Impact d'une zone faillée sur la stabilité de la mine de Stjernøy

Abstract

Située sur l’île de Stjernøy, au nord de la Norvège, la mine de syénite néphélinique fait face à des défis géotechniques importants, en particulier en raison de la présence de failles. Parmi celles-ci, la Faille Rouge suscite des inquiétudes quant à la stabilité des excavations souterraines à proximité.

Ce travail vise à évaluer l’influence de cette faille sur la stabilité de la mine. Pour cela, deux approches complémentaires ont été mises en œuvre : une caractérisation détaillée de la faille et une modélisation numérique de son comportement. La caractérisation repose sur des classifications géomécaniques (indice Q, système RMR), une analyse minéralogique, ainsi que des essais d’identification et mécaniques réalisés sur les matériaux constitutifs de la faille, prélevés dans plusieurs zones différenciées selon leur degré d’altération.\\

Les propriétés physiques et mécaniques ainsi obtenues ont ensuite été intégrées dans un modèle numérique existant de la mine. Ce modèle a permis de simuler l’impact de la faille sur les excavations, notamment dans les zones les plus proches de celle-ci.

Les résultats suggèrent que la présence de la Faille Rouge pourrait compromettre la stabilité des excavations, notamment dans la chambre d’exploitation affleurant celle-ci. Ces observations mettent en lumière l’intérêt d’une caractérisation multi-échelle pour mieux appréhender le rôle des discontinuités géologiques, et incitent à envisager des marges de sécurité suffisantes lors des futures extensions de l’exploitation.

Located on the island of Stjernøy, in northern Norway, the nepheline syenite mine faces significant geotechnical challenges, particularly due to the presence of faults. Among these, the Red Fault raises concerns regarding the stability of nearby underground excavations.

This study aims to assess the influence of this fault on the mine’s stability. To do so, two complementary approaches were implemented: a detailed characterization of the fault and numerical modeling of its behavior. The characterization is based on geomechanical classifications (Q-index, RMR system), mineralogical analysis, as well as identification and mechanical tests conducted on fault materials collected from several zones, differentiated by their degree of alteration.

The physical and mechanical properties obtained were then integrated into an existing numerical model of the mine. This model was used to simulate the fault’s impact on excavations, particularly in areas closest to it.

The results suggest that the presence of the Red Fault could compromise the stability of the excavations, especially in the production chamber intersecting it. These findings highlight the value of multi-scale characterization for a better understanding of the role of geological discontinuities and point to the need for adequate safety margins in future mine extensions.