant à elle est un produit biologique ; non toxique ; non corrosif,

écologiquement sûr et est un produit fertilisant des sols car contenant du phosphore.

NB : Le caractère écologique de ces abats poussières est un atout majeur dans les critères de

choix.

IV.6.4.Etude économique comparative

L’étude économique est l’une des parties importantes de cette étude car elle est le paramètre

de faisabilité du projet en cas de choix favorable de l’EBS.

Après analyses des différents tableaux (en annexe), on peut déduire qu’avec sa particularité

cumulative des épandages, l’EBS semble être la solution la moins coûteuse pour la société.

Effectivement sur une période de 12 ans l’EBS va coûter environ 1 041 646 $ CAN, tandis

que la mélasse elle, reviendra à 4 464 397 $CAN. Nous avons tenu compte ici du prix

uniquement des abats poussières (tableau n°6).




52

NB : Il faut noter que pour une seule application à superficie égale, les deux abats poussières

ont quasiment le même coût.

L’estimation des coûts de la mise en œuvre avec la consommation du carburant par les engins

de terrassement a été faite sous forme de tableau (tableau n°7).

Comparaison avec le Bitume Bitumineux (BB 0.10)

Avec un prix de 130 000FCFA le mètre cube de BB 0.10 (source : DGR), nous allons déduire

un prix pour la surface actuelle.

En effet avec une surface de 224 906m2 et une épaisseur de 5 cm, nous aurons un volume de

11 245.3 m3. Ainsi pour un tel prix, le BB reviendra à 2 913 544.78 $CAN (1 461 889 000

FCFA) conte 379 529$CAN pour l’EBS. Nous voyons immédiatement le coût vertigineux du

bitume, et pouvons voir en l’EBS une véritable solution pour l’ensemble du réseau national

(routes secondaires, ruelle de quartier….). (Voir tableau 11 en annexe).




53

CHAPITRE V :

RECOMMANDATIONS ET

CONCLUSION




54

V.1. Recommandations

Suite aux essais de terrain qui ont eu lieu dans le cadre de cette étude, voici les

recommandations que l’on peut tirer :

Nous pouvons suggérer un matériau plus fin et un meilleur compactage avant

l’épandage de l’EBS.

Un bon équipement d’épandage sera nécessaire pour un maximum de réussite.

Le balayage journalier des routes traitées est d’une importance capitale pour la durée

des routes donc d’un bon investissement.

Pour les routes des gros engins, il est plus judicieux de réserve des accotements non

traités pour les engins à chenille qui sont très destructeurs pour les chaussées.

L’aspect environnemental devrait toujours être pris en compte dans l’évaluation de

performance des produits abat-poussière. Leurs impacts sur l’environnement ne sont

pas négligeables et il faudrait travailler à mieux les identifier et les quantifier.

V.2. Conclusion

En conclusion des travaux de ce mémoire, il a fallu dans un premier temps comprendre et

quantifier les émissions de poussière sur le site afin de bien orienter le choix des abats

poussière et stabilisateurs.

Ainsi donc, l’on a pu constater que la mine produisait de la poussière suivant les normes

d’une exploitation minière régulière et que dans le même moment, les conditions climatiques

avaient aussi un impact sur cette présence de poussière dans la région (tempête de sable …).

Des stations d’observation et de mesures sont mise en place sur le site et des techniques

d’atténuation ont déjà été essayé dans le but de réduire au maximum la poussière.

Cette poussière qui est en partie émise par la circulation des pick-up et des gros engins

d’exploitation, les différents essais ont donc été fait sur des tronçons de route.




55

Ainsi à la suite des essais de terrain qui ont eu lieu, dans le cadre de cette étude, voici les

conclusions que l’on a pu tirer :

Une forte réduction de la poussière lors de l’application de la mélasse et de l’EBS.

La stabilisation de la couche de roulement avec l’EBS, augmentant ainsi la sécurité

routière sur le site et environnant.

Un respect des normes environnementales en vigueur au Burkina et

internationalement.

Les produits synthétiques ont obtenu les meilleurs résultats lors des essais de poussière

sur le terrain.

L’évaluation de la surface de roulement a permis de déterminer que le produit de la

famille synthétique a un effet positif sur la condition de la route.

