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L'ennoyage

Pourquoi envisager l'ennoyage des travaux de fond ?

Une étude sur l'ennoyage des travaux souterrains des mines de potasse a été réalisée par un bureau d'études spécialisé, CESAME. L'étude des conséquences de l'ennoyage du fond exploité par les MDPA s'inscrit dans l'appréhension globale des effets induits par l'exploitation minière et présentés dans les mémoires techniques des MDPA.

La finalité de l'étude est de décrire les phénomènes mécaniques, hydrogéologiques et chimiques accompagnant l'exploitation puis la fermeture de la mine pour estimer le temps de remplissage par ennoyage naturel de la mine et prévoir les conséquences secondaires attachées.


Quel milieu est susceptible d'être ennoyé ?

Plusieurs précisions doivent être formalisées pour déterminer les caractéristiques physiques et quantitatives des vides subissant l'ennoyage.

D'abord, et cette qualité qui a autorisé un siècle d'exploitation, les mines de potasse se trouvent protégées d'éventuelles venues d'eau par 300 à 400 mètres de terrains salifères et marneux, et 0 à 300 mètres de terrains marneux divers, soit plusieurs centaines de mètres de terrains très peu perméables.

Ensuite, le procédé d'extraction mis en œuvre pour la majeure partie du gisement de sylvinite a appliqué la méthode de foudroyage. Ce qui induit qu'après enlèvement du minerai, l'effondrement du toit était systématique. Ainsi, la création de vides en souterrain par l'exploitation minière n'a pas produit de ruptures en surface, mais un affaissement souple des terrains. L'affaissement de produit sur une durée de 3 ans après l'exploitation et permet de transférer en surface près de 90 % des vides créés par l'exploitation. Le vide souterrain résiduel à l'issue de l'exploitation ne représente que 10 % du volume de matériaux extrait.


D'où provient l'eau ennoyant la mine ?

Chacun des puits creusés pour l'exploitation crée une discontinuité dans la couverture de la mine et autorise, malgré toutes les précautions d'équipement (cuvelage) la pénétration d'un petit débit d'eau issu des aquifères sus-jacents (dont le plus importants est la nappe phréatique d'Alsace).

Pendant l'exploitation, ces arrivées d'eau au fond étaient extrêmement faibles puisqu'elles étaient comprises entre 6 et 10 m3 par heure pour l'ensemble du bassin minier. Cette expérience a imposé le remblaiement des puits de mines selon un procédé préservant les travaux du fond de toute venue d'eau. Pour chaque remblayage, un bouchon de cendres volantes de centrales thermiques, dont la perméabilité < 10-6 m/s, d'une hauteur de 40 mètres minimum a été mis en place à la base du cuvelage étanche de chaque puits.

Ainsi, la perméabilité, bien qu'infinitésimale, existe. Et cette porosité presque nulle porosité permet à l'eau via le chemin du puits, d'accéder aux vides résiduels du fond des mines de potasse d'Alsace et d'ennoyer le fond en se saturant dans le massif de sel.


Comment sont comblés les vides résiduels ?

Plusieurs phénomènes influencent l'évolution du système minier  :

  • La fermeture des vides miniers résiduels par le fluage (= la déformation continuelle dans le temps du minerai soumis à une contrainte constante).
  • La pénétration lente de l'eau par les puits remplissant progressivement les vides résiduels (c'est l'ennoyage).
  • La dissolution du minerai par l'eau pour former une saumure saturée (saturation à plus de 400g de sel par litre).

L'évolution simultanée de ces trois phénomènes devrait conduire à un remplissage complet des vides résiduels entre 100 et 150 ans.

Questions / Réponses

Questions / Réponses

L'ennoyage naturel a-t-il déjà commencé ?

A proximité des puits fermés depuis plusieurs années, l'ennoyage a déjà débuté. C'est notamment le cas dans le secteur Est, où le fait que les travaux miniers profonds soient noyés a été effectivement observé en 1986 dans la mine d'Ensisheim. Depuis 22 ans, l'ennoyage de ce secteur a probablement progressé sans qu'aucun désordre n'ait été constaté.

Quels sont les effets de l'ennoyage sur les terrains à la surface ?

L'instauration d'un été d'équilibre hydrostatique garantit l'absence d'un écoulement permanent de l'amont vers l'aval de la mine avec lessivage continu de sels et apport continu de saumure dans la nappe phréatique superficielle. Il n'y pas de risque d'affaissement résiduel ni de pollution permanente de la nappe phréatique.

Si des phénomènes de dissolution peuvent se produire en fin de remplissage au niveau de la colonne des puits, il ne peuvent se propager jusqu'à la surface, les terrains superficiels n'étant pas solubles et tous les puits étant équipés d'un cuvelage.

La surveillance des puits de mines remblayés est opérationnelle : une servitude garantit la permanence d'un accès à la dalle de puits et à son regard de visite. Les visites semestrielles de chaque regard de visite des puits remblayés concluent à une stabilité du remblai.

Zoom en images

Carte secteurs EST/OUEST

Carte secteurs EST/OUEST

Contexte géologique

Contexte géologique

Principe de fermeture des puits de mine

Principe de fermeture des puits de mine

Evolution du volume des vides du secteur Est

Evolution du volume des vides du secteur Est

Evolution du volume des vides du secteur Ouest

Evolution du volume des vides du secteur Ouest

Misen en place d'un équilibre hydrostatique du secteur Est

Misen en place d'un équilibre hydrostatique du secteur Est

Misen en place d'un équilibre hydrostatique du secteur Ouest

Misen en place d'un équilibre hydrostatique du secteur Ouest

Apport d'eau douce à la base des puits

Apport d'eau douce à la base des puits

Pistonnage lent de l'eau douce dans la mine

Pistonnage lent de l'eau douce dans la mine

Dissolution dans la colonne du puits

Dissolution dans la colonne du puits