1) Mesures des param\u00e8tres physiques des roches<\/span><\/span><\/h2>\nAfin de mesurer les propri\u00e9t\u00e9s des roches, le laboratoire d\u00e9veloppe enti\u00e8rement des \u00e9quipements associant la m\u00e9canique, l’hydraulique, l’\u00e9lectronique et l’informatique.\u00a0 Les bancs d’essai sont pilot\u00e9s par des ordinateurs de type PC qui font de l’acquisition – commande en temps r\u00e9el.<\/p>\n
Le service s’int\u00e9resse depuis plusieurs ann\u00e9es \u00e0 la compr\u00e9hension du comportement des mat\u00e9riaux rocheux sous sollicitation m\u00e9canique, ainsi qu’\u00e0 l’\u00e9volution de ce comportement avec la profondeur, ce qui revient \u00e0 tenir compte des effets du confinement et de la temp\u00e9rature.<\/p>\n
Cette d\u00e9marche suppose la ma\u00eetrise de diff\u00e9rentes techniques exp\u00e9rimentales pour la d\u00e9termination d’un maximum de param\u00e8tres, et le d\u00e9veloppement des outils de traitement des r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux. Cette volont\u00e9 a permis de d\u00e9velopper des bancs d’essai parmi lesquels nous pouvons citer :<\/p>\n
\n- Deux presses de compression uniaxiale,<\/li>\n
- Une presse de compression triaxiale,<\/li>\n
- Un appareil de compression polyaxiale (v\u00e9ritable triaxial),<\/li>\n
- Une presse de poin\u00e7onnage.<\/li>\n<\/ul>\n
Des logiciels d\u00e9velopp\u00e9s en Turbo-Pascal, et pour lesquels le d\u00e9veloppement continue, permettent de traiter facilement les courbes fournies par les bancs d’essais informatis\u00e9s ; ce qui permet d’augmenter la fiabilit\u00e9 des mesures. Les recherches en cours visent essentiellement la mise au point des surfaces limites tridimensionnelles pour construire des lois de comportement plus \u00e9labor\u00e9es en plasticit\u00e9.<\/p>\n
Banque de donn\u00e9es<\/span><\/p>\nEtant donn\u00e9 la diversit\u00e9 des bancs d’essai disponibles dans le service ainsi que la quantit\u00e9 de donn\u00e9es disponibles sur les roches test\u00e9es, le d\u00e9veloppement d’une banque de donn\u00e9es a \u00e9t\u00e9 initi\u00e9 depuis 1996 en vue de fournir un outil directement utilisable par les mod\u00e9lisateurs. Celle-ci est en cours de d\u00e9veloppement.<\/p>\n
Nos th\u00e8mes de recherche:<\/h4>\n\n- D\u00e9veloppement d’obturateurs instrument\u00e9s destin\u00e9s \u00e0 des mesures sp\u00e9cifiques de perm\u00e9abilit\u00e9 et de d\u00e9pollution de terrains in situ.<\/li>\n
- \u00c9laboration des lois de comportement et leur \u00e9volution en fonction du confinement.<\/li>\n<\/ul>\n
2) Destructibilit\u00e9 des roches<\/span><\/span><\/h2>\nLa destructibilit\u00e9 des roches par les outils d’attaque en forages et creusements est l’une des sp\u00e9cialit\u00e9s du Service de M\u00e9canique des Roches. De nombreux travaux exp\u00e9rimentaux ont permis de comprendre les m\u00e9canismes r\u00e9gissant l’interaction roche-outils d’attaque pour diff\u00e9rents types de roches. Ces \u00e9tudes permettent de mieux concevoir les outils de travail et d’en comprendre l’usure.
\nDes syst\u00e8mes exp\u00e9rimentaux con\u00e7us et construits par le service permettent d’atteindre ces objectifs :<\/p>\n
\n- le test de poin\u00e7onnage,\u00a0le test d’abrasivit\u00e9 FPMs,<\/li>\n
- les mesures d’\u00e9nergie sp\u00e9cifique dans les conditions de coupe lin\u00e9aire avec la \u00ab\u00a0Rock Strength Device\u00a0\u00bb, machine d\u00e9velopp\u00e9e par l’Universit\u00e9 du Minnesota \u00e0 Minneapolis (USA).<\/li>\n
- les mesures d’\u00e9nergie sp\u00e9cifique avec la \u00ab\u00a0Single Cutter\u00a0\u00bb,\u00a0 simulateur de forage profond \u00e0 \u00e9l\u00e9ment de coupe unique<\/li>\n<\/ul>\n
Des recherches continuent dans cette direction pour la construction des mod\u00e8les de forabilit\u00e9 et de d\u00e9coupage. Le service utilise un appareil capable de tester les outils tout en reproduisant les conditions de forages.<\/p>\n
Le logiciel Payzone de simulation des forages profonds (en vitesse, dur\u00e9e et co\u00fbt) mis au point \u00e0 l’Universit\u00e9 de Berkeley aux USA a \u00e9galement \u00e9t\u00e9 acquis au d\u00e9but de 1997.<\/p>\n
Nos th\u00e8mes de recherche:<\/h4>\n\n- Compr\u00e9hension des m\u00e9canismes de destruction en forage ou creusement. De nombreux travaux ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9s dans le service sur les m\u00e9canismes physiques qui r\u00e9gissent le contact entre la roche et les outils d’attaque en forage (tr\u00e9pans), d\u00e9coupage (haveuses, c\u00e2bles diamant\u00e9s) ou en creusement (tunneliers, machines \u00e0 attaque ponctuelle).<\/li>\n
- Des d\u00e9veloppements s’initient actuellement pour comprendre l’\u00e9volution de ces m\u00e9canismes de destruction avec la profondeur.<\/li>\n
- Ph\u00e9nom\u00e8ne d’usure dans les roches abrasives.<\/li>\n
- Etude de coupe de roches avec les outils PDC et Impr\u00e9gn\u00e9s.<\/li>\n
- Etude du m\u00e9canisme de d\u00e9coupage des pierres ornementales.<\/li>\n<\/ul>\n
<\/p>\n