La performance d’un abat-poussière dépend de différents critères dont l’importance varie

selon le contexte d’utilisation et c’est pourquoi les résultats obtenus ne mènent pas à la

recommandation d’un seul produit. Cependant, les produits de la famille synthétique se sont

démarqués des autres. En effet, leurs propriétés chimiques leur permettent de tirer profit des

conditions météorologiques spécifiques au contexte. Le tableau qui suit présente le classement

selon les critères de performance qui ont été évalués tout au long de cette étude.

Tableau 4 : Classement de la performance des produits étudiés

Produits EBS MELASSE

Poussière 3 3

Condition de la route 4 3

Environnement 3 3

Coût 4 2

4=très bien ; 3=bien ; 2=passable ; 1= mauvais




56

BIBLIOGRAPHIE




57

Ouvrages et Articles

BAZIN, H. (1988), Norme Française X43-261, Qualité de l’air, air des lieux de

travails-Prélèvement à poste fixe et mesurage de la pollution particulaire totale.

AFNOR édition, Paris, 4 p.

DETEC (2011), Poussière fines-Question et réponses concernant les propriétés, les

émissions, les immiscions, les effets sur la santé et les mesures. Office fédérale de

l’environnement OFEV édition, Berne, 32 p.

DGR,(2011), réseau routier classé du Burkina actualisé.

ESSAKANE S.A, (2012), Documents internes de la Mine / Ingénierie.

ESSAKANE S.A, (2011), Rapport synthèse sur les abats de poussières.

ESSAKANE S.A, (2007), Etude d’impact environnemental et socio-économique du

projet d’exploitation aurifère d’Essakane.

ESSAKANE S.A, (2012), Etude d’impact environnemental et socio-économique.

IAMGOLD Corporation. (2009), Updated Feasibility Study- Essakane Gold Burkina

Faso.

IAMGOLD Corporation (2012) , Updated Feasibility Study- Essakane Gold Burkina

Faso.

Lois et règlements du Québec (2011), Loi sur les mines L.R.Q, c.M-13.1.

UNICEM, (2011), Carrières, poussières et environnement. Les études de l’UNICEM

édition, Paris, 86 p.

MASSIERA, M, (1999), Caractérisation des graveleux latéritiques pour la

construction des routes en terre dans les pays du Sahel.

LANTRAN, J.M, (1994), L’entretien routier et l’environnement : l’entretien des routes

à l’entreprise, conseils pratiques pour prendre en considération l’environnement dans

la préparation et l’exécution de travaux et d’entretien routier, volume 5.




58

ANNEXE




59

Figure 5 :Points de suivi des retombées de poussières en 2012

Étude de « EBS Soil Stabilizer » comme matériaux de revêtement sur les routes en terre : cas des routes minières d’Essakane S.A.


60

Tableau 5 :Analyse et évaluation des impacts poussières

Sources Composantes Intensité Portée Durée Importance

Poussière-Circulation des engins de

chantier

Dégradation de la qualité de l'air/modification de l'aspect

esthétique du paysage/Maladie respiratoire ou gêne respiratoire Faible Ponctuelle

Moyen

terme Mineur

Poussière-Circulation des camions à

hors de la zone minière

Insécurité routière affectant les populations et les animaux/


esthétique du paysage/Maladie respiratoire ou gêne respiratoire

Faible Ponctuelle Moyen

terme Mineur

Poussière-convoyeur Dégradation de la qualité de l'air/modification de l'aspect


Moyen

terme Mineure

Poussières-Excavation Dégradation de la qualité de l'air/modification de l'aspect


Moyen

terme Mineure

Poussières-chargement Dégradation de la qualité de l'air/modification de l'aspect


Moyen

terme Mineure

Poussière-stockage par Dumper Dégradation de la qualité de l'air/modification de l'aspect

esthétique du paysage/Maladie respiratoire ou gêne respiratoire moyenne Ponctuelle

Moyen

terme Mineure

Poussière-Circulation des engins sur

les haldes à minerais


esthétique du paysage/Maladie respiratoire ou gêne respiratoire Forte locale

Moyen

terme Mineure



61

Tableau 6 :Impact des chlorures



62

Annexe Figure 6

DESCRIPTION LABEL SURFACE(m2)

Route du camp A-O 24 291

Route de l’administration B-C 31 570

Route de contournement C-L 46 465

Rampe 1 D-E 12 000

Rampe3 D-F 15 000

Rampe 2 G-F 12 000

Rampe 4 G-H 24 000

Rampe 8 I-J fermée

Rampe 7 I-K 12 000

Rampe 6 L-M 12 000

SURFACE TOTALE 224 906

LEGENDE

Route traitée

Route non traitée

Fosse d’extraction

Section EBS



63

Figure 7 : Les routes du site Mars 2013




64

Figure 8 : Carte des tronçons d’épandage de la mélasse au niveau des villages du By-pass




65

Tableau 7 : Comparatif des deux stabilisateurs

EBS MELASSE

Composition chimique Nano copolymère une faible quantité de sucre, de la

vitamine B6 et des minéraux (calcium,

magnésium, potassium et fer).

