L'environnement et la gestion des rejets miniers - Ne pas répéter les erreurs du passé! Michel Aubertin, ing . Ph.D.

1. L'environnement et la gestion des rejets miniers - Ne pas répéter les erreurs du passé! Michel Aubertin, ing. Ph.D., Professeur Titulaire, Chaire industrielle CRSNG Polytechnique-UQAT 18 novembre 2011

2. Contenu • Introduction • Problématique et défis liés à la gestion des rejets miniers • Développement de solutions avantageuses - survol de quelques exemples : Parcs à résidus Remblayage souterrain Restauration pour DMA (cas types) • Dernières remarques

3. Introduction • Industrie minière connait une période de croissance sans précédent récent. • Contribue à l’économie de plusieurs régions du Québec. • Plus de 4B$ d’investissement annoncés; inclus 9 grands projets de plus de 200M$. • Expansion amène défis multiples, notamment pour la gestion des rejets miniers.

4. Usine de remblai Mine Usine de traitement Parc à résidus Halde à stériles Traitement d’eau Introduction - Principales composantes (mine souterraine) Minerais Eau Résidus Rejets Résidus Résidus Minerais Minéraux $ Eau Stériles Eau Effluent final Eau Adapté de Durucan et al. 2006, Reid 2006

5. Production de rejets miniers L’exploitation d’une mine produit de grandes quantités de rejets solides et liquides. Matières résiduelles incluent roches stériles, rejets de concentrateur, eaux de mine et de procédés, et boues de traitement et sédiments. Caractéristiques des rejets varient selon le type d’exploitation

6. Rejets de concentrateur (résidus miniers) Roches stériles

7. Rejets de concentrateur Roches stériles

8. Haldes de grande dimensionH > 100 m; A > 100 ha; Q > 100 Mt Lac Tio Rio Tinto (QIT)

9. Traitement minéralurgique, pour la production d’un concentré (ou métal) à partir du minerai QCM (AM) Rejets de concentrateur déposés au parc à résidus miniers; A > 100 ha; H > 100 m

10. Faibles teneurs dans la roche p. ex. 1000 kg de minerai produit 1 à 10 g Au, et engendre 4 à 5 tonnes de rejets solides et liquides (du concentrateur)

11. Majorité des rejets issus de l’exploitation minière ne soulève pas de problème environnemental majeur. Il existe néanmoins des situations plus préoccupantes associées à la gestion de certains types de rejets: • Stabilité géotechnique • Stabilité géochimique • Combinaison

12. Oxydation des Sulfures : DMA

13. Problématique complexe avec de nombreux défis.- Solutions passent pardéveloppement de technologies (et de pratiques) plus « performantes » d’un point de vue environnemental, technique, opérationnel, et financier. - Liens universités-industriepermettent de transmettre l’information (et messages) directement aux personnes visées. • Efforts ont mené à des progrès significatifs au cours des 2 dernières décennies.

14. Chaire industrielle CRSNG Polytechnique-UQAT Environnement et gestion des rejets miniers Partenaires de la Chaire Phase II (2006-2012)

15. Chaire – Phase II (2006-2012) Mandat : Développement d’outils et de techniques liés à GRM, et formation de PHQ (>90 ) qui assurent le transfert de technologie • Projet 1 : Amélioration des modes d’entreposage des résidus miniers • Projet 2 : Configuration optimale des haldes à stériles • Projet 3 : Disposition des rejets dans les excavations minières • Projet 4 : Propriétés des boues de traitement du drainage acide • Projet 5 : Utilisation des rejets miniers • Projet 6 : Prédiction de la qualité de l’eau • Projet 7 : Évaluation des systèmes de recouvrement • Projet 8 : Systèmes de traitement passifs

16. Amélioration des modes d’entreposage des résidus miniers Les résidus miniers ont une faible densité et une grande surface spécifique et sont donc sujets à des problèmes d’instabilité physique et chimique, particulièrement lorsqu’il y a présence de minéraux sulfureux. Parmi les composantes étudiées: Résidus en pâte Inclusions de roches stériles

17. Travaux en cours sur résidus densifiés (épaissis, en pâte) : vise meilleur comportement géotechnique et hydro-géochimique; minimise utilisation de l’eau et volume des rejets (et superficie). Buly., Barrick Tanzanie (V. Martin) Résidus densifiés seront utilisés à la mine Malartic (Osisko)

18. Co-disposition roches stériles et rejets de concentrateur dans le parc à résidus • Reduitempreinteet l’exposition des rochesstériles; peutéliminer haldes pour mines souterraines. • Favorise la consolidation et la stabilité des résidus. Aubertin et al. 2002; James et Aubertin, 2009, 2010, 1011

19. Comparative Evaluation of Impoundment (James, 2009) Conditions at the End of Shaking (M = 7.0) No inclusions Inclusions Aussi essais sur modèle physique (table sismique, Pépin, 2010)

20. Inclusions peuvent diminuer les déplacements dus à un séisme d’un facteur > 10

21. Disposition des rejets dans les excavations minières L’utilisation de remblai est de plus en plus répandue dans les exploitations minières, surtout depuis l’avènement des remblais en pâte cimentés. Sert au support de terrain. Réduit quantité de résidus miniers en surface.