3) Etude des ouvrages souterrains<\/span><\/span><\/h2>\nDes bancs d’essai en d\u00e9veloppement dans le service permettent de construire des lois de comportement \u00e9labor\u00e9es pour les mat\u00e9riaux rocheux. Ils permettent de mettre en oeuvre des essais de compression uniaxiale, triaxiale et polyaxiale. Les r\u00e9sultats fournis par ces bancs d’essai permettent une simulation plus fine des conditions de comportement des ouvrages souterrains. Une banque de donn\u00e9es sur les roches, en constitution, nous permet d’obtenir les param\u00e8tres les plus r\u00e9alistes\u00a0 \u00e0 ce sujet.\u00a0 Le mineur continu est une machine \u00e0 attaque ponctuelle servant au creusement de galeries souterraines. Une bonne connaissance du massif rocheux permet d’en estimer la puissance et le type des \u00e9l\u00e9ments d’attaque (pics).<\/p>\n
Avec les grandes puissances de calcul rendues disponibles, la mod\u00e9lisation num\u00e9rique a pris une tr\u00e8s grande place pour l’\u00e9tude de la stabilit\u00e9 des ouvrages souterrains. Ces outils permettent d’\u00e9tudier les ouvrages aux g\u00e9om\u00e9tries complexes mais \u00e9galement les diff\u00e9rents comportements des roches (plastiques, \u00e9lastoplastiques,..). La r\u00e9solution de tels syst\u00e8mes repose sur diff\u00e9rentes m\u00e9thodes : les M\u00e9thodes aux El\u00e9ments Finis (MEF) ; les M\u00e9thodes aux El\u00e9ments aux Fronti\u00e8res ; les M\u00e9thodes aux Diff\u00e9rences Finies.<\/p>\n
Logiciels disponibles au service:<\/span><\/p>\nFlac 2D de ITASCA CONSULTING GROUP logiciel int\u00e9grant la M\u00e9thode aux Diff\u00e9rences Finies aux \u00e9l\u00e9ments lagrangiens (comportement thermo – poro – \u00e9lastoplastique)<\/p>\n
BEFE de CSS INTERNATIONAL logiciel qui int\u00e8gre les M\u00e9thodes aux El\u00e9ments Finis et aux El\u00e9ments Fronti\u00e8res (comportements \u00e9lastique et \u00e9lastoplastique visualis\u00e9s en 3 Dimensions)<\/p>\n
Quelques unes de nos r\u00e9alisations:<\/h4>\n\n- Mod\u00e9lisation num\u00e9rique de chantiers d’exploitation profondes et d’ouvrages miniers \u00e0 l’aide du logiciel FLAC 2D ou BEFE.<\/li>\n
- R\u00e9alisation d’une \u00e9tude g\u00e9om\u00e9canique pour des forages profonds dans la r\u00e9gion tectonique de KUZEI MARMARA en Turquie.<\/li>\n
- Analyse g\u00e9otechnique et \u00e9tude de la d\u00e9formation des piliers de la Cath\u00e9drale de Tournai.<\/li>\n<\/ul>\n
<\/p>\n
L’exploitation rationnelle des mines et carri\u00e8res<\/span><\/h1>\nLe secteur industriel minier est soumis \u00e0 des contraintes de plus en plus importantes : gestion rationnelle des ressources, contraintes environnementales, r\u00e9vision des plans de secteurs, …. Donc, un souci de gestion encore plus scientifique des exploitations se r\u00e9v\u00e8le \u00eatre un atout consid\u00e9rable.<\/p>\n
1) Planification des exploitations mini\u00e8res<\/span><\/span><\/h2>\nLe Service de G\u00e9nie Minier a d\u00e9velopp\u00e9 plusieurs th\u00e8mes de recherche et applications dans le domaine de l\u2019exploitation rationnelle des mines souterraines, mines \u00e0 ciel ouvert et carri\u00e8res. Ces activit\u00e9s sont d\u00e9velopp\u00e9es dans l\u2019objectif d\u2019une gestion plus scientifique et rationnelle des exploitations mini\u00e8res. Elles couvrent l\u2019ensemble des op\u00e9rations relatives au domaine des projets de g\u00e9nie minier, depuis l\u2019int\u00e9gration des donn\u00e9es d\u2019exploration, les travaux de mod\u00e9lisations g\u00e9ologique et g\u00e9om\u00e9trique des gisements, la quantification et l\u2019\u00e9tude de la r\u00e9partition des propri\u00e9t\u00e9s physiques du gisement \u00e0 exploiter (densit\u00e9s, teneurs, fracturation,\u2026) jusqu’\u00e0 la planification de l\u2019\u00e9volution de l\u2019exploitation. Le stade ultime des ces travaux consiste en une optimisation de l\u2019exploitation du gisement, int\u00e9grant \u00e0 ces aspects techniques les finalit\u00e9s financi\u00e8res de l\u2019activit\u00e9 industrielle.<\/p>\n
Gr\u00e2ce au d\u00e9veloppement des outils informatiques, des logiciels permettent \u00e0 pr\u00e9sent d\u2019int\u00e9grer et combiner des donn\u00e9es de types g\u00e9ologique, technique et \u00e9conomique. Au sein du Service de G\u00e9nie Minier de la FPMs, la majorit\u00e9 de ces applications sont r\u00e9alis\u00e9es via le logiciel Gemcom, fr\u00e9quemment utilis\u00e9 dans le domaine minier, ainsi que son compl\u00e9ment en optimisation, Whittle 4D.<\/p>\n
Classiquement, en fonction du probl\u00e8me \u00e0 traiter, sur base des donn\u00e9es r\u00e9colt\u00e9es, l\u2019approche classique consistera en les \u00e9tapes suivantes :<\/p>\n
\n- une mod\u00e9lisation g\u00e9ologique du site \u00e9tudi\u00e9 sur base des donn\u00e9es r\u00e9colt\u00e9es ;<\/li>\n
- une mod\u00e9lisation g\u00e9om\u00e9trique de l\u2019exploitation sur base de relev\u00e9s topographiques ;<\/li>\n
- une mod\u00e9lisation en blocs permettant d\u2019\u00e9tudier la r\u00e9partition des propri\u00e9t\u00e9s physiques du gisement via des m\u00e9thodes d\u2019interpolation (distances inverses, polygones, g\u00e9ostatistiques,\u2026)<\/li>\n<\/ul>\n
