Valorisation des roches stériles sur les sites miniers : Élaboration de critères hydro-géotechniques et opérationnels pour maximiser l'utilisation des stériles dans les couvertures, les inclusions et les structures de routes

 

Chercheur responsable

Li Li, École Polytechnique de Montréal

 

Domaine : Matériaux

Programme projet de recherche orientée en partenariat : Développement durable du secteur minier - Valorisation des résidus miniers

Concours 2016-2017

Durée du projet : 3 ans

Budget total accordé au projet : 240 000 $

Partenaire financier

  • Ministère de l'Énergie et des Ressources naturelles

Partenaires du projet

  • Mine Canadian Malartic
  • Iamgold Mine Westwood
  • Agnico Eagle Mines Limited

Équipe de recherche

  • Michel Aubertin, École Polytechnique de Montréal
  • Bruno Bussière, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue
  • Michael James, École Polytechnique de Montréal
  • Pascal Lavoie, Mine Canadian Malartic
  • Sylvain Lortie, Iamgold Mine Westwood
  • Mamert Mbonimpa, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue
  • Raphaël Mermillod-Blondin, Agnico Eagle Mines Limited
  • Thomas Pabst, École Polytechnique de Montréal
  • Li Li, École Polytechnique de Montréal

Objectifs

La multiplication des mines en roche dure à faibles teneurs et l'augmentation de la production de rejets solides incitent l'ensemble de l'industrie à considérer de nouveaux modèles de gestion des rejets. Les roches stériles, en particulier, représentent un défi en raison de leurs propriétés géotechniques et hydrogéologiques complexes liées à une granulométrie grossière et très étalée. Leur réactivité et les très importants volumes générés imposent des contraintes techniques et opérationnelles considérables afin d'assurer une gestion sécuritaire à long terme. La valorisation des roches stériles dans divers ouvrages et constructions sur les sites de production pourrait apporter des solutions concrètes et pratiques à ces problèmes. Les avantages à réutiliser les stériles sont nombreux, autant d'un point de vue environnemental qu'opérationnel ou économique, comme par exemple la réduction des volumes à déposer dans les haldes, ou la diminution des emprunts de sol au milieu naturel pour la construction des ouvrages.

L'objectif de ce projet de recherche est d'étudier en détail certaines formes de valorisation des stériles, dans les routes pour véhicules extra lourds, les recouvrements et les inclusions de roches stériles placées dans les parcs à résidus. On vise ainsi à définir des critères hydrogéotechniques afin de choisir et utiliser les stériles de manière adéquate pour qu'ils remplissent les objectifs de performance visés.

Résultats attendus et retombées escomptées

Pour atteindre l'objectif principal du projet, des essais sur le terrain et au laboratoire, ainsi que des modélisations numériques seront réalisés. Outre la caractérisation avancée des propriétés géotechniques, hydrogéologiques et mécaniques des stériles, on s'attachera à évaluer certaines des méthodes de caractérisation et à les adapter aux besoins spécifiques étudiés ici. Des modèles physiques originaux seront également utilisés afin d'étudier certains aspects particuliers de l'utilisation des stériles, notamment au niveau des écoulements. Enfin, des simulations numériques complexes seront réalisées en prenant en compte les nombreux paramètres qui peuvent influencer les caractéristiques des stériles. Les contraintes opérationnelles seront intégrées dans l'analyse afin d'évaluer des solutions réalistes et d'optimiser la conception et la mise en place de ces ouvrages en fonction des propriétés des matériaux, des conditions de terrain (notamment le climat) et des objectifs de stabilité et de durabilité. Les travaux de recherche proposés ici sont originaux et peu documentés dans la littérature. Ils permettront de mettre en œuvre le principe d'économie circulaire appliquée au domaine minier.

Le projet sera réalisé à l'École Polytechnique de Montréal, en collaboration avec l'Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue et trois compagnies minières (Iamgold, Canadian Malartic et Agnico Eagle Mines) partenaires de l'Institut de Recherche en Mines et Environnement (IRME). Quatre étudiants gradués (2 Ph. D. et 2 M. Sc.) et quatre stagiaires seront formés dans le cadre de la réalisation du projet. En plus de favoriser le transfert des connaissances vers l'industrie, ces étudiants assureront la relève scientifique.

Appel de propositions

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