22. Top of the CPB CPB Résidus utilisés dans le remblais en pâte cimentés (Cemented paste backfill, CPB) stope Benzaazoua et al. 2002 +

23. Remblai H Reference Sensor D Sensor Cylinder Reservoir A Mesures en labo et in situ; Consommation O2(réactivité, acidification) Démontre la stabilité physique et chimique des CPB ( Ouellet et al. 2006)

24. Solbec Évaluation des systèmes de recouvrement (restauration) Les systèmes de recouvrement visent généralement l’élimination de l’oxygène de l’air, de l’eau et/ou des minéraux sulfureux. Options principales: • Les couverturesaqueuses. • Les couvertures multicouches avec effets de barrière capillaire; • Les couvertures monocouches avec élévation de la nappe phréatique; Nouvelles technologies requises pour les sites en opération et abandonnés…

25. CEBC – site LTA – travaux depuis 1995, avec Golder, Barrick, MRNF

26. Couverture LTA faite avec des rejets miniers Instrumentée et suivie depuis 1996

27. Comparaison entre mesures et prédictions (Bussière, Maqsoud, Mbonimpa, etc.) Monitoring stations Along a grid

28. Doit assurer stabilité physique et chimique du site à long terme • Site Mine Louvicourt (96 ha) • Couverture de 1 m + • 2,5 km de digues Mine Louvicourt

29. Nappe surélevée AEV =a Couche de protection contre l’évaporation (sable et gravier 30-50 cm) Digue h < a Résidus réactifs Zone filtrante Noyau imperméable Modèle conceptuel de la méthode de la nappe surélevée (d’après Aubertin et al., 1999; Dagenais, Ouangrawa, Cosset, Pabst)

30. Restauration du site minier Aldermac Johanne Cyr, MRNFDirection de la restaurationdes sites miniersDenis Isabel,Richard Maurice,Alain Hébert,SNC LAVALIN 29 avril 2009

31. Johanne Cyr, MRNFDirection de la restaurationdes sites miniersDenis Isabel,Richard Maurice,Alain Hébert,SNC LAVALIN Secteur Nord – Nappe surélevée avec couverture monocouche Travaux de restauration: • Aménagement de deux terrasses au moyen de digues • Résidus provenant des secteurs Intermédiaire et Ruisseau 1 disposés dans ces terrasses • Chaulage des résidus • Construction d’une monocouche de matériaux granulaire au-dessus des résidus sur les deux terrasses • Végétalisation des terrasses, dont la création d’un bassin Mise en place de la monocouche Imperméabilisation des digues Digue Digue rehaussée Terrasse 1 Digue Terrasse 2 Chaulage des résidus

32. Aldermac, Secteur Nord Denis Isabel,Richard Maurice,Alain Hébert,SNC LAVALIN

33. Aldermac, Secteur Nord Denis Isabel,Richard Maurice,Alain Hébert,SNC LAVALIN

34. Denis Isabel,Richard Maurice,Alain Hébert,SNC LAVALIN Aldermac, Secteur Nord

35. Nappe surélevée et couverture monocouche Site Aldermac Johanne Cyr, MRNFDirection de la restaurationdes sites miniersDenis Isabel,Richard Maurice,Alain Hébert,SNC LAVALIN

36. Projet Manitou Goldex • Site abandonné au MRNF • Production entre 1942 et 1979 • Résidus répandus sur 6.5 km jusqu’à la rivière Bourlamaque • Habitat de poisson affecté dans la rivière Bourlamaque • 11 Mtmde résidus générateur d’acide • 200 ha de contaminés • Épaisseur des résidus de 1 à 17 mètres • Eau à pH 3.0

37. Projet Manitou - Goldex Ville de Val d’Or Mine Goldex Site Manitou 23 km

38. MRNF et Goldex (AE) Goldex utilise parc Manitou pour déposer rejets non générateurs de DMA (déposition durant 10 ans +) Avantages Goldex: pas de nouveau parc; limite empreinte et utilisation des sols et matériaux d’emprunt. Avantages MRNF: réduit coût de restauration (progressive) et utilisation du territoire. 38

39. Essais en colonne et modélisation: Divers scénarios (T. Pabst, I. Demers, URSTM) low water table high water table

40. Projet Manitou-Goldex Résultats des essais en colonne

41. Projet Manitou-Goldex • 26 km de chemins • 6.5 km de digues • 23 km de câble communication

42. Titulaire de la Chaire: Michel Aubertin, ing., Ph.D., professeur Chaire industrielle CRSNG Polytechnique-UQAT Dépt des génies CGM, École Polytechnique Tél. : (514) 340-4711, poste 4046 Fax. : (514) 340-4477 michel.aubertin@polymtl.ca Co-titulaire de la Chaire: Bruno Bussière, ing., Ph.D., professeur Chaire industrielle CRSNG Polytechnique-UQAT Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue Rouyn-Noranda (Québec) J9X 5E4 bruno.bussiere@uqat.ca Site Web: www.polymtl.ca/enviro-geremi Merci!