Sur base de ces mod\u00e8les, des simulations quant \u00e0 l\u2019\u00e9volution de l\u2019exploitation pourront \u00eatre r\u00e9alis\u00e9es et quantifi\u00e9es.<\/p>\n
La capacit\u00e9 d’int\u00e9gration continue et directe des nouvelles donn\u00e9es (niveaux des affleurements, modifications de profils \u00e9conomiques …) permet d’am\u00e9liorer les mod\u00e8les de base et de suivre l’\u00e9volution de l’exploitation. En outre, la planification de l’\u00e9volution de l’exploitation peut \u00e9galement \u00eatre \u00e9tudi\u00e9e. Des estimations de r\u00e9serves, des simulations quant \u00e0 l’\u00e9volution future de l’exploitation sont possibles gr\u00e2ce \u00e0 la combinaison des informations contenues dans les diff\u00e9rents mod\u00e8les.<\/p>\n
Nos th\u00e8mes de recherche:<\/h4>\n\n- \u00c9tude de faisabilit\u00e9 des travaux exploratoires pour l’\u00e9valuation d’un gisement.<\/li>\n
- Evaluation des co\u00fbts d’exploitation des industries mini\u00e8res.<\/li>\n<\/ul>\n
2) Optimisation des tirs de mines<\/span><\/span><\/h2>\nL’optimisation des tirs de mines passe avant tout par la connaissance du massif \u00e0 abattre. Celui-ci est caract\u00e9ris\u00e9 par des param\u00e8tres physiques, d\u00e9termin\u00e9s en laboratoire au moyen des diff\u00e9rents bancs d’essais. Le Service entretient une collaboration \u00e9troite avec des fabricants d’explosifs et des exploitants des carri\u00e8res dans le Hainaut en vue de l’optimisation des tirs des mines.<\/p>\n
Les diff\u00e9rents objectifs et contraintes du tir conditionnent le sch\u00e9ma de tir.\u00a0 De nombreux travaux ont \u00e9t\u00e9 \u00e9labor\u00e9s au Service sur la meilleure utilisation des explosifs.<\/p>\n
D’autres travaux de recherche visent la compr\u00e9hension des m\u00e9canismes de fragmentation des masses rocheuses au moyen des explosifs en se basant sur les th\u00e9ories de la M\u00e9canique des Roches. Ils sont conduits en collaboration avec des fabricants d’explosifs ainsi que des exploitants de carri\u00e8res.<\/p>\n
Des logiciels travaillant sur PC ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9s pour r\u00e9aliser certaines t\u00e2ches sp\u00e9cifiques comme l’optimisation des tirs de mines.<\/p>\n
Nos th\u00e8mes de recherche:<\/h4>\n\n- Evaluation du r\u00e9sultat d’un tir dans la pierre ornementale.<\/li>\n
- Fragmentation des roches par les explosifs: Les objectifs poursuivis sont essentiellement l’obtention d’une granulom\u00e9trie adapt\u00e9e aux engins de chargement-transport et au concasseur primaire ainsi que la ma\u00eetrise des vibrations engendr\u00e9es par les tirs des mines en vue de faire face aux contraintes environnementales.<\/li>\n<\/ul>\n
La valorisation des mati\u00e8res<\/span><\/h1>\n1) Valorisation des mati\u00e8res min\u00e9rales<\/span><\/span><\/h2>\nLa soci\u00e9t\u00e9 moderne est fortement tributaire, quoi que l’on en dise, des mati\u00e8res min\u00e9rales : l’obtention des m\u00e9taux et d’autres \u00e9l\u00e9ments chimiques ; l’\u00e9laboration des mati\u00e8res telles que les ciments, les b\u00e9tons, les verres, les c\u00e9ramiques ; la production de pigments et de charges pour l’industries des mati\u00e8res plastiques et des peintures ne sont que quelques exemples parmi beaucoup d’autres. Ces mati\u00e8res min\u00e9rales, extraites brutes du sous-sol o\u00f9 elles sont dispers\u00e9es plus ou moins fortement dans des roches sans valeur, doivent faire l’objet d’une concentration avant leur utilisation. Dans le cas o\u00f9 un tel traitement est techniquement et \u00e9conomiquement possible, les roches contenant ces mat\u00e9riaux de valeur, sont appel\u00e9es des \u00a0\u00bb minerais \u00ab\u00a0.<\/p>\n
Une des probl\u00e9matiques actuelle de la valorisation des minerais r\u00e9side dans le fait que l’exploitation en premier lieu des gisements les plus profitables \u00e9conomiquement ne laisse au fil du temps que des minerais pauvres dans lesquels les min\u00e9raux de valeurs sont finement et fortement diss\u00e9min\u00e9s. Il en r\u00e9sulte la n\u00e9cessit\u00e9 de broyer de plus en plus finement les mat\u00e9riaux pour obtenir la lib\u00e9ration des constituants, n\u00e9cessaire \u00e0 leur s\u00e9paration.<\/p>\n
Une autre probl\u00e9matique concerne les rejets des exploitations mini\u00e8res et des usines de concentration consid\u00e9r\u00e9s ant\u00e9rieurement comme n’ayant pas de valeur \u00e9conomique. Toutefois, la gestion des ressources naturelles et l’\u00e9conomie des mati\u00e8res premi\u00e8res dans le souci d’un d\u00e9veloppement durable, impliquent le retraitement de ces \u00a0\u00bb st\u00e9riles \u00a0\u00bb en vue d’en extraire les min\u00e9raux de valeur encore pr\u00e9sents. Ce retraitement permet par ailleurs de r\u00e9duire les impacts environnementaux r\u00e9sultant de certains constituants (par exemple, des sulfures conduisant \u00e0 la production de jus acides, puis \u00e0 la pollution des sols et des nappes aquif\u00e8res par des m\u00e9taux lourds). Ici aussi, il s’av\u00e8re n\u00e9cessaire de broyer finement les mat\u00e9riaux avant les op\u00e9rations de concentration.<\/p>\n
