Résultats – Programme de recherche MRNF-FRQ sur le développement durable du secteur minier

La recherche actuelle vise à améliorer l’impact environnemental des remblais miniers en optimisant l’utilisation des ressources dans une perspective d’économie circulaire. Cette étude porte sur l’intégration du LCLL (Low Caustic Leaching and Liming), un sous-produit industriel recyclé de l’industrie de l’aluminium, qui permet d’améliorer à la fois les propriétés mécaniques et l’empreinte environnementale des remblais miniers. Le remblai en pâte cimentée avec LCLL calciné est étudié pour ses propriétés rhéologiques, sa durabilité et son impact environnemental. La présentation compare la cendre LCLL calcinée au laitier en utilisant la méthode IMPACT World+ pour l’analyse du cycle de vie (ACV).

La restauration des aires d’accumulation de rejets miniers générateurs de DMA oxydés représente un défi particulier. En effet, l’installation d’un système de restauration de type barrière à l’oxygène modifie les conditions géochimiques dans les rejets et induit des processus influençant l’évolution de la qualité de l’eau à l’étape post-restauration. Le parc à résidus de la mine Lorraine (Abitibi-Témiscamingue) est un exemple d’un site générateur de DMA oxydé durant quelques décennies avant sa restauration en 1999-2000 à la suite de la pose d’une couverture avec effet de barrière à l’oxygène (CEBC). Afin de mieux comprendre l’évolution de la qualité de l’eau post-restauration du site Lorraine, des résidus de ce site ont été échantillonnés sous le recouvrement à l’aide de 4 forages le long d’un transect nord-sud. Les résultats suggèrent que, durant les premières années après la restauration, les oxyhydroxydes présents dans les rejets se sont partiellement dissous et ont détérioré la qualité de l’eau, suivi par une amélioration graduelle pour atteindre de qualités d’eau respectant la plupart des critères de la Directive 019, à l’exception du fer. Ces travaux permettent de mieux comprendre l’évolution de la qualité des eaux après restauration des sites oxydés générateurs de DMA et de mieux anticiper les besoins de traitement pour atteindre les critères de qualité en vigueur.

Les géomembranes (GM) sont de plus en plus utilisées en contexte minier dans les systèmes de recouvrement utilisés pour la restauration de sites générateurs de drainage minier acide. La technique est particulièrement attrayante lorsque les matériaux naturels à faible conductivité hydraulique saturée ne sont pas disponibles à proximité du site à restaurer. Au cours des dernières années, plusieurs sites miniers québécois générateurs d’acide ont été restaurés avec cette technologie et la technique est envisagée dans plusieurs projets de restauration à l’étude, et ce même si plusieurs questions demeurent quant à son efficacité à long terme. Parmi ces interrogations, notons l’influence de l’échelle sur la performance anticipée, la durée de vie des GM et l’influence du vieillissement sur leurs propriétés, la présence et la quantification des imperfections produites lors de la mise en place des systèmes de recouvrements et la stabilité physique à long terme des ouvrages avec une interface GM-sol.

L’objectif général du projet était d’évaluer la performance et la stabilité des systèmes de recouvrement avec GM installés sur des parcs à résidus miniers, en prenant en compte les conditions d’installation et l’effet du vieillissement sur les propriétés des GM. Afin d’atteindre cet objectif, le projet a été divisé en quatre principales composantes. Dans un premier temps, le comportement thermique et hydrogéologique des recouvrements, le développement des contraintes dans la GM au cours du temps et la performance à différentes échelles des GM à contrôler les flux d’eau ont été évalués directement sur un site réel (Aldermac) et à l’aide de cellules expérimentales construites au site de la mine LaRonde. Dans un deuxième temps, le comportement thermique, mécanique et hydrogéotechnique de GM exhumées (sites Aldermac, LaRonde et Raglan) et dégradées artificiellement a été déterminé afin de prévoir l’évolution de la performance des systèmes de recouvrement avec GM. L’analyse des différentes étapes de l’installation de GM a été effectuée sur le site LaRonde afin d’observer, de décrire et d’étudier les différentes étapes d’installation du recouvrement et de quantifier les défauts qui apparaissent durant la construction. Enfin, il est reconnu que l’interface GM-sol est une zone de faiblesse qui peut entraîner des problèmes de stabilité géotechniques des ouvrages. L’évolution de la résistance au cisaillement de cette interface a été évaluée à l’aide d’essais de cisaillement traditionnels et modifiés.

Les résultats uniques du projet seront présentés et les implications sur la performance à long terme des systèmes de recouvrement avec géomembrane seront brièvement discutées.

Après leur fermeture, les mines à ciel ouvert inondées par les eaux souterraines et le ruissellement forment de grands réservoirs qui peuvent potentiellement être utilisés pour l’extraction et l’injection d’énergie à l’aide de pompes à chaleur géothermiques. L’objectif principal de ce projet était d’approfondir notre compréhension des mécanismes de transfert de chaleur susceptibles d’influencer les performances des systèmes géothermiques installés dans les lacs miniers, en plus de développer de nouvelles approches pour simplifier l’évaluation de la ressource thermique disponible. Cette présentation introduit une nouvelle approche analytique basée sur le bilan de puissance thermique des fosses inondées. Cette méthode intègre les apports énergétiques provenant des précipitations, du ruissellement, de la recharge des nappes et de la roche encaissante. Bien que cette approche fournisse une estimation conservatrice de la ressource thermique disponible, elle n’inclut pas l’effet spatial de la configuration d’un éventuel système géothermique. En complément, une approche numérique a été élaborée pour évaluer les besoins en refroidissement d’une future entreprise qui envisage d’installer une usine de fertilisant sur le site de l’ancienne mine d’amiante Carey Canadian, détenue par la Société Asbestos Limitée. Cette méthode permet une meilleure compréhension des interactions complexes entre les mécanismes de transfert de chaleur, contribuant ainsi à minimiser le risque de court-circuitage thermique.

L’objectif de cette recherche est de comprendre comment l’usage prévu d’un minéral et l’utilité sociale perçue par la population peuvent contribuer à son acceptabilité sociale, en particulier dans le contexte de la lutte contre les changements climatiques. Plus largement, il s’agira de mieux comprendre les dynamiques de l’acceptabilité sociale des projets miniers de minerais critiques et stratégiques (MCS) dans le but de développer ce type de projets en cohérence avec les besoins et les préoccupations des acteurs concernés, notamment les communautés qui résident à proximité.

Il ressort d’abord de notre étude qu’au même titre que les projets miniers classiques, les projets de MCS sont promus à l’aide d’arguments financiers et économiques. Ils s’en distinguent cependant par les arguments sociaux, mais surtout environnementaux qui les sous-tendent : non seulement ce type d’arguments est généralement peu utilisé dans les projets miniers classiques, mais il est celui qui apparaît le plus souvent pour promouvoir les projets de MCS.

Il ressort également de notre étude que l’utilisation d’arguments sociaux et environnementaux par les entreprises de MCS n’est pas forcément gage d’acceptabilité sociale. Les projets de MCS controversés au Québec se divisent en deux catégories : les nouveaux projets qui soulèvent des préoccupations quant à leurs impacts environnementaux (éventuels ou avérés) et les projets déjà en exploitation qui suscitent des inquiétudes liées à la sécurité des travailleurs.