Étude expérimentale des propriétés hydrogéologiques des roches stériles à une échelle intermédiaire de laboratoire

Les grandes quantités de stériles miniers générées annuellement par l'industrie minière représentent des risques pour l'environnement. Le stockage des roches stériles dans les haldes peut conduire à de graves problèmes causés par le drainage minier acide (DMA) ou le drainage neutre contaminé (DNC). Par conséquent, des études systématiques sur les stériles miniers sont nécessaires afin d'élaborer des méthodes de stockage écologiques et sécuritaires. Le projet de recherche présenté dans ce mémoire avait pour objectif d'étudier les principales caractéristiques hydrogéologiques de stériles miniers à partir d'une approche expérimentale à l'échelle intermédiaire en laboratoire. Le but spécifique du projet était la détermination de la conductivité hydraulique saturée des échantillons de roches stériles et de leur courbe de rétention d'eau. On a aussi évalué l'effet du déplacement des particules fines, lors de l'écoulement de l'eau, sur les propriétés hydriques des stériles. Les essais ont été réalisés sur les échantillons prélevés sur une des haldes à stériles de la mine Lac Tio (RTFT, Havre-Saint-Pierre, Québec). Selon le système unifié (ou ASTM) de classification des sols, les échantillons testés (diamètre ≤ 50 mm) correspondent à un sable bien gradué (SW), avec diverses proportions de particules fines, de gravier et de cailloux. Les propriétés hydrogéologiques de ces stériles ont été déterminées à l'aide d'essais de perméabilité, de traceur, d'infiltration et de rétention d'eau dans des grandes colonnes instrumentées. Ces essais ont été menés sur des échantillons (spécimens) dont la granulométrie a été tronquée à des dimensions présélectionnées (de 5 à 50 mm). Les résultats des essais en colonne ont montré que la conductivité hydraulique saturée des stériles, mesurée en laboratoire à échelle intermédiaire, est peu influencée par la présence de différents pourcentages de graviers et de cailloux. La valeur de ksat des stériles varie autour de 10-1 cm/s pour les diverses fractions granulométriques testées. Les valeurs obtenues expérimentalement ont aussi montré qu'à l'échelle du laboratoire, la conductivité hydraulique saturée des stériles n'est pas influencée significativement par la migration des particules, qui se produit surtout pour des gradients hydrauliques élevés (i ≥ 2-3).