Dans les deux cas de figures, l’utilisation des dispositifs classiques de concentration conduit \u00e0 des performances m\u00e9diocres en termes de r\u00e9cup\u00e9ration et de concentration. C’est tout particuli\u00e8rement le cas des techniques de concentration gravim\u00e9trique qui pr\u00e9sentent l’avantage d’\u00eatre relativement peu on\u00e9reuses et ont un impact r\u00e9duit sur l’environnement. La n\u00e9cessit\u00e9 de s’adapter aux nouvelles contraintes et aux nouvelles exigences a conduit \u00e0 l’\u00e9mergence, ces derni\u00e8res ann\u00e9es, de dispositifs tels que les concentrateurs centrifuges.<\/p>\n
Toutefois, et bien qu’ils donnent une relative satisfaction, ces dispositifs r\u00e9sultent souvent d’un d\u00e9veloppement par essais et erreurs. L’absence d’une compr\u00e9hension r\u00e9elle des ph\u00e9nom\u00e8nes mis en jeu dans ces appareils de concentration, faute d’\u00e9tudes th\u00e9oriques, conduit \u00e0 un choix empirique des conditions op\u00e9ratoires dans les applications industrielles. Des \u00e9tudes visant \u00e0 la compr\u00e9hension des ph\u00e9nom\u00e8nes qui gouvernent le processus de concentration dans ces appareils en relation d’une part avec les forces mises en oeuvre (force centrifuge, force de cisaillement, etc.) et d’autre part avec les caract\u00e9ristiques des mat\u00e9riaux trait\u00e9s (densit\u00e9, dimension, forme, etc.), permettent de mettre \u00e0 profit toutes les potentialit\u00e9s de ces concentrateurs : am\u00e9lioration de l’efficacit\u00e9 de la s\u00e9paration, extension de l’usage des techniques \u00e0 d’autres mat\u00e9riaux ou \u00e0 d’autres probl\u00e8mes que ceux trait\u00e9s actuellement, etc. L’am\u00e9lioration des dispositifs disponibles et la conception de nouveaux dispositifs peuvent \u00e9galement d\u00e9couler de ces \u00e9tudes.<\/p>\n
Nos th\u00e8mes de recherche:<\/h4>\n\n- La fluidisation en concentration gravim\u00e9trique<\/li>\n
- La concentration des particules fines<\/li>\n<\/ul>\n
2) Traitement des d\u00e9chets<\/span><\/span><\/h2>\nLes r\u00e9sidus et d\u00e9chets des industries manufacturi\u00e8res et de la soci\u00e9t\u00e9 de consommation sont tout \u00e0 la fois un probl\u00e8me d\u00fb de la n\u00e9cessit\u00e9 de les g\u00e9rer et une source potentielle de mati\u00e8res premi\u00e8res de toutes natures (mati\u00e8res min\u00e9rales, m\u00e9taux, plastiques, etc.). Le traitement de ceux-ci conna\u00eet actuellement un net int\u00e9r\u00eat r\u00e9sultant du renforcement de la l\u00e9gislation environnementale qui se traduit par une augmentation consid\u00e9rable des contraintes et des frais de mise en d\u00e9charge. L’\u00e9limination et la valorisation de ces d\u00e9chets ne peuvent toutefois \u00eatre r\u00e9alis\u00e9es de mani\u00e8re optimale que si ceux-ci pr\u00e9sentent des caract\u00e9ristiques bien contr\u00f4l\u00e9es, en particulier leur dimension et leur composition.
\nL’application des techniques de traitement des minerais ou apparent\u00e9es aux d\u00e9chets rend possible, par des proc\u00e9d\u00e9s simples et comp\u00e9titifs, la s\u00e9paration d’un d\u00e9chet sans valeur en diff\u00e9rentes fractions qui peuvent soit \u00eatre r\u00e9introduites dans le circuit des mati\u00e8res premi\u00e8res soit \u00eatre \u00e9limin\u00e9es de la mani\u00e8re la plus performante (aspects technique et \u00e9conomique) et la moins nuisible (aspect environnemental).Les techniques de valorisation des mati\u00e8res min\u00e9rales peuvent s’appliquer aux d\u00e9chets dont les constituants \u00e0 s\u00e9parer pr\u00e9sentent des diff\u00e9rences de propri\u00e9t\u00e9s physiques ou physico-chimiques (broyabilit\u00e9, dimension, densit\u00e9, conductivit\u00e9 \u00e9lectrique, susceptibilit\u00e9 magn\u00e9tiques, mouillabilit\u00e9, etc.).<\/p>\n
Les techniques de concentration gravim\u00e9trique, de par leur co\u00fbt relativement mod\u00e9r\u00e9 et leur impact r\u00e9duit sur l’environnement, sont tout indiqu\u00e9es pour le traitement des d\u00e9chet et en particuliers les dispositifs de concentration pneumatique qui utilisent le ph\u00e9nom\u00e8ne de fluidisation pour r\u00e9aliser la s\u00e9paration des diff\u00e9rents constituants des mat\u00e9riaux \u00e0 traiter. En effet, les d\u00e9chets comportant bien souvent des fractions solubles dans l’eau, l’utilisation de traitements en voie s\u00e8che \u00e9vite la production d’effluents contamin\u00e9s qu’il faut ensuite \u00e9liminer. La compr\u00e9hension des ph\u00e9nom\u00e8nes qui gouvernent le processus de concentration dans ces appareils, en particulier la s\u00e9gr\u00e9gation au sein du lit fluidis\u00e9, en relation avec les caract\u00e9ristiques des mat\u00e9riaux trait\u00e9s (densit\u00e9, dimension, forme, etc.), permet de mettre \u00e0 profit toutes les potentialit\u00e9s de ces concentrateurs.<\/p>\n
Nos th\u00e8mes de recherche:<\/h4>\n\n- La fluidisation en concentration gravim\u00e9trique<\/li>\n
- La concentration des particules fines<\/li>\n
- La s\u00e9paration physique des phases dans les d\u00e9chets solides<\/li>\n<\/ul>\n
