Comportement hydrogéologique d'une couverture monocouche sur des résidus miniers sulfureux: Essais en colonne et simulations numériques

Le principal problème environnemental auquel fait face l'industrie minière découle de l'entreposage en surface des rejets miniers contenant des minéraux sulfureux. Au contact de l'air et de l'eau, ces minéraux sulfureux s'oxydent et engendrent la formation d'eaux acides appelées drainage minier acide (DMA). Ces eaux acides présentent des pH faibles (pH ≤ 3) et souvent de fortes concentrations en sulfates et en métaux lourds. Pour répondre aux normes environnementales actuelles, les compagnies minières doivent empêcher ou du moins réduire la formation de DMA. Afin d'inhiber les processus géochimiques menant à la formation du DMA, on doit exclure un des éléments constitutifs des réactions d'oxydation, soit l'eau ou l'oxygène. En climat humide, les principales méthodes de prévention du DMA sont les barrières à l'oxygène tel que : les recouvrements en eau et les couvertures à effets de barrière capillaire (CEBC). Une méthode alternative au recouvrement en eau est l'utilisation de la méthode de la nappe phréatique surélevée appliquée conjointement avec un recouvrement monocouche qui sert alors de barrière à l'évaporation. Relativement peu de travaux ont été réalisés sur la méthode de la nappe surélevée et sur l'utilisation du recouvrement monocouche pour des situations réelles de terrain. Ce projet a pour but d'étudier le comportement d'un recouvrement monocouche mis en place sur un parc à résidus miniers qui comporte aussi une nappe surélevée (du moins sur une partie du site). On vise notamment à évaluer l'impact de certains facteurs sur la capacité du recouvrement à agir comme barrière à l'évaporation ou à l'oxygène. L'étude est basée en partie sur certaines des caractéristiques du site minier Selbaie situé au nord ouest du Québec qui a été restauré à l'aide d'un recouvrement monocouche. Les rejets et le sol de recouvrement utilisés pour procéder aux essais de caractérisation et au montage des colonnes ont été prélevés sur ce site. La caractérisation des propriétés hydrogéologiques des résidus et du sol a été réalisée en laboratoire afin de déterminer la courbe granulométrique des matériaux, la densité relative des grains, le poids unitaire optimal Proctor, la composition minéralogique, la conductivité hydraulique saturée, la courbe de rétention d'eau, le coefficient de diffusion et le coefficient du taux de réaction à l'oxygène. Les résultats expérimentaux obtenus pour la conductivité hydraulique saturée, la courbe de rétention d'eau et le coefficient de diffusion se comparent bien aux valeurs obtenues avec divers modèles prédictifs (présentés dans le mémoire). Une campagne de travaux de terrain a été menée pour aider à compléter la caractérisation du comportement hydrogéologique.