Experimental and numerical evaluation of the potential reuse of waste rock as an evaporation barrier in engineered cover systems: effects of particle size

L'un des principaux défis pour l'industrie minière est l'élaboration de stratégies efficaces et durables de gestion, de fermeture et de remise en état des installations de stockage de résidus miniers (TSF), susceptibles de générer du drainage minier acide (DMA). La technique de la nappe phréatique élevée est particulièrement efficace pour prévenir le DMA dans les climats humides et tempérés, car elle réduit les flux d'oxygène en maintenant les résidus saturés. Une couche de protection faite d'un matériau à gros grains (jouant un rôle de rupture capillaire) est souvent nécessaire pour favoriser l'infiltration de l'eau et réduire l'évaporation en limitant l'écoulement capillaire ascendant. Une approche durable consiste donc à réutiliser les stériles pour construire cette couche, réduisant ainsi les résidus miniers entreposés en surface et l'impact environnemental des fosses d'emprunt. Cependant, l'hétérogénéité et la réactivité des stériles ont jusqu'à présent limité leur valorisation à grande échelle dans les systèmes de recouvrement. L'objectif de cette recherche était d'évaluer la réutilisation potentielle de fractions de différentes tailles de stériles dans une barrière d'évaporation. Des essais sur colonne en laboratoire ont été réalisés pour évaluer l'efficacité de la couverture faite de stériles pour contrôler le bilan hydrique. Les résultats ont indiqué que les stériles contenant des fractions fines étaient moins efficaces pour réduire l'évaporation que les fractions plus grossières sans fines, dans le cas d'une nappe phréatique peu profonde. Des simulations numériques ont également été réalisées avec succès pour reproduire l'effet de la taille des particules sur les flux d'évaporation. Cette étude souligne l'importance d'optimiser la distribution granulométrique dans la conception des barrières d'évaporation.