3) Traitement des sols pollu\u00e9s<\/span><\/span><\/h2>\nEn fonction de leurs caract\u00e9ristiques, les sols pollu\u00e9es peuvent \u00eatre trait\u00e9s au moyen de proc\u00e9d\u00e9s physiques, chimiques ou thermiques. Certains des proc\u00e9d\u00e9s de d\u00e9pollution par voie physique utilisent des techniques similaires \u00e0 celles mises en \u0153uvre en valorisation des mati\u00e8res min\u00e9rales. Ce sont les techniques dites de lavage des sols ou \u00a0\u00bb Soil washing\u00a0\u00bb. Bien entendu, ces techniques ne d\u00e9truisent pas les polluants comme les techniques thermiques et chimiques, mais permettent de concentrer les polluants dans un volume restreint de mati\u00e8re qui lui fera l’objet d’un traitement visant \u00e0 d\u00e9truire les polluants. Cette approche permet d’une part de r\u00e9duire le co\u00fbt global du traitement en appliquant les traitements de destruction souvent tr\u00e8s co\u00fbteux \u00e0 une quantit\u00e9 moindre de mati\u00e8re, d’autre part de r\u00e9duire l’impact du traitement sur les caract\u00e9ristiques du sol. Le lavage des sols est applicable aux sols pollu\u00e9s par des hydrocarbures liquides non volatils ou par des produits solides tels que des m\u00e9taux, des oxydes m\u00e9talliques, des hydrocarbures solides (brai), etc.<\/p>\n
Nos th\u00e8mes de recherche:<\/h4>\n\n- Traitement physique des sols pollu\u00e9s<\/li>\n<\/ul>\n
\nNotre service est, par ailleurs rattach\u00e9 \u00e0 un institut de recherche de l\u2019UMONS :<\/p>\n\t\t\n\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t- \n\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t
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\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t<\/li>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t- \n\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t
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\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t<\/li>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/ul>\n\t\t<\/div>\n \n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Le laboratoire de G\u00e9nie Minier de la Facult\u00e9 Polytechnique de Mons conduit des recherches selon trois directions principales que sont l’exploitation des mines et carri\u00e8res, la m\u00e9canique des roches, forage et reservoir engineering et la valorisation des mati\u00e8res. La m\u00e9canique des roches, le forage et le reservoir engineering 1) Mesures des param\u00e8tres physiques des roches […]<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"footnotes":""},"class_list":["post-15","page","type-page","status-publish","hentry"],"yoast_head":"\n
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Des logiciels d\u00e9velopp\u00e9s en Turbo-Pascal, et pour lesquels le d\u00e9veloppement continue, permettent de traiter facilement les courbes fournies par les bancs d’essais informatis\u00e9s ; ce qui permet d’augmenter la fiabilit\u00e9 des mesures. Les recherches en cours visent essentiellement la mise au point des surfaces limites tridimensionnelles pour construire des lois de comportement plus \u00e9labor\u00e9es en plasticit\u00e9.<\/p>\n
Banque de donn\u00e9es<\/span><\/p>\n Etant donn\u00e9 la diversit\u00e9 des bancs d’essai disponibles dans le service ainsi que la quantit\u00e9 de donn\u00e9es disponibles sur les roches test\u00e9es, le d\u00e9veloppement d’une banque de donn\u00e9es a \u00e9t\u00e9 initi\u00e9 depuis 1996 en vue de fournir un outil directement utilisable par les mod\u00e9lisateurs. Celle-ci est en cours de d\u00e9veloppement.<\/p>\n La destructibilit\u00e9 des roches par les outils d’attaque en forages et creusements est l’une des sp\u00e9cialit\u00e9s du Service de M\u00e9canique des Roches. De nombreux travaux exp\u00e9rimentaux ont permis de comprendre les m\u00e9canismes r\u00e9gissant l’interaction roche-outils d’attaque pour diff\u00e9rents types de roches. Ces \u00e9tudes permettent de mieux concevoir les outils de travail et d’en comprendre l’usure. Des recherches continuent dans cette direction pour la construction des mod\u00e8les de forabilit\u00e9 et de d\u00e9coupage. Le service utilise un appareil capable de tester les outils tout en reproduisant les conditions de forages.<\/p>\n Le logiciel Payzone de simulation des forages profonds (en vitesse, dur\u00e9e et co\u00fbt) mis au point \u00e0 l’Universit\u00e9 de Berkeley aux USA a \u00e9galement \u00e9t\u00e9 acquis au d\u00e9but de 1997.<\/p>\n <\/p>\n Des bancs d’essai en d\u00e9veloppement dans le service permettent de construire des lois de comportement \u00e9labor\u00e9es pour les mat\u00e9riaux rocheux. Ils permettent de mettre en oeuvre des essais de compression uniaxiale, triaxiale et polyaxiale. Les r\u00e9sultats fournis par ces bancs d’essai permettent une simulation plus fine des conditions de comportement des ouvrages souterrains. Une banque de donn\u00e9es sur les roches, en constitution, nous permet d’obtenir les param\u00e8tres les plus r\u00e9alistes\u00a0 \u00e0 ce sujet.\u00a0 Le mineur continu est une machine \u00e0 attaque ponctuelle servant au creusement de galeries souterraines. Une bonne connaissance du massif rocheux permet d’en estimer la puissance et le type des \u00e9l\u00e9ments d’attaque (pics).