Stabilité physique et chimique de rejets miniers fortement sulfureux sous un recouvrement en eau

1. Stabilité physique et chimique de rejets miniers fortement sulfureux sous un recouvrement en eau Présenté par Akué Sylvette Awoh Candidate au doctorat en Sciences de l’Environnement 12 Mai 2009 Co-directeur: Bruno Bussière Directeur: Mamert Mbonimpa

2. Plan Introduction Objectif Méthodologie Résultats Conclusion 2

3. Introduction • Principale problématique environnementale liée aux rejets miniers: drainage minier acide (DMA). Minéraux sulfureux +O2+H2O DMA • Contrôle DMA, milieu humide: Réduction apport en oxygène. • Technique efficace: Recouvrement en eau 3

4. Introduction • Très peu de travaux connus pour des résidus très sulfureux. • Intérêts d’effectuer des études Cas du site Don Rouyn 4

5. Objectif Étude de la stabilité chimique et physique de rejets miniers fortement sulfureux sous un recouvrement en eau. 5

6. Méthodologie Stabilité chimique: 1.Déterminer le coefficient du taux de réaction des résidus (Kr) au laboratoire. 2. Étudier l’évolution temporelle des paramètres physico-chimiques et géochimiques des eaux: a- au laboratoire b- sur le terrain Stabilité physique: 3. Évaluer les conditions hydrodynamiques deremise en suspension des résidus sur le terrain. 6

7. Méthodologie 1. Détermination du coefficient du taux de réaction des résidus (Kr) au laboratoire Kr est essentiel pour le calcul des flux d’oxygène • Mesurer la concentration de OD en fonction du • temps et de la profondeur • - Traiter numérique de la 2 nde loi de Fick modifiée • - Comparer les profils de concentration d’oxygène • mesurés au laboratoire et calculés numériquement Déterminer Kr 7

8. Méthodologie 2.a Évolution temporelle des paramètres physico-chimiques et géochimiques des eaux au laboratoire Résidus + couche de matériau inerte + eau agitée • Étudier l’efficacité • de couvertures • aqueuses avec • différentes • structures de • recouvrement et • différentes • conditions • hydrodynamiques. Résidus + eau agitée Résidus + eau agitée avec remise en suspension des résidus Résidus + eau stagnante 8

9. Méthodologie 2.b Évolution temporelle des paramètres physico-chimiques et géochimiques des eaux sur le terrain 1- Effluent final Échantillonnage d’eau et mesure (une fois / mois de été à automne). 2- Couverture aqueuse • Échantillonnage des eaux (en surface et • proche de l’interface eau-résidus, une fois / mois de été à automne). 9

10. Méthodologie 2.b Évolution temporelle des paramètres physico-chimiques et géochimiques des eaux sur le terrain 3- Eaux souterraines • Mesure du niveau d’eau dans les 5 • forages situés autour de la fosse • Don Rouyn (2piézomètres par forage). • Échantillonnage des eaux • souterraines. • Mesure des paramètres physico-chimiques et • géochimiques. 10

11. Méthodologie 3. Conditions hydrodynamiques de la remise en suspension des résidus sur le terrain • Échantillonner l’eau de la couverture proche de • l’interface eau-résidus. • Déterminer la concentration de matières en suspension • (MES) par filtration. • Mesurer en continu les MES avec un turbidimètre avec • une sonde de mesure de MES. - Mesurer la direction et la vitesse des vents. - Corréler les vitesses aux valeurs de MES. Effet des vents sur la remise en suspension des résidus au site Don Rouyn 11

12. Résultats 2.b Évolution temporelle des paramètres physico-chimiques et géochimiques des eaux sur le terrain 1- Effluent final: pH et conductivité électrique • Les valeurs de pH varient de 7,4 à 7,6 et elles respectent les limites de pH (6 à 9,5) à l’effluent final recommandées dans la directive 019 sur l’industrie minière. • Les valeurs de conductivité électrique varient de 390 à 568 μS/cm. Ces valeurs sont faibles par rapport à celles rencontrées dans des effluents miniers présentant du DMA (4800 à14000 µS/cm). 12

13. Résultats 2.b Évolution temporelle des paramètres physico-chimiques et géochimiques des eaux sur le terrain 1- Effluent final: Métaux dissous et sulfates • Les concentrations en métaux sont soit inférieures à leurs limites de détection,soit inférieures aux valeurs limites exigées à l’effluent final par la directive 019 sur l’industrie minière - Les concentrations de sulfate sont comprises entre 108 et 121 mg/l. Elles respectent les critères de qualité de l’eau de surface au Québec (500 mg/l). 13

14. Résultats 2.b Évolution temporelle des paramètres physico-chimiques et géochimiques des eaux sur le terrain 2- Couverture aqueuse: pH et conductivité électrique • pH varient de 6,7 à 8,1 tant en surface comme en profondeur et ils sont proches des valeurs de pH à l’effluent final. • Les valeurs de conductivité électrique varient de 350 à 500 μS/cm. Ces valeurs restent dans la même gamme de valeurs que celle de l’effluent final. 14

15. Résultats 2.b Évolution temporelle des paramètres physico-chimiques et géochimiques des eaux sur le terrain 2- Couverture aqueuse: Métaux et sulfates • Les concentrations sont soit inférieures à leurs limites de détection, soit elles respectent les valeurs limites exigées à l’effluent final par la directive 019 sur l’industrie minière. • Les concentrations de sulfates varient de 116 et 128 mg/l elles sont proches des valeurs obtenues à l’effluent final. 15

16. Résultats 2.b Évolution temporelle des paramètres physico-chimiques et géochimiques des eaux sur le terrain 3- Eaux souterraines: Niveaux d’eau • Le niveau d’eau dans la couverture aqueuse est plus bas • que les niveaux d’eau dans chacun des piézomètres: les • eaux de la couverture aqueuse ne s’écoulent pas vers les • eaux souterraines. pH et conductivité électrique • Pas de variation significative de pH et conductivité • électrique entre les piézomètres de surface et ceux de • profondeur. 16

17. Résultats 2.b Évolution temporelle des paramètres physico-chimiques et géochimiques des eaux sur le terrain 3- Eaux souterraines:Métaux et sulfates - Les concentrations des métaux sont soit inférieures à leurs limites de détection, soit elles respectent les limites exigées dans le règlement sur la qualité de l’eau potable au Québec, les recommandations canadiennes pour la qualité des eaux au Canada et les critères applicables au cas de contamination des eaux souterraines. - Les concentrations de sulfate sont généralement faibles. 17

18. Conclusion • Stabilité chimique sur le terrain: • Aucune contamination révélée dans la couverture hydrique, à l’effluent final et dans les eaux souterraines. • Les eaux de la couverture et de l’effluent final respectent les exigences de la directive 019 sur l’industrie minière • Pas écoulement des eaux de la couverture aqueuse vers les • eaux souterraines et les eaux souterraines respectent le règlement sur la qualité de l’eau potable au Québec • -Travaux sur l’étude de la stabilité chimique au laboratoire et • la stabilité physique sont en cours de réalisation. 18

19. Remerciements