Restauration minière : innovations et nouvelles connaissances

La mine Mosquito Creek (MMC) est située près de Wells, en Colombie-Britannique. L’exploitation minière à la MMC a cessé en 1991, alors que les activités d’exploration ont pris fin en 2018. La zone perturbée de la MMC d’une superficie ~26 ha comprend les aires de stockage de minerai, le bassin de décantation, les sites d’usines, les routes, les ouvertures à ciel ouvert (portails, puits), les couloirs linéaires et un parc à résidus miniers de ~2 ha.

Osisko prévoit d’exécuter les travaux de fermeture de la MMC en 2023. La planification et les études pour la mise à jour du plan de restauration et de fermeture (PRF) sont en cours depuis 2021 en utilisant une méthodologie holistique qui intègre le concept de « Commencer avec le but en tête ».

La méthodologie utilisée comprend un exercice de vision de fermeture à pensée divergente centré sur l’obtention des meilleurs résultats en matière d’utilisation du territoire et sur les objectifs de fermeture. En plus d’une évaluation des conditions actuelles, trois (3) visions de fermeture ont été envisagées couvrant un spectre allant du « risque plus élevé et traitement plus actif » au « risque plus faible et traitement passif ». Les visions de fermeture sont les suivantes :

- n^o 1 « le site sera restauré et l’accès au public sera entièrement contrôlé »;

- n^o 2 « le site sera accessible au public avec quelques restrictions d’accès »;

- n^o 3 « le site reflètera la situation qui prévalait avant la perturbation et ne limitera pas, dans la mesure du possible, l’utilisation future du territoire ».

La vision de fermeture n^o 2 permet de respecter les obligations existantes propres au site et les engagements de l’entreprise. Ainsi, trois (3) scénarios ont été élaborés pour répondre aux résultats attendus et aux objectifs de cette vision. Une évaluation stratégique de haut niveau a été réalisée à l’aide d’outils de planification de scénarios, ce qui a conduit à un scénario qui, dans le cas du parc à résidus miniers, nécessitait une fermeture conformément aux quatre critères de l’Association canadienne des barrages (ACB) de mise hors service des barrages.

Les cas d’autorisation de fermeture de parc à résidus miniers comprenant la mise hors service d’un barrage sont encore peu courants en Colombie-Britannique. Osisko est parfaitement consciente de cette situation. Par conséquent, des travaux sont en cours avec le « Ministry of Energy, Mines and Low Carbon Innovation » (EMLI) afin de développer et de mettre en œuvre une procédure d’octroi d’un permis de fermeture pour l’ensemble du site. Cette procédure inclut l’engagement d’Osisko de procéder de manière transparente et collaborative à la fermeture du parc à résidus miniers conformément aux critères de l’ACB.

Lors de cette conférence, nous présenterons la méthodologie et les résultats de la vision de fermeture et de l’évaluation des scénarios, ainsi que les principaux risques identifiés au cours de l’analyse des modes de défaillance et de leurs effets (FMEA) ayant permis d’optimiser la conception du cas de base. La modélisation numérique, les résultats des études en laboratoire et sur le terrain, la conception optimisée et la surveillance du site seront également discutés.

La mine Canadian Malartic (MCM) est une mine d’or à ciel ouvert en exploitation depuis 2011, dont la production moyenne annuelle de minerai est de plus de 18 Mt. Les résidus miniers générés sont entreposés dans un parc à résidus qui atteindra une superficie d’environ 700 ha à sa fermeture. Puisqu’une partie des résidus miniers se classifie comme étant potentiellement acidogène à long terme, il est considéré de recouvrir le parc afin de limiter les réactions d’oxydation productrices d’acide et, ultimement, les risques de contamination de l’eau dans le milieu naturel en période de post-restauration.

Au cours des dernières années, dans le cadre de son processus décisionnel de sélection de méthodes de restauration, la performance de diverses méthodes de recouvrement du parc à résidus a été étudiée, tant à l’échelle du laboratoire que des essais sur le terrain (superficie d’environ 150 m²). Suivant un exercice d’analyse de risques, il a été conclu que la réalisation d’essais de recouvrement à plus grande échelle permettrait de mieux évaluer les aspects les plus incertains de la performance de quelques méthodes considérées. Ainsi, 4 recouvrements, d’environ 4 500 m² chacun, ont été construits en 2019 et 2020. Il s’agit de 2 recouvrements de type monocouche de mort-terrain, ayant respectivement 1 m et 2 m d’épaisseur, et de 2 recouvrements de type couverture à effet de barrière capillaire, utilisant différents matériaux comme couche de rétention d’eau. Puisque le parc à résidus à restaurer devra être revégétalisé en plus de devoir limiter la génération de contaminants, chaque recouvrement à grande échelle inclut une couche de support à la végétation. Une plante-abri a également été semée sur une partie des recouvrements afin de voir son impact sur l’érosion des sols et la recolonisation naturelle.

La présentation portera sur l’instrumentation et les suivis réalisés aux cellules à grande échelle depuis leur mise en opération en décembre 2020, ainsi que sur les principaux apports des essais terrain à plus grande échelle.