<\/p>\n Avec les grandes puissances de calcul rendues disponibles, la mod\u00e9lisation num\u00e9rique a pris une tr\u00e8s grande place pour l’\u00e9tude de la stabilit\u00e9 des ouvrages souterrains. Ces outils permettent d’\u00e9tudier les ouvrages aux g\u00e9om\u00e9tries complexes mais \u00e9galement les diff\u00e9rents comportements des roches (plastiques, \u00e9lastoplastiques,..). La r\u00e9solution de tels syst\u00e8mes repose sur diff\u00e9rentes m\u00e9thodes : les M\u00e9thodes aux El\u00e9ments Finis (MEF) ; les M\u00e9thodes aux El\u00e9ments aux Fronti\u00e8res ; les M\u00e9thodes aux Diff\u00e9rences Finies.<\/p>\n Logiciels disponibles au service:<\/span><\/p>\n Flac 2D de ITASCA CONSULTING GROUP logiciel int\u00e9grant la M\u00e9thode aux Diff\u00e9rences Finies aux \u00e9l\u00e9ments lagrangiens (comportement thermo – poro – \u00e9lastoplastique)<\/p>\n BEFE de CSS INTERNATIONAL logiciel qui int\u00e8gre les M\u00e9thodes aux El\u00e9ments Finis et aux El\u00e9ments Fronti\u00e8res (comportements \u00e9lastique et \u00e9lastoplastique visualis\u00e9s en 3 Dimensions)<\/p>\n <\/p>\n Le secteur industriel minier est soumis \u00e0 des contraintes de plus en plus importantes : gestion rationnelle des ressources, contraintes environnementales, r\u00e9vision des plans de secteurs, …. Donc, un souci de gestion encore plus scientifique des exploitations se r\u00e9v\u00e8le \u00eatre un atout consid\u00e9rable.<\/p>\n Le Service de G\u00e9nie Minier a d\u00e9velopp\u00e9 plusieurs th\u00e8mes de recherche et applications dans le domaine de l\u2019exploitation rationnelle des mines souterraines, mines \u00e0 ciel ouvert et carri\u00e8res. Ces activit\u00e9s sont d\u00e9velopp\u00e9es dans l\u2019objectif d\u2019une gestion plus scientifique et rationnelle des exploitations mini\u00e8res. Elles couvrent l\u2019ensemble des op\u00e9rations relatives au domaine des projets de g\u00e9nie minier, depuis l\u2019int\u00e9gration des donn\u00e9es d\u2019exploration, les travaux de mod\u00e9lisations g\u00e9ologique et g\u00e9om\u00e9trique des gisements, la quantification et l\u2019\u00e9tude de la r\u00e9partition des propri\u00e9t\u00e9s physiques du gisement \u00e0 exploiter (densit\u00e9s, teneurs, fracturation,\u2026) jusqu’\u00e0 la planification de l\u2019\u00e9volution de l\u2019exploitation. Le stade ultime des ces travaux consiste en une optimisation de l\u2019exploitation du gisement, int\u00e9grant \u00e0 ces aspects techniques les finalit\u00e9s financi\u00e8res de l\u2019activit\u00e9 industrielle.<\/p>\n Gr\u00e2ce au d\u00e9veloppement des outils informatiques, des logiciels permettent \u00e0 pr\u00e9sent d\u2019int\u00e9grer et combiner des donn\u00e9es de types g\u00e9ologique, technique et \u00e9conomique. Au sein du Service de G\u00e9nie Minier de la FPMs, la majorit\u00e9 de ces applications sont r\u00e9alis\u00e9es via le logiciel Gemcom, fr\u00e9quemment utilis\u00e9 dans le domaine minier, ainsi que son compl\u00e9ment en optimisation, Whittle 4D.<\/p>\n Classiquement, en fonction du probl\u00e8me \u00e0 traiter, sur base des donn\u00e9es r\u00e9colt\u00e9es, l\u2019approche classique consistera en les \u00e9tapes suivantes :<\/p>\n Sur base de ces mod\u00e8les, des simulations quant \u00e0 l\u2019\u00e9volution de l\u2019exploitation pourront \u00eatre r\u00e9alis\u00e9es et quantifi\u00e9es.<\/p>\n La capacit\u00e9 d’int\u00e9gration continue et directe des nouvelles donn\u00e9es (niveaux des affleurements, modifications de profils \u00e9conomiques …) permet d’am\u00e9liorer les mod\u00e8les de base et de suivre l’\u00e9volution de l’exploitation. En outre, la planification de l’\u00e9volution de l’exploitation peut \u00e9galement \u00eatre \u00e9tudi\u00e9e. Des estimations de r\u00e9serves, des simulations quant \u00e0 l’\u00e9volution future de l’exploitation sont possibles gr\u00e2ce \u00e0 la combinaison des informations contenues dans les diff\u00e9rents mod\u00e8les.<\/p>\n L’optimisation des tirs de mines passe avant tout par la connaissance du massif \u00e0 abattre. Celui-ci est caract\u00e9ris\u00e9 par des param\u00e8tres physiques, d\u00e9termin\u00e9s en laboratoire au moyen des diff\u00e9rents bancs d’essais. Le Service entretient une collaboration \u00e9troite avec des fabricants d’explosifs et des exploitants des carri\u00e8res dans le Hainaut en vue de l’optimisation des tirs des mines.<\/p>\n Les diff\u00e9rents objectifs et contraintes du tir conditionnent le sch\u00e9ma de tir.\u00a0 De nombreux travaux ont \u00e9t\u00e9 \u00e9labor\u00e9s au Service sur la meilleure utilisation des explosifs.<\/p>\n D’autres travaux de recherche visent la compr\u00e9hension des m\u00e9canismes de fragmentation des masses rocheuses au moyen des explosifs en se basant sur les th\u00e9ories de la M\u00e9canique des Roches. Ils sont conduits en collaboration avec des fabricants d’explosifs ainsi que des exploitants de carri\u00e8res.