Etat physique Liquide Liquide

Couleur Blanc laiteux (avant de traiter)

transparent (une fois traité)

noire

Provenance Afrique du sud Cote d’Ivoire

Superficie d’application 224 906 m2

224 906 m2

Equipements utilisés - Niveleuse

- Chargeuse

- Benne

- Tracto pelle

- Compacteur

- Citerne d’eau

- Citerne pour le produit

- Niveleuse

- Compacteur

- Citerne d’eau

- Citerne pour le produit

- Chargeuse

- benne

Technique d’application - Racler la surface

- Arroser d’eau

- Etaler la latérite

- Compacter

- Arroser du produit

- Niveler

- Compacter

- Scarifier

- Arroser d’eau

- Arroser du produit

Contraintes Fermeture de la route traitée Fermeture de la route traitée (épandage

nocturne)

Entretien Journalier : balayage du gravier

Annuel : épandage du produit

Journalier : aucune maintenance

Annuel : Faible circulation : 2

fois/an

Forte circulation : 3 fois /an

Quantité de produit 101 207.7litres (0.45l/m2) 899 624 litres (4l/m

2)

Ratio d‘eau/produit 20 :1 - Couche mince : 3 :1

- Couche épaisse : 2 :1 ou 1 :1

Solubilité Soluble (avant de traiter)

Insoluble (une fois traité)

Soluble avant et après le

traitement



66

Tableau 8 : Coût d’achat en milliers des abats poussières de 2013 à 2025

Abats poussières EBS

MELASSE

Année 2013 2017 2021 2025 2013 2017 2021 2025

Superficie d’application (m2) 224 906 292 392 359 878 427 364 224 906 292 392 359 878 427 364

Superficie Maintenance (m2) 224 906 292 392 359 878 427 364 224 906 292 392 359 878 427 364

Litre / mètre carré (l/m2) 0.45 0.20 0.15 0.15 2.41 2.41 2.41 2.41

Quantité Application (litre) 101 207.70

542 023.46 704 664.72 867 305.98 1 029 947.24

Quantité Maintenance (litre)

58 478.40 53 981.70 64 104.60 542 023.46 704 664.72 867 305.98 1 029 947.24

Total (litres) 101 207.70 58 478.40 53 981.70 64 104.60 1 084 046.92 1 409 329.44 1 734 611.96 2 059 894.48

Prix du litre de produit ($ CAN) 3.75 3.75 3.75 3.75 0.71 0.71 0.71 0.71

Coût ($ CAN) 379 529 219 294 202 431 240 392 769 673 1 000 624 1 231 575 1 462 525

Coût total ($ CAN) 1 041 646 4 464 397

Étude de « EBS Soil Stabilizer » comme matériaux de revêtement sur les routes en terre : cas des routes minières

d’Essakane S.A.


67

Les différents paramètres de l’étude économique :

Coûts et concentrations des abats poussières

EBS :

Concentration pour la première application : 0,45litre/m2

Prix du litre : 3.75$/litre.

Il faut noter que l’EBS a un effet cumulatif, après 2 ans la concentration passe à 0.25 litres/m2, puis de 0.20

litres/m2 en 3 ans, 0.20 litres/m

2 de la 4ieme à la 10ieme année.

MELASSE :

L’épandage optimal de la mélasse diluée est de 4l/m2.

Mais pour la mélasse appliquée sur le site, la concentration est de 2.41l/m2

Prix du litre : 350 FCFA/litre soit 0.71$/litre.(Taux d’échange Avril 3013 : 494.5598)

Surface totale d’application des produits (mesuré sur le terrain à l’aide de GPS station total Trimble)

Longueur des rampes :

Il faut noter qu’elles ont toutes une largeur de 30 m à cause des Tombereaux.