Auteurs : Vincent Boulanger-Martel, Mutaz Nujaim, R. Faneva M. Rarison et Bruno Bussière (UQAT)

La remise en état des parcs à résidus miniers implique souvent la conception de systèmes de recouvrement minier utilisés pour contrôler la génération et la propagation des contaminants dans l'environnement. Ces systèmes de recouvrement sont conçus pour demeurer efficaces pendant une très longue période et nécessitent un minimum de surveillance et d'entretien à long terme. Toutefois, dans certains cas, les parcs à résidus miniers peuvent présenter des déformations au fil du temps qui pourraient venir affecter la performance des recouvrements à long terme. Par conséquent, une analyse des conditions des ouvrages et des éventuelles déformations est nécessaire pour concevoir des systèmes de recouvrement robuste et suivre le comportement des systèmes en place. Le comportement géotechnique des parcs à résidus miniers est habituellement suivi à l’aide d’instruments et de techniques d’arpentage classiques. Toutefois, certaines contraintes, notamment en termes d’accessibilité, de résolution spatiale et de fréquence de mesure des techniques classiques rendent favorable l’utilisation d’outils de télédétection pour mesurer les déformations de la surface du sol. Cette conférence vise à identifier les principaux outils de télédétection disponibles pour faire le suivi de la déformation des parcs à résidus miniers dans un contexte de restauration minière. Des exemples pratiques de l’utilisation de l'interférométrie radar par satellite (InSAR) et de relevés LiDAR (light detection and ranging) et photogrammétriques pour suivre les déformations des parcs à résidus miniers seront ensuite présentés.

Au Québec, les méthodes conventionnelles de revégétalisation des parcs à résidus miniers et des bancs d’emprunt consistent en l’addition de terre végétale en quantité massive, l’hydro-ensemencement d’espèces utilisées typiquement en agronomie et la plantation en monoculture d’espèces souvent arbustives à croissance rapide. Ces méthodes induisent toutefois des impacts environnementaux négatifs, sont coûteuses et présentent des défis techniques. L’objectif de ce projet de recherche est de tester une méthode de restauration écologique pour les bancs d’emprunt et les parcs à résidus, basée sur la méthode du ‘’Rough & Loose’’, qui est facilement applicable et peu coûteuse. Cette méthode vise à créer une diversité d’habitats et de sites protégés pour permettre l’établissement spontané d’une diversité d’espèces indigènes de la forêt boréale. L’approche du Rough & Loose consiste à décompacter le sol et à augmenter la microtopographie. Celle-ci est obtenue en formant une succession de creux et de bosses au relief prononcé et diversifié. De plus, la rugosité de la surface est améliorée par l'ajout de débris ligneux et de roches pour créer une variété d'habitats et de sites protégés. Six bancs d'emprunt situés dans le parc national des Grands-Jardins dans Charlevoix (PNGJ), ainsi qu’une portion d’un parc à résidus miniers (banc d’essais) situé en Abitibi-Témiscamingue, ont été revégétalisés il y a respectivement 5 et 2 ans, selon la méthode du Rough & Loose. De la matière organique issue du nettoyage des fossés en bordure de route a été valorisée. Elle a été mélangée avec le sol en place pour améliorer ses propriétés, puis répandue en surface sur environ 1 à 5 cm d’épaisseur. Des débris ligneux provenant du défrichement des sites et des roches ont été placés de manière aléatoire. Des relevés de végétation ont été menés il y cinq ans au PNGJ après la restauration des sites, et deux ans en Abitibi à la suite de la mise en place du banc d’essais. Les analyses préliminaires effectuées sur le recouvrement et la diversité des plantes ont confirmé que l’ajout de débris ligneux et/ou de matière organique avait un effet positif sur l’établissement spontané des plantes indigènes par rapport au témoin. Les résultats préliminaires montrent une tendance où les espèces pionnières sont remplacées par des espèces de la forêt boréale.

La Direction de la restauration des sites miniers (DRSM) du MERN assure la restauration et le suivi environnemental des sites miniers abandonnés pris en charge par l’État. Des efforts importants sont déployés afin d’utiliser des méthodes de réhabilitation et de restauration efficaces et économiques. Ces efforts de la DRSM ont permis d’acquérir une expertise dans la caractérisation des sites miniers abandonnés et l’élaboration de solutions de restauration pour des sites miniers problématiques. Autant par l’analyse et le processus d’approbation des plans de restauration soumis au MERN que dans la gestion des sites miniers abandonnés, le choix des techniques à utiliser doit reposer sur des bases scientifiques et ces techniques doivent avoir démontré leur efficacité pour atteindre les objectifs attendus.

La recherche scientifique est partie intégrante du processus d’acquisition de connaissances de la DRSM. Les sites miniers pris en charge par l’État présentent une variété de caractéristiques permettant l’acquisition de données essentielles à la recherche appliquée. Cette présentation mettra en valeur les différents projets et partenariats du MERN qui ont permis d’approfondir les connaissances scientifiques dans plusieurs disciplines en lien avec la restauration. Par ces exemples, la DRSM souhaite démontrer son intérêt à poursuivre son implication dans des projets similaires et ainsi participer à l’innovation en restauration minière et en valorisation de résidus miniers.