Procédé de déshydratation d’un résidu minier comprenant les étapes suivantes : a) Ajout et mélange d’au moins un polymère hydrosoluble et d’au moins un tensioactif au résidu minier afin d’obtenir un résidu minier conditionné ; b) Déshydratation du résidu minier conditionné par filtration mécanique afin d’obtenir un résidu minier déshydraté ; le(s) polymère(s) hydrosoluble(s) étant choisi(s) parmi : - les polymères hydrosolubles anioniques ayant un poids moléculaire compris entre 800 000 et 3 000 000 g/mol ; - les polymères hydrosolubles cationiques ayant un poids moléculaire compris entre 10 000 et 3 000 000 g/mol ; et - leurs mélanges, le(s) tensioactif(s) étant choisi(s) parmi : - les tensioactifs anioniques ; - les tensioactifs non-ioniques, et - leurs mélanges. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère hydrosoluble et le tensioactif sont ajoutés au même point d’injection, l’un après l’autre, le polymère étant ajouté avant le tensioactif. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le polymère hydrosoluble anionique est constitué de monomères anioniques hydrophiles et optionnellement de monomères non-ioniques hydrophiles. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le polymère hydrosoluble cationique est constitué de monomères cationiques hydrophiles et optionnellement de monomères non-ioniques hydrophiles. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le polymère hydrosoluble est un polymère hydrosoluble anionique constitué de 5 à 100 mol% de monomère anionique hydrophile et 0 à 95 mol% de monomère non-ionique hydrophile, par rapport à la quantité totale de monomères dans le polymère hydrosoluble anionique. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le polymère hydrosoluble est un polymère hydrosoluble cationique constitué de 5 à 100 mol% de monomère cationique hydrophile et de 0 à 100 mol% de monomère non-ionique hydrophile, par rapport à la quantité totale de monomères dans le polymère hydrosoluble cationique. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le polymère hydrosoluble est dépourvu d’agent de réticulation. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le polymère hydrosoluble est une polyamine cationique obtenue par condensation entre l’épichlorohydrine et la diméthylamine, et présente un poids moléculaire compris entre 10 000 et 800 000 g/mol. Procédé selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la filtration mécanique est réalisée au moyen d’un filtre à presse. Procédé selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le résidu minier provient de l’exploitation de minerais, de boues de forage, ou de l’extraction de bitume à partir de sables bitumineux. Procédé selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la quantité de polymère hydrosoluble ajoutée au résidu minier est comprise entre 0,5 et 5 000 ppm par rapport au poids de matière sèche du résidu minier à conditionner ; et en ce que la quantité de tensioactif ajoutée au résidu minier est comprise entre 10 et 10 000 ppm, par rapport au poids de matière sèche du résidu minier à conditionner. Procédé selon l’une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que à la fin de l’étape de déshydratation, le gâteau séché sous flux d’air.