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Caractérisation hydrogéotechnique des mélanges paste rock

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Charbonneau, Emma (2019). Caractérisation hydrogéotechnique des mélanges paste rock. (Mémoire de maîtrise). Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue. Repéré dans Depositum à https://depositum.uqat.ca/id/eprint/973

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Résumé

L’industrie minière est sujette à de nombreux défis liés à ses rejets miniers qu’elle produit en quantités considérables, particulièrement les stériles et les résidus miniers. Ceux-ci sont la source de problématiques environnementales en raison de la manière dont ils sont entreposés, soit principalement à la surface du sol sous forme de pulpe pour les résidus et sous forme de haldes pour les stériles. Ces méthodes de déposition génèrent des risques pour l’environnement. Les nombreuses ruptures de digues de parcs à résidus dues à leur instabilité physique et la génération de pollution telle que le drainage minier acide des parcs et des haldes à stériles dues à leur instabilité géochimique poussent les minières à trouver des solutions alternatives d’entreposage et de gestion des rejets miniers plus adaptées et efficaces. Le paste rock est une méthode de gestion émergente des résidus et des stériles miniers qui pourrait permettre une exploitation des ressources minérales plus sécuritaire d’un point de vue environnementale, mais aussi à des coûts compétitifs. Plus d’études sont cependant nécessaires avant de pouvoir en faire une application généralisée.

Les mélanges paste rock sont un mélange homogène de stériles et résidus miniers visant à obtenir les propriétés géotechniques des stériles via une bonne résistance mécanique et les propriétés hydrogéologiques des résidus via une bonne capacité de rétention d’eau et une faible conductivité hydraulique saturée. Le projet de recherche présenté dans ce mémoire avait pour objectif principal de caractériser un matériau, le paste rock, pouvant potentiellement être utilisé comme nouveau matériau de stockage ou de construction sur le site minier (dans les routes, les digues de parc à résidus ou encore comme matériau de recouvrement).

Les matériaux miniers utilisés dans l’étude proviennent de la mine Canadian Malartic, située à environ 80 km à l’est de Rouyn-Noranda. Les matériaux ont d’abord été caractérisés individuellement afin de connaître leurs propriétés physiques, hydrogéologiques et minéralo-chimiques. Des ratios de stériles/résidus entre 2,4 et 4,8 pour 1 ont été caractérisés à différents pourcentages solides de résidus (de 68 à 78 %). La granulométrie, les paramètres de compactage Proctor, les densités relatives et la résistance au cisaillement direct ont été déterminés pour la caractérisation du comportement géotechnique. Des essais de conductivité hydraulique saturée ont été menés pour évaluer le comportement hydrogéologique des mélanges. Les résultats de ces essais de caractérisation ont montré que les mélanges paste rock étudiés se comportent comme des stériles au niveau des résistances mécaniques et comme des résidus en termes de conductivité hydraulique saturée. Afin de pousser la caractérisation hydrogéologique plus loin, une évaluation de la propension à la suffusion a été réalisée à l’aide d’essais de perméabilité sur des mélanges paste rock de fractions 0-20 mm. Ces essais ont permis de montrer que les mélanges paste rock sont sensibles au phénomène de suffusion et que le risque apparaît pour tous les ratios étudiés à partir d’un gradient autour de 3,5. Cependant, la migration des particules fines n’a pas d’impact significatif sur la conductivité hydraulique saturée des mélanges. Des méthodes de prédiction disponibles dans la littérature ont permis d’appuyer ces résultats de laboratoire et confirmer la sensibilité des mélanges au phénomène de suffusion.

Les travaux réalisés sur les mélanges de paste rock constitués de stériles (0-50 mm) et de résidus de la mine Canadian Malartic (75% solide) ont montré qu’il est possible de créer un mélange ayant les propriétés hydrogéologiques des résidus et les propriétés mécaniques des stériles. Cependant, le paste rock ne doit pas subir de gradient hydraulique important en raison du potentiel de suffusion. Il est recommandé de poursuivre les essais de caractérisation en comparant des données de laboratoire avec
celles de terrain afin de savoir si des conditions réelles favoriseraient ou non le déclenchement du phénomène de suffusion.

Type de document: Thèse ou mémoires (Mémoire de maîtrise)
Directeur de mémoire/thèse: Bussière, Bruno
Mots-clés libres: paste rock, mélange de matériaux miniers, caractérisation
Divisions: Forêts > Maîtrise en sciences de l'environnement
Date de dépôt: 19 mars 2020 17:40
Dernière modification: 19 mars 2020 17:40
URI: https://depositum.uqat.ca/id/eprint/973

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