Mécanismes d'enlèvement et la stabilité des solides du DNC-As dans les biofiltres passifs en climat froid

« RÉSUMÉ : Le drainage neutre contaminé (DNC) est une problématique environnementale récente, moins étudiée que le drainage minier acide (DMA), toutefois susceptible de causer des impacts considérables sur les milieux naturels. Le DNC est caractérisé par des concentrations faibles à modérées en contaminants dissous, tout en gardant un pH proche de la neutralité (6,5–9). Le traitement du DNC est complexe, pour certains contaminants en particulier (ex. As) et surtout sur les sites miniers fermés et abandonnés. Les résidus associés aux anciennes mines d’or et d’argent sont souvent enrichis en As entrainant la formation du DNC-As. La remobilisation de l'As en provenance des résidus est un risque potentiel qui demeure peu documenté dû au manque de connaissance sur la stabilité à long terme de l'As capturé au sein de ces résidus. Par conséquent, des solutions de traitement efficaces sont nécessaires pour gérer le DNC-As et limiter son impact sur les écosystèmes environnants. Les systèmes de traitement passifs, reconnues comme des technologies développées pour résoudre la problématique du DMA sur les sites miniers restaurés et abandonnés, ont montré une efficacité satisfaisante pour le traitement du DNC. Les biofiltres passifs, en particulier, ont prouvé leur efficacité pour traiter un DNC-As à l’échelle pilote et sur le terrain. Néanmoins, les biofiltres passifs génèrent des quantités considérables de résidus de post-traitement avec une stabilité chimique et environnementale variable. Pour mieux anticiper leur devenir en fin de cycle de vie et après excavation, une caractérisation au cas par cas de ces résidus de post-traitement est nécessaire afin de mieux comprendre leur comportement, sélectionner les voies de gestion adéquates et limiter le potentiel de lixiviation des contaminants. Dans ce contexte, les principaux objectifs de la thèse étaient comme suit : (1) évaluer et quantifier les mécanismes et les processus responsables de l’immobilisation de l’As dans les biofiltres passifs étudiés et identifier les principaux facteurs influençant cette immobilisation; (2) identifier les phases minérales porteuses d’As et étudier la stabilité des résidus de post-traitement passif contaminés en As; (3) évaluer l’influence de l’échelle du biofiltre sur la nature des phases minérales et les mécanismes d’enlèvement prépondérant de l’As. L’approche méthodologique consistait, dans un premier temps, à échantillonner les résidus de post-traitement du biofiltre passif de terrain Wood-Cadillac avant de réaliser des caractérisations physicochimiques et minéralogiques. Ensuite, des essais de lixiviations statiques ont été réalisés pour évaluer la mobilité potentielle des contaminants, en particulier de l’As, et statuer sur la stabilité des résidus de post-traitement. La deuxième étape consistait à échantillonner les résidus de post-traitement d’un biofiltre de laboratoire ainsi que deux biofiltres pilotes de terrain traitant le DNC-As. L’ensemble des échantillons a été soumis à des caractérisations physicochimiques, minéralogiques et environnementales pour déterminer les mécanismes de l’enlèvement de l’As et statuer sur la stabilité chimique des résidus.»