- Rampe 1 : 400m*30m = 12 000m2

- Rampe 2 : 400m*30m = 12 000m2

- Rampe 3 : 500m*30m= 15 000m2

- Rampe 4 : 800m*30m = 24 000m2

- Rampe 6 : 400m*30m =12 000m2

- Rampe 7 : 400m*30m =12 000m2

Route de contournement : 46 465 m2 ; Route des bureaux : 31 570.175 m

2 ; Route du camp : 24 291 m

2

Surface totale à l’état actuel est de : 224 906 m2

La superficie a été calculée en tenant compte de l’élargissement de la fosse donc de l’augmentation de la

longueur des rampes.

Surface des rampes à la fin de la fosse (GEMCOM).

Rampe 1 : 80 567.4 m2

; Rampe 3 : 64 302.09 m2

; Rampe 7 : 74 302.56 m2 ; Rampe 8 : 70 285.56 m

2

Nous pouvons dire en remarque que les rampes 2,4 et 6 étaient temporaires et qu’il y a eu création de la

rampe8.



68

Tableau 9 : Estimation du coût du carburant en milliers des engins pour toute la surface

Niveleuse

(16M)

Chargeuse

(CH 716)

Tombereau

(777F)

Citerne d’eau

(777F)

Compacteur

(CT768)

Consommation

(l/h)

30

115

101

101

4.2

Prix /gasoil

($ CAN)

1.26

1.26

1.26

1.26

1.26

Heures de travail

(h)

36

7

93

1

118

Coût total

($ CAN)

1360.8

1014.3

11 835.18

127.26

624.456

14 961.696*

*Titre indicatif : 14961.696$CAN= 1 507 124, 94 FCFA (Taux d’échange : 494.5598 Avril 2013)


d’Essakane S.A.


69

Note de calcul

Superficie traitée : 224 906 m2

; volume totale traité : 224906*0.15= 33 735.9 m3

Longueur traitée : 11 684 m et largeur de la chaussée : 30m (moyenne).

Niveleuse G12

Vitesse au travail (marche avant 2è) : 6.1km/h

Longueur de la lame : 4.9m

Temps mis pour parcourir pour une passe : 11 684/6100= 2h

Nombre total de passes : 30/4.9=6 passes ; Temps total : (6*2)*3= 36h

Dumper 777F

Volume de la benne : 60.2 m3

Nombre de voyages : 560 voyages

Temps mis pour un voyage : 10 mn en moyenne ; Temps mis total : 93 h

Chargeuse CH 716

Volume du godet : 23 m3

Nombre de chargement : 1467

Temps de chargement : 17.2 secondes ; Temps mis total : 7h

Compacteur CT-768

Vitesse : 11.1 km/h

Temps d’une passe : 11 684/11100 = 63 mn

Largeur du rouleau : 2.134 m

Nombre de passes : (30/2.134)*8=112 ; Temps total : 118h

Citerne CM 804

Temps total d’arrosage : 1h


d’Essakane S.A.


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Tableau 10 : Coût en milliers d’une application sur la surface totale en tenant compte du carburant

Produit d’épandage EBS MELASSE

Superficie d’installation (m2) 224 906 224 906

Quantité par mètre carré (l/m2) 0.45 2.41

Quantité Totale (litres) 101 207.7 542 023.46

Prix du litre ($ CAN) 3.75 0.71

Coût total du produit ($ CAN) 379 528 .875 384 836.66

Coût du carburant des engins ($ CAN) 14 961.696 14 961.696

Coût total ($ CAN) 394 491 399 799



71

Tableau 11 : Tableau comparatif entre l’EBS et le BITUME

EBS BITUME

Durée des travaux

La durée des travaux est d’environ 5 fois plus rapide qu’avec

la méthode traditionnelle : pour 1 km de route de 10 m de

large, 2 jours sont nécessaires.

La durée des travaux pour 1km de route de 10m de large s’élève à 10 jours

(couche de liaison, couche de base).

Portance

Un échange des sols n’est pas nécessaire. Grâce à la

modification correspondant du mélange EBS, toutes les

portances souhaitées existant peuvent être obtenues.

Les portances visées de la sous structure dépendent du matériel de sol existant.

Pour obtenir des portances plus élevées, le matériel du sol doit le cas échéante

être échangé.

Résistance

L’ajout de l’EBS permet d’accroitre sensiblement la

résistance de la sous structure, la charge dynamique et la

pénétration d’eau. Grâce à la liaison élastique des diverses

particules, les mouvements de la fondation et ainsi l’abrasion

réciproque des particules sont fortement restreints.

