Impact de la hausse d'intensité des précipitations extrêmes causée par les changements climatiques dans la gestion de l'eau de surface des aires d'entreposage des rejets miniers

Les opérations minières génèrent une grande quantité de rejets qui sont généralement entreposés en surface dans des parcs à résidus ceinturés de digues ou dans des haldes à stériles. Les instabilités géotechniques des aires d'entreposage sont fréquentes et couramment causées par des épisodes de pluie extrêmes. Or, les changements climatiques entraîneront une augmentation importante de l'intensité et de la fréquence des précipitations extrêmes au Québec d'ici la fin du siècle, notamment en Abitibi. Les projections climatiques dans cette région prévoient une augmentation moyenne de l'intensité des précipitations maximales probables (PMP) entre 15 et 30% d'ici 2100. Une hausse des précipitations extrêmes pourrait affecter la performance et l'intégrité des infrastructures de gestion de l'eau de surface et augmenter le risque de rupture par débordement en crête et/ou de déversement d'eaux minières dans l'environnement. Les changements climatiques doivent donc être intégrés à la planification de la gestion des eaux minières. L'objectif principal de ce projet de maîtrise était donc de développer une approche méthodologique permettant d'intégrer les projections climatiques de modèles climatiques régionaux (MRC), dans la conception des infrastructures de gestion des eaux de surface. Cette méthodologie a été appliquée au site de la Mine Canadian Malartic en Abitibi. Les précipitations et le ruissellement ont tout d'abord été mesurés à la mine Canadian Malartic au cours de l'été et de l'automne 2018, de manière à déterminer les caractéristiques hydrologiques du parc à résidus et de la halde à stériles. Ces mesures de terrain ont été utilisées pour calibrer un modèle numérique de ruissellement et d'écoulement au moyen du code Mike Hydro River. Les valeurs de PMP sur 24h de printemps et d'été/automne ont été évaluées à l'aide de données climatiques provenant de 11 simulations de MCR couvrant les périodes de 2041-2070 et 2071-2100 pour les scénarios d'émission RCP4.5 et RCP8.5. Ces valeurs ont été calculées en utilisant une approche statistique et une approche météorologique. Les hausses de débits de pointe moyennes pour les deux méthodes étaient de 17% pour 2041-2070, et 22% pour 2071-2100 pour le RCP4.5. Elles étaient de 32% pour 2041-2070, et de 44% pour 2071-2100 avec le RCP8.5. Les débits de pointe attendus avec les PMP de printemps étaient plus faibles que pour l'été/automne, mais une PMP de printemps pourrait entraîner un volume total de ruissellement plus important qu'une PMP d'été en raison de la fonte des neiges. La méthodologie développée dans cette étude peut être résumée selon les étapes suivantes : 1. calcul des données climatiques projetées à partir d'un MCR propre au site d'intérêt. 2. caractérisation des bassins versants constitués par les parcs à résidus et les haldes à stériles à partir de mesures d'écoulement dans les fossés collecteurs. 3. calibration et validation d'un modèle numérique d'écoulement reproduisant le ruissellement lors des événements extrêmes. 4. extrapolation de ce modèle pour les différentes crues de projet selon le niveau de risque des infrastructures. 5. dimensionnement des infrastructures de gestion des eaux de surface en fonction des débits de pointe et des volumes de ruissellement totaux calculés. La méthodologie développée dans cette étude pourrait permettre, à partir de projections climatiques propres au site étudié, de données de terrain et de simulations numériques, de dimensionner de manière résiliente face aux événements extrêmes les infrastructures de gestion de l'eau de surface des aires d'entreposage des rejets miniers.