<\/p>\n Des logiciels travaillant sur PC ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9s pour r\u00e9aliser certaines t\u00e2ches sp\u00e9cifiques comme l’optimisation des tirs de mines.<\/p>\n La soci\u00e9t\u00e9 moderne est fortement tributaire, quoi que l’on en dise, des mati\u00e8res min\u00e9rales : l’obtention des m\u00e9taux et d’autres \u00e9l\u00e9ments chimiques ; l’\u00e9laboration des mati\u00e8res telles que les ciments, les b\u00e9tons, les verres, les c\u00e9ramiques ; la production de pigments et de charges pour l’industries des mati\u00e8res plastiques et des peintures ne sont que quelques exemples parmi beaucoup d’autres. Ces mati\u00e8res min\u00e9rales, extraites brutes du sous-sol o\u00f9 elles sont dispers\u00e9es plus ou moins fortement dans des roches sans valeur, doivent faire l’objet d’une concentration avant leur utilisation. Dans le cas o\u00f9 un tel traitement est techniquement et \u00e9conomiquement possible, les roches contenant ces mat\u00e9riaux de valeur, sont appel\u00e9es des \u00a0\u00bb minerais \u00ab\u00a0.<\/p>\n Une des probl\u00e9matiques actuelle de la valorisation des minerais r\u00e9side dans le fait que l’exploitation en premier lieu des gisements les plus profitables \u00e9conomiquement ne laisse au fil du temps que des minerais pauvres dans lesquels les min\u00e9raux de valeurs sont finement et fortement diss\u00e9min\u00e9s. Il en r\u00e9sulte la n\u00e9cessit\u00e9 de broyer de plus en plus finement les mat\u00e9riaux pour obtenir la lib\u00e9ration des constituants, n\u00e9cessaire \u00e0 leur s\u00e9paration.<\/p>\n Une autre probl\u00e9matique concerne les rejets des exploitations mini\u00e8res et des usines de concentration consid\u00e9r\u00e9s ant\u00e9rieurement comme n’ayant pas de valeur \u00e9conomique. Toutefois, la gestion des ressources naturelles et l’\u00e9conomie des mati\u00e8res premi\u00e8res dans le souci d’un d\u00e9veloppement durable, impliquent le retraitement de ces \u00a0\u00bb st\u00e9riles \u00a0\u00bb en vue d’en extraire les min\u00e9raux de valeur encore pr\u00e9sents. Ce retraitement permet par ailleurs de r\u00e9duire les impacts environnementaux r\u00e9sultant de certains constituants (par exemple, des sulfures conduisant \u00e0 la production de jus acides, puis \u00e0 la pollution des sols et des nappes aquif\u00e8res par des m\u00e9taux lourds). Ici aussi, il s’av\u00e8re n\u00e9cessaire de broyer finement les mat\u00e9riaux avant les op\u00e9rations de concentration.<\/p>\n Dans les deux cas de figures, l’utilisation des dispositifs classiques de concentration conduit \u00e0 des performances m\u00e9diocres en termes de r\u00e9cup\u00e9ration et de concentration. C’est tout particuli\u00e8rement le cas des techniques de concentration gravim\u00e9trique qui pr\u00e9sentent l’avantage d’\u00eatre relativement peu on\u00e9reuses et ont un impact r\u00e9duit sur l’environnement. La n\u00e9cessit\u00e9 de s’adapter aux nouvelles contraintes et aux nouvelles exigences a conduit \u00e0 l’\u00e9mergence, ces derni\u00e8res ann\u00e9es, de dispositifs tels que les concentrateurs centrifuges.<\/p>\n Toutefois, et bien qu’ils donnent une relative satisfaction, ces dispositifs r\u00e9sultent souvent d’un d\u00e9veloppement par essais et erreurs. L’absence d’une compr\u00e9hension r\u00e9elle des ph\u00e9nom\u00e8nes mis en jeu dans ces appareils de concentration, faute d’\u00e9tudes th\u00e9oriques, conduit \u00e0 un choix empirique des conditions op\u00e9ratoires dans les applications industrielles. Des \u00e9tudes visant \u00e0 la compr\u00e9hension des ph\u00e9nom\u00e8nes qui gouvernent le processus de concentration dans ces appareils en relation d’une part avec les forces mises en oeuvre (force centrifuge, force de cisaillement, etc.) et d’autre part avec les caract\u00e9ristiques des mat\u00e9riaux trait\u00e9s (densit\u00e9, dimension, forme, etc.), permettent de mettre \u00e0 profit toutes les potentialit\u00e9s de ces concentrateurs : am\u00e9lioration de l’efficacit\u00e9 de la s\u00e9paration, extension de l’usage des techniques \u00e0 d’autres mat\u00e9riaux ou \u00e0 d’autres probl\u00e8mes que ceux trait\u00e9s actuellement, etc. L’am\u00e9lioration des dispositifs disponibles et la conception de nouveaux dispositifs peuvent \u00e9galement d\u00e9couler de ces \u00e9tudes.<\/p>\n Les r\u00e9sidus et d\u00e9chets des industries manufacturi\u00e8res et de la soci\u00e9t\u00e9 de consommation sont tout \u00e0 la fois un probl\u00e8me d\u00fb de la n\u00e9cessit\u00e9 de les g\u00e9rer et une source potentielle de mati\u00e8res premi\u00e8res de toutes natures (mati\u00e8res min\u00e9rales, m\u00e9taux, plastiques, etc.). Le traitement de ceux-ci conna\u00eet actuellement un net int\u00e9r\u00eat r\u00e9sultant du renforcement de la l\u00e9gislation environnementale qui se traduit par une augmentation consid\u00e9rable des contraintes et des frais de mise en d\u00e9charge. L’\u00e9limination et la valorisation de ces d\u00e9chets ne peuvent toutefois \u00eatre r\u00e9alis\u00e9es de mani\u00e8re optimale que si ceux-ci pr\u00e9sentent des caract\u00e9ristiques bien contr\u00f4l\u00e9es, en