Gestion intégrée des rejets miniers pour les mines à ciel ouvert : Évaluation d'une approche de disposition des résidus et stériles réactifs dans les fosses


Le remblayage des fosses est une option permettant de réduire l'empreinte environnementale des opérations minières. Cependant, cette pratique doit se faire avec prudence pour atteindre nos objectifs voulus.

L'objectif de ce projet de recherche était d'étudier et de proposer des approches de déposition des résidus et roches stériles réactives dans les fosses. Plus particulièrement, on visait à évaluer l'utilisation de roches stériles comme des inclusions et/ou des enveloppes perméables, afin de permettre un meilleur contrôle de la déposition des rejets, une optimisation des volumes entreposés et un contrôle de la migration de contaminants.

Le projet s'est concentré sur l'étude de solutions pratiques qui puissent rapidement être mises en œuvre sur les sites et a donc intégré plusieurs aspects opérationnels dans le développement des approches proposées. De nouvelles approches expérimentales au laboratoire ont été développées et/ou améliorées dans le cadre de ce projet. Les propriétés hydrogéotechniques et géochimiques des résidus et des stériles ont été évaluées, au moyen d'essais standards, mais aussi de protocoles récemment développés à Polytechnique Montréal et à l'Institut de Recherche en Mines et en Environnement (IRME UQAT-Polytechnique). De nouvelles approches numériques ont également été proposées, afin de mieux simuler en 3D les comportements hydrogéotechniques et chimiques à court et à long terme des rejets déposés dans les fosses. Plus particulièrement, le rôle des inclusions de roches stériles sur le comportement hydrogéotechnique des résidus déposés dans les fosses a été étudié. L'influence de la position, de la géométrie, de l'espacement et des propriétés mécaniques et hydrauliques des inclusions a été analysée. Des recommandations ont été formulées afin d'optimiser la co-disposition des résidus miniers et des roches stériles de manière à accélérer le drainage et la consolidation des résidus, et à maximiser les volumes d'entreposage des rejets miniers. En plus, le rôle des inclusions de roches stériles et du roc fracturé dans le contrôle des écoulements autour et au travers des résidus miniers dans les fosses remblayées a également été étudié. Les travaux réalisés ont permis de valider de nouvelles approches numériques 3D par milieux poreux équivalents, d'évaluer l'influence de la zone endommagée, d'améliorer des codes numériques existants, et d'analyser par étude paramétrique les propriétés cibles de l'enveloppe perméable afin de minimiser les risques de contamination du milieu environnant.

Les résultats obtenus au cours de ces travaux de recherche et les recommandations pratiques formulées dans le cadre du projet permettront aux compagnies minières qui déposent ou prévoient déposer des rejets dans les fosses de mieux intégrer certains aspects critiques du remblayage des fosses et d'optimiser la co-disposition des résidus et des stériles. De façon générale, ces travaux permettront d'optimiser la performance environnementale des fosses remblayées, contribuant au développement responsable des ressources minérales au Québec et à l'amélioration de l'acceptabilité sociale des projets miniers.

Les travaux de recherche ont été réalisés à Polytechnique Montréal, en collaboration avec l'Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue et trois compagnies minières (IAMGOLD, Canadian Malartic et Agnico Eagle) partenaires de l'IRME UQAT-Polytechnique. Ce projet a contribué à renforcer les liens entre les différents participants, tout en contribuant à la réussite du projet grâce aux expertises multidisciplinaires des membres de l'équipe. Au total, quatre étudiants et étudiantes au doctorat, une étudiante à la maîtrise recherche et une stagiaire de premier cycle ont été formés et ont obtenu leur diplôme (ou sont sur le point de l'obtenir). Les résultats de leurs travaux ont été ou seront publiés prochainement dans des mémoires, thèses et articles de revues scientifiques et présentés lors de conférences nationales ou internationales.

Chercheur responsable

Li Li, École Polytechnique de Montréal

Équipe de recherche

  • Michel Aubertin, École Polytechnique de Montréal
  • Mostafa Benzaazoua, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue
  • Bruno Bussière, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue
  • Michael James, École Polytechnique de Montréal
  • Mamert Mbonimpa, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue
  • Thomas Pabst, École Polytechnique de Montréal
  • Li Li, École Polytechnique de Montréal

Durée

3 ans

Montant

180 000 $

Partenaire financier

  • Ministère de l'Énergie et des Ressources naturelles

Appel de propositions

Développement durable du secteur minier