Modifications d'une couverture à effets de barrière capillaire pour un meilleur contrôle du drainage minier acide provenant de rejets miniers fortement réactifs

Le drainage minier acide (DMA) est une source importante de pollution produite par l’oxydation des minéraux sulfureux présents dans les rejets miniers. Pour limiter cette oxydation, diverses méthodes de restauration ont été développées, qui ont pour but de réduire l’accès aux rejets des deux responsables principaux de l’oxydation : l’oxygène et l’eau. La couverture à effets de barrière capillaire (CEBC) est un recouvrement multicouche qui agit comme barrière à l’oxygène, lorsqu’installé sur des rejets miniers (Demers & Pabst, 2021). De précédents travaux ont démontré l’efficacité d’une CEBC correctement conçue à contrôler le DMA provenant des résidus miniers typiques (Aubertin et al., 1997; Bussière et al., 2003; Dagenais et al., 2005). Toutefois, sa performance est inférieure à celle attendue quand elle est utilisée pour restaurer des résidus miniers fortement réactifs. Les travaux de Kalonji-Kabambi et al. (2020a; b), ont montré que les concentrations en fer et en zinc dans le lixiviat (entre 10 et 100 mg/L) étaient encore supérieures aux critères des normes sur la qualité des effluent miniers. Les résidus fortement réactifs sont caractérisés par la présence d’au moins 30% de minéraux sulfureux, une faible quantité de minéraux neutralisants et/ou une capacité à diminuer le pH à l’effluent final à des valeurs proche de 2 (Kalonji-Kabambi, 2020). L’objectif principal de ce projet de recherche est de modifier physiquement la CEBC et/ou chimiquement les rejets miniers fortement réactifs afin d’améliorer la performance de la CEBC lorsqu’utilisée pour restaurer ce type de rejets miniers. Pour cela, trois approches de modification ont été élaborées : (i) une modification physique, par l’ajout d’un géocomposite bentonitique (GCB) à la base de la couche de rétention d’humidité (CRH); (ii) une modification chimique, par l’ajout d’une couche de résidus amendés avec de la dolomie, sous la CEBC et; (iii) une modification à la fois physique et chimique par un ajout combiné du GCB et de la couche amendée. Pour évaluer l’évolution des comportements hydrogéochimiques de ces scénarios, des colonnes expérimentales ont été construites comportant les trois types de CEBC modifiée. Ces colonnes ont été équipées de sondes (succion et teneur en eau volumique) et de système de récolte de lixiviat (bouteille), dans le but d’effectuer une surveillance hydrogéologique et géochimique sur une période d’un an. Cinq colonnes témoins ont également été construites, l’une d’entre elles comportant les résidus miniers fortement réactifs exposés. Les quatre autres colonnes ont permis d’étudier la performance du calcaire et de la dolomie comme amendement alcalin et de la technique de mélange (sur l’ensemble de la couche de résidus ou sur la partie supérieure uniquement).