Projets de recherche et d’innovation du domaine minier et la Chaire de recherche sur la valorisation des résidus amiantés

L’innovation est essentielle pour maintenir la compétitivité des économies. Elle permet aux entreprises de demeurer à la fine pointe de l’évolution technologique dans un contexte de changement mondial et de s’adapter à ces conditions afin de demeurer concurrentielles et de faire face à la mondialisation. Le programme vise à faire progresser à court terme les projets de R et D et d’innovation situés entre les niveaux de maturité technologique 3 et 8 inclusivement vers un niveau plus élevé. Les critères d’admissibilité, la sélection des demandes ainsi que les dépenses admissibles seront présentés.

L’exploitation minière génère chaque année entre 4 et 15 Gt de rejets, souvent riches en sulfures, qui peuvent produire du drainage minier acide (DMA). Ce phénomène libère ainsi des métaux et des rejets acides dans l’environnement, menaçant la qualité des eaux. Il est donc crucial de prédire le comportement géochimique des rejets dès l’étape d’exploration pour orienter les stratégies de gestion de ces rejets. Ce projet explore l’usage de la numérisation de carottes par imagerie hyperspectrale et analyses XRF pour prédire le potentiel de génération d’acide (PGA) en complément des méthodes classiques (essais statiques et cinétiques). L’objectif est de réduire le recours aux tests expérimentaux longs et coûteux pour s’attarder aux échantillons dont le comportement est le plus incertain. Dans cette étude, 645 échantillons ont été caractérisés par diverses techniques : minéralogie automatisée (TIMA), spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS), spéciation du soufre et du carbone, essais statiques et tests cinétiques en minicellules sur 16 semaines. Les résultats montrent que la pyrite constitue la source de soufre prédominante et que la calcite et la dolomite sont les principaux minéraux neutralisants. Les lithologies principales (porphyres et roches ultramafiques) présentent un faible risque de DMA. Les résultats provenant de la numérisation des carottes montrent une concordance de 72 % avec les essais statiques, laquelle augmente à 85 % lorsque l’on ajoute les données chimiques. Ces résultats ouvrent la voie à une intégration plus large de la numérisation haute résolution des carottes qui, couplée à l’intelligence artificielle, devraient permettre d’automatiser et de transposer les modèles prédictifs à des gisements présentant des contextes géologiques similaires.

L’utilisation des technologies d’analyse in situ et en temps réel, telles que les systèmes automatisés de numérisation de carottes équipés de capteurs avancés, connaît une forte expansion. Ces systèmes intègrent divers outils spectroscopiques, dont l’imagerie haute résolution, l’imagerie hyperspectrale et la fluorescence X. Appliquée directement aux carottes de forage, cette technologie permet l’acquisition rapide d’une grande quantité de données minéralogiques et géochimiques. L’intégration de ces ensembles de données avec des méthodes d’apprentissage automatique (ML) ouvre de nouvelles perspectives en métallurgie et en environnement. Les modèles ML entraînés sur des données de carottage peuvent améliorer la prédiction de paramètres géoenvironnementaux critiques, tels que le potentiel de génération d’acide et la capacité de neutralisation. La combinaison des données issues de la numérisation automatisée et de l’analyse ML permet de construire des modèles prédictifs à haute résolution, améliorant à la fois l’efficacité et la précision spatiale des évaluations environnementales. Elle favorise également une sélection plus judicieuse des échantillons et l’identification des zones à risque, tout en réduisant le recours aux tests de laboratoire longs et coûteux. Ces flux de travail intégrés permettent le développement d’outils prédictifs et renforcent les stratégies d’atténuation des risques par une prise de décision plus précoce, contribuant à une planification minière plus proactive. Cette étude met en évidence le potentiel de la fusion des technologies de numérisation avancées et des modèles ML pour redéfinir l’évaluation environnementale, en la rendant plus réactive, évolutive et riche en information.

Un objectif majeur dans la conception et la construction des installations de résidus miniers et stériles du site minier Matawinie de Nouveau Monde Graphite (NMG) est l’utilisation de technologies et de procédés innovants pour limiter le drainage minier acide (DMA) durant l’exploitation et faciliter la fermeture du site. NMG exploite actuellement une usine de démonstration alimentée par un échantillon en vrac de 40 000 tonnes. Les résidus miniers issus de cette usine ont permis de tester une technique de codisposition originale utilisant des cellules expérimentales sur le site et de calibrer les modèles prédictifs. Les défis et les apprentissages tirés de ce projet vous seront présentés.

La Chaire de recherche sur la valorisation des résidus miniers amiantés (RMA), basée à l’Université de Sherbrooke, est un projet quinquennal financé par le ministère des Ressources naturelles et des Forêts (MRNF) dans le cadre du Plan québécois pour la valorisation des minéraux critiques et stratégiques (PQVMCS). Les travaux visent à documenter et à développer des procédés de valorisation applicables aux résidus miniers amiantés des régions de l’Estrie et de Chaudière-Appalaches, avec un accent mis sur les minéraux critiques et stratégiques (MCS) tels que le magnésium et le nickel.

Les travaux de la Chaire visent d’abord à inventorier et diffuser les connaissances existantes sur la valorisation de RMA, ainsi qu’à caractériser les résidus miniers provenant tant de la région de Val-des-Sources que de Thetford Mines. La conception et l’amélioration des procédés, ainsi que l’identification et l’élimination des obstacles technologiques des procédés hydrométallurgiques, électrochimiques et pyrométallurgiques et leur démonstration à l’échelle mini-pilote comptent parmi les retombées attendues, tout comme la formation de personnel hautement qualifié pour l’exploitation des usines de transformation.