Étude expérimentale et numérique de la sédimentation et de la consolidation des boues de traitement des eaux acides

Des grandes quantités de rejets sont générées par l'industrie minière. Un grand défi pour cette industrie est le développement et l'application de techniques efficaces pour la gestion de ces rejets afin de les entreposer de façon adéquate. A cet égard, les boues de traitement des eaux de drainage minier acide (DMA) engendrent des défis particuliers car elles contiennent une importante concentration de substances polluantes qu'il faut stabiliser afin de protéger l'environnement. Des bassins d'entreposage doivent être conçus à cette fin. Toutefois, il y a peu d'information disponible sur le comportement de ces boues. Une bonne caractérisation des propriétés des boues de traitement du DMA lors de leur mise en place dans les bassins, durant les phases de sédimentation et de consolidation, est requise pour optimiser la conception des bassins et la stratégie de remplissage. Peu de travaux ont été menés sur ces aspects du comportement de telles boues. Cependant, le comportement de matériaux avec des caractéristiques plus ou moins semblables (i.e. constitués de particules fines et avec des teneurs en eau très élevées), a été étudié d'un point de vue théorique et expérimental. Ces informations tirées de la littérature sur la sédimentation et la consolidation de suspensions de très faible de densité a servi de point de départ à ce projet de recherche. La détermination des caractéristiques des boues de traitement des eaux acides a nécessité la mise au point d'essais de caractérisation physique. Un dispositif expérimental, développé préalablement à l'École Polytechnique de Montréal par Dromer et al. (2004), a été modifié pour améliorer la qualité des données expérimentales relatives à la réponse des boues suite à leur déposition dans une colonne instrumentée de grande dimension. Les changements apportés au montage et aux procédures d'essais ont permis d'accroitre la précision des mesures, et d'obtenir des caractéristiques plus représentatives, notamment en appliquant un chargement de nature hydraulique (plutôt que mécanique) durant la phase de consolidation. Une base de données de résultats expérimentaux a ainsi été construite suite à une série d'essais de laboratoire sur les boues de traitement, et sur une suspension de kaolin (utilisée pour valider certains résultats).