particulier leur dimension et leur composition. Les techniques de concentration gravim\u00e9trique, de par leur co\u00fbt relativement mod\u00e9r\u00e9 et leur impact r\u00e9duit sur l’environnement, sont tout indiqu\u00e9es pour le traitement des d\u00e9chet et en particuliers les dispositifs de concentration pneumatique qui utilisent le ph\u00e9nom\u00e8ne de fluidisation pour r\u00e9aliser la s\u00e9paration des diff\u00e9rents constituants des mat\u00e9riaux \u00e0 traiter. En effet, les d\u00e9chets comportant bien souvent des fractions solubles dans l’eau, l’utilisation de traitements en voie s\u00e8che \u00e9vite la production d’effluents contamin\u00e9s qu’il faut ensuite \u00e9liminer. La compr\u00e9hension des ph\u00e9nom\u00e8nes qui gouvernent le processus de concentration dans ces appareils, en particulier la s\u00e9gr\u00e9gation au sein du lit fluidis\u00e9, en relation avec les caract\u00e9ristiques des mat\u00e9riaux trait\u00e9s (densit\u00e9, dimension, forme, etc.), permet de mettre \u00e0 profit toutes les potentialit\u00e9s de ces concentrateurs.<\/p>\n En fonction de leurs caract\u00e9ristiques, les sols pollu\u00e9es peuvent \u00eatre trait\u00e9s au moyen de proc\u00e9d\u00e9s physiques, chimiques ou thermiques. Certains des proc\u00e9d\u00e9s de d\u00e9pollution par voie physique utilisent des techniques similaires \u00e0 celles mises en \u0153uvre en valorisation des mati\u00e8res min\u00e9rales. Ce sont les techniques dites de lavage des sols ou \u00a0\u00bb Soil washing\u00a0\u00bb. Bien entendu, ces techniques ne d\u00e9truisent pas les polluants comme les techniques thermiques et chimiques, mais permettent de concentrer les polluants dans un volume restreint de mati\u00e8re qui lui fera l’objet d’un traitement visant \u00e0 d\u00e9truire les polluants. Cette approche permet d’une part de r\u00e9duire le co\u00fbt global du traitement en appliquant les traitements de destruction souvent tr\u00e8s co\u00fbteux \u00e0 une quantit\u00e9 moindre de mati\u00e8re, d’autre part de r\u00e9duire l’impact du traitement sur les caract\u00e9ristiques du sol. Le lavage des sols est applicable aux sols pollu\u00e9s par des hydrocarbures liquides non volatils ou par des produits solides tels que des m\u00e9taux, des oxydes m\u00e9talliques, des hydrocarbures solides (brai), etc.<\/p>\n Notre service est, par ailleurs rattach\u00e9 \u00e0 un institut de recherche de l\u2019UMONS :<\/p>\n Le laboratoire de G\u00e9nie Minier de la Facult\u00e9 Polytechnique de Mons conduit des recherches selon trois directions principales que sont l’exploitation des mines et carri\u00e8res, la m\u00e9canique des roches, forage et reservoir engineering et la valorisation des mati\u00e8res. La m\u00e9canique des roches, le forage et le reservoir engineering 1) Mesures des param\u00e8tres physiques des roches […]<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"footnotes":""},"class_list":["post-15","page","type-page","status-publish","hentry"],"yoast_head":"\nNos th\u00e8mes de recherche:<\/h4>\n
\n
2) Destructibilit\u00e9 des roches<\/span><\/span><\/h2>\n
\nDes syst\u00e8mes exp\u00e9rimentaux con\u00e7us et construits par le service permettent d’atteindre ces objectifs :<\/p>\n\n
Nos th\u00e8mes de recherche:<\/h4>\n
\n
3) Etude des ouvrages souterrains<\/span><\/span><\/h2>\n
Quelques unes de nos r\u00e9alisations:<\/h4>\n
\n
L’exploitation rationnelle des mines et carri\u00e8res<\/span><\/h1>\n
1) Planification des exploitations mini\u00e8res<\/span><\/span><\/h2>\n
\n
Nos th\u00e8mes de recherche:<\/h4>\n
\n
2) Optimisation des tirs de mines<\/span><\/span><\/h2>\n
Nos th\u00e8mes de recherche:<\/h4>\n
\n
La valorisation des mati\u00e8res<\/span><\/h1>\n
1) Valorisation des mati\u00e8res min\u00e9rales<\/span><\/span><\/h2>\n
Nos th\u00e8mes de recherche:<\/h4>\n
\n
2) Traitement des d\u00e9chets<\/span><\/span><\/h2>\n
\nL’application des techniques de traitement des minerais ou apparent\u00e9es aux d\u00e9chets rend possible, par des proc\u00e9d\u00e9s simples et comp\u00e9titifs, la s\u00e9paration d’un d\u00e9chet sans valeur en diff\u00e9rentes fractions qui peuvent soit \u00eatre r\u00e9introduites dans le circuit des mati\u00e8res premi\u00e8res soit \u00eatre \u00e9limin\u00e9es de la mani\u00e8re la plus performante (aspects technique et \u00e9conomique) et la moins nuisible (aspect environnemental).Les techniques de valorisation des mati\u00e8res min\u00e9rales peuvent s’appliquer aux d\u00e9chets dont les constituants \u00e0 s\u00e9parer pr\u00e9sentent des diff\u00e9rences de propri\u00e9t\u00e9s physiques ou physico-chimiques (broyabilit\u00e9, dimension, densit\u00e9, conductivit\u00e9 \u00e9lectrique, susceptibilit\u00e9 magn\u00e9tiques, mouillabilit\u00e9, etc.).<\/p>\nNos th\u00e8mes de recherche:<\/h4>\n
\n
3) Traitement des sols pollu\u00e9s<\/span><\/span><\/h2>\n
Nos th\u00e8mes de recherche:<\/h4>\n
\n
\n\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t<\/li>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t<\/li>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/ul>\n\t\t<\/div>\n