Avec la méthode conventionnelle, les différentes particules peuvent se

déplacer plus ou moins librement les unes par rapport aux autres, ce qui

accroit l’abrasion des particules. En raison de la perméabilité, l’eau de

pénétration peut extraire les particules de la sous structure, ce qui crée de

nouveaux espaces vides existants. Il en résulte un risque d’affaissement de la

sous structure et ainsi un risque d’endommagement du revêtement en bitume.

Charges écologiques

Les durées de travaux écourtées et le parc de machines

requis fortement réduit permettent de réduire

substantiellement les émissions de CO2 et ainsi la charge

écologiques. Dans un modèle de calcul pour un tronçon de

route de 1.7km de long et 30 m de large, l’émission de CO2

s’élève à 7538.6kg

En raison de la durée des travaux plus longue, et du parc des machines

sensiblement supérieur, l’émission de CO2 pour une même portion de route

s’élève à 172 796.1kg.


d’Essakane S.A.


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Les sources d’émission de poussière sur le site d’Essakane

Photo 8 : Forage de mine (dynamitage) Photo 9 : Poussière dégagée après un dynamitage

Photo 10 : Chargement d’un camion par une pelle


d’Essakane S.A.


73

Photo 11 : Déplacement d’un camion Photo 12 : Poussière provenant du convoyeur


d’Essakane S.A.


74

Mis en œuvre du Dust stop

Photo 13 : Dilution du Dust Stop

Photo 14 : Epandage du Dust Stop

Photo 15 : Route traitée avec le Dust Stop

Photo 16 : Route traitée avec le Dust Stop


d’Essakane S.A.


75

Mis en œuvre du CaCl2

Photo 17 : Epandage du CaCl2

Photo 18 : Route traitée avec le CaCl2


d’Essakane S.A.


76

Mis en œuvre de la Mélasse

Photo 19 : La mélasse sur la route du camp (site)

Photo 20 : Citerne de mélasse

Photo 21 : Epandage de nuit (village)

Photo 22 : Résultat vu de jour (route du camp)

Étude de « EBS Soil Stabilizer » comme matériaux de revêtement sur les routes en terre : cas des routes minières d’Essakane

S.A.


77

Mis en œuvre de l’EBS

Première section :

Photo 23 :Raclage de la surface de la chaussée

Photo 24 : Humidification de la bande d’essai

Photo 25 : Déchargement

Photo 26 : Remblayage


S.A.


78

Photo 27 : Compactage

Photo 28 : Dilution du produit

Photo 29 : Arrosage


S.A.


79

Deuxième section :

Photo 30 : Couche de produit

Maintenance de l’EBS :

Photo 31 : Recouvrement des ségrégations


d’Essakane S.A.


80

Suivi des sections d’essai

Section traitée à l’EBS :

- Section de la Route du camp

Photo 32 : 1

er jour (21/02/13)

Photo 33 : 05/03/13 : fine couche de mélasse

Photo 34 : 12/03/13 : arrachement

photo 35 : 10/04/13 : arrachement


d’Essakane S.A.


81

Remarque : A noter que la couche noire sur la section est de la mélasse apportée par la circulation après

l’épandage de celle-ci. Cette mélasse a servi de couverture limitant ainsi l’observation de l’efficacité de

l’EBS nu. Maisaprès l’arrachement de cette couche, le sol reste toujours dur au toucher et même

difficilement rayable.

Nous pouvons aussi déduire que la résistancedépend du compactage lors de la mise en œuvre. En effet, nous

remarquons que le côté Ouest et le centre résistent mieux à la circulation en demeurant toujours en état car

mieux compacter que le coté Est (difficulté de la machine de se placer de ce côté à cause d’un arbuste).


d’Essakane S.A.


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- Section route d’accès à la fosse

Photo 36 : 1er

jour (22/02/13)

Photo 37 : 26/02/13 : trace d’un engin àchenille

Photo 38 :27/02/13 : section normale

Photo 39 : 25/03/13 : section raclée par une niveleuse


d’Essakane S.A.


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- Route traitée par la mélasse

Photo 40 : 1er

jour (26/02/13)

Photo 41 : 21/03/13 : formation de nid de poule

Photo 42 : 25/03/13 presque plus de mélasse


d’Essakane S.A.


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ETUDE DE « L’EBS SOIL STABILIZER COMME MATERIAUX DE ...

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