Apport des retours d’expérience pour la mise en sécurité dans les mines de fer de Lorraine

Lessons learned from experience to ensure security in Lorraine iron mines

¹ Expert minier Ancien Directeur de Géodéris 63, rue Pierre-Sémard 54000 Nancy jeanpierre.josien@yahoo.fr, France.
² École des Mines de Nancy Parc de Saurupt CS 14234 54042 Nancy Cedex jack-pierre.piguet@mines.inpl-nancy.fr, France.
³ Expert minier 2, impasse Bel-Air 77300 Fontainebleau gj.vouille@wanadoo.fr, France.

Résumé

L’article expose la démarche scientifique élaborée depuis une dizaine d’années dans le bassin minier ferrifère lorrain (1 700 km²) pour évaluer les risques d’affaissement progressifs ou d’effondrements brutaux, dans ce contexte géologique et minier particulier et alors que la totalité des exploitations sont aujourd’hui fermées. L’approche repose sur un processus interactif permanent entre d’une part, l’analyse, la compréhension et la modélisation des mécanismes d’instabilités en jeu (défaillance des piliers, rupture du recouvrement) et d’autre part, le retour d’expérience d’une quinzaine de cas bien documentés de phénomènes survenus tout au long du xx^e siècle.

Les paramètres ainsi identifiés comme déterminants à la lumière des mécanismes analysés (résistance ultime des piliers, géométrie des vides abandonnés après exploitation, indices de « massivité » et de raideur des bancs de recouvrement...) ont fait par ailleurs l’objet d’investigations et de mesures in situ (sur sondages), et en laboratoires (sur échantillons) selon les méthodes classiques de la mécanique des roches.

Le retour d’expérience permet de fixer les valeurs de référence et les seuils pour ces paramètres afin de proposer aux pouvoirs publics une évaluation et une hiérarchisation des risques. Ces éléments fondent les décisions appropriées (surveillance selon différents niveaux d’exigence ou traitement des zones à risques de type expropriation ou comblement) en associant prudence et rigueur.

Abstract

The paper present the scientific approach elaborated over more than 10 years in Lorraine iron basin (1,700 km²) for risk assessment of progressive subsidence or sudden collapses in this particular geological and mining context, and after complete closure of mines.

This approach is founded on a permanent interactive process between, in one hand analysis, understanding and modelling of instabilities (pillar yielding or overburden failures) and, in the other hand, the lessons learnt from experience based upon 15 cases stories, well known and documented phenomena during 20th century.

Parameters considered as determining in regards to the analysed mechanisms (stenght pillars, geometry of abandoned openings, « massivity » index and stiffness of the overburden strata) have been investigated and measured with classical field and laboratories methods of rock mechanics.

Feed back from experience allows to choice the reference values and thresholds of these parameters in order to propose assessment and hierarchisation of risks to the authorities. These element are the bases for making relievant and rigorous decisions: monitoring with different levels of strictness or treatment for instance expropriation orders or cavities filling.