L’étude du drainage minier acide (DMA) sous le Programme de neutralisation des eaux de
drainage dans l’environnement minier (NEDEM) se poursuit depuis 1988 aux mines Heath
Steele, près de Newcastle au Nouveau-Brunswick. Cette étude comporte deux projets distincts.
La première étude, intitulée "Heath Steele Waste Rock Study" (Projet NEDEM 2.31.1) se p
oursuit depuis 1988 et a comme objectifs l’évaluation des propriétés de plusieurs haldes de
stériles et l’examen de la performance de la couverture de sol composite au-dessus de la pile
7/12 par rapport à son éfficacité à limiter le DMA. En 1990, cette étude recommenda que
d’autres travaux soient effectués afin de déterminer la perméabilité à l’air des haldes de stériles
aux mines Heath Steele et d’évaluer les mécanismes de transfert des gaz présents dans les
haldes, d’où la création du projet "Assessment of Gas-Transfer - ANSTO Model at Heath
Steele". Les objectifs de ce projet étaient de mieux comprendre les procédés gouvernant le taux
d’oxydation de la pyrite dans les haldes de stériles acides aux mines Heath Steele en utilisant à
la fois les données in situ et le modèle numérique FIDHELM développé par l’Australian
Nuclear Science & Technology Organisation (ANSTO), ainsi que de quantifier ces procédés et
d’évaluer l’efficacité de la couverture de sol composite pour la gestion des stériles acides.

Le projet comporta deux composantes majeures: soient les prises de données sur le terrain et la
modélisation numérique utilisant FIDHELM. Les travaux sur le terrain, qui incluèrent
l’installation des sondes d’échantillonnage, ont permis la mesure in situ de divers paramètres
requis par FIDHELM, c’est-à-dire le coefficient de diffusion de l’oxygène, la perméabilité à
l’air et la conductivité thermique. La modélisation consista à utiliser FIDHELM avec les
données récoltées lors du programme de collecte de données sur le terrain. Les mécanismes de
transport des gaz dominant le taux d’oxydation des haldes de stériles aux mines Heath Steele
furent identifiés en utilisant les profils de température et d’oxygène observés sur le terrain, et les
simulations effectuées avec FIDHELM. Un manuel d’usager pour FIDHELM est inclu avec le
rapport.

La perméabilité à l’air, le coefficient de diffusion de l’oxygène et la conductivité thermique
furent mesurés avec succès et les valeurs obtenues se situent à l’intérieur de la plage de valeurs
mesurées à quatre autres haldes de stériles provenant de trois sites différents et sous des climats
variant de tropical à arctique. FIDHELM s’est avéré un outil très utile pour évaluer les divers
mécanismes de transfert des gaz à l’intérieur des haldes de stériles pyritiques. Les simulations
numériques de FIDHELM, en utilisant la moyenne des valeurs mesurées du coefficient de
diffusion d’oxygène et de la conductivité thermique, indiquent que le transport des gaz est
dominé par la diffusion. Les résultats de FIDHELM indiquent aussi certaines particularités dans
les mesures de profils d’oxygène dans les haldes des mines Heath Steele qui peuvent être
attribuées à l’hétérogéinité des haldes par rapport à leur perméabilité à l’air et de leur taux
d’oxydation intrinsèque (TOI). Les données in situ et la modélisation de la halde avec la
couverture de sol composite (pile 7/12) indiquent que la couverture de sol composite est un
moyen efficace pour réduire l’entrée d’oxygène vers les stériles producteurs d’acide. Les
données récoltées à date provenant de la halde 7/12 qui est couverte, sont consistantes avec les
simulations numériques.

Etant donné que les haldes de stériles des mines Heath Steele sont petites par rapport à la
plupart des haldes à travers le monde, et étant donné que l’équilibre des mécanismes de
transports des gaz dans ces plus grosses haldes peut être différent de celui présent aux haldes
des mines Heath Steele, il est clair que la couverture de sol composite fut un moyen efficace
pour réduire l’entrée d’oxygène ainsi que le taux d’oxydation.

Etant donné que l’advection due à l’effet du vent soit l’un des mécanismes possible dans
certaines des haldes, l’étude recommende qu’un programme soit mis en place afin de quantifier
cet effet et de comparer les valeurs mesurées avec les résultats de modélisation en utilisant une
version modifiée de FIDHELM afin d’accepter une variation spacio-temporelle de la pression à
la surface de la halde. Un suivi continu de la température et de la teneur en oxygène gazeux
interstitiel durant toute l’année est aussi recommandé et permettra une meilleure compréhension
des procédés chimiques et des mécanismes de transfert des gaz présents dans les haldes de
stériles. Ceci permettra peut-être l’estimation de toute dépendance du TOI en fonction de la
température. Le suivi et les simulations numériques utilisant FIDHELM devraient être utilisés
pour évaluer l’importance de l’inhomogéinité d’une halde sur la charge polluante globale d’une
halde.

Finalement, le TOI et la teneur en soufre des stériles des mines Heath Steele devraient être
estimés en effectuant des essais en laboratoire.