L'oxydation de la pyrite produit un drainage minier acide (DMA) à deux vastes haldes
de stériles à la mine Doyon, qui est située dans le nord-ouest du Québec. Un
programme de surveillance de la halde sud a été conçu pour caractériser les
conditions physiques et géochimiques qui prévalent durant la production de DMA à
l'intérieur de ce matériau non saturé grossier. Comme l'oxydation de la pyrite produit
de la chaleur, le programme comprend, entre autres instruments, 6 puits forés à
travers les stériles. Ils sont munis de chaînes de thermistances descendus jusqu'au sol
et au socle sous-jacents. Les températures mesurées atteignent 65 oC à mi-distance
de la profondeur totale (30 m) de la halde de stériles. L'analyse des données
thermiques recueillies hebdomadairement pendant deux ans est présentée dans ce
rapport.

Le transfert de chaleur au sein de la halde s'effectue par conduction à travers
l'ensemble du matériau (roches et eau) et par advection causée par le déplacement
des fluides (principalement air) dans les pores. Les variations saisonnières de
température de l'air provoquent des variations cycliques de la température dans la
halde. L'analyse de Fourier est utilisée pour caractériser ces variations et établir
l'amplitude et la phase des variations cycliques à chaque point de mesure. Ces
paramètres permettent d'évaluer les propriétés thermiques globales des stériles. Le
lien qui existe entre l'atténuation et le changement de phase permet une estimation de
l'importance et de la direction de l'advection. La convection de l'air est dirigée par les
gradients de température abrupts dans les stériles, ce qui a pour effet de modifier la
densité de l'air. L'analyse révèle également que la chaleur moyenne stockée dans la
halde a diminué significativement durant la période de surveillance.

Lorsque les propriétés thermiques des stériles sont connues, le taux de production de
chaleur est calculé à partir des profils de températures moyennes. En supposant que
la grande partie de la production de chaleur est causée par l'oxydation de la pyrite, le
taux d'oxydation peut être évalué à partir des données thermiques quel que soit le
modèle de production de DMA utilisé. L'oxygène requis pour oxyder la pyrite pourrait
provenir de la diffusion ou de la convection de l'air dans les stériles . Le taux
d'oxydation estimé est en réalité trop élevé pour être maintenu par la seule diffusion de
l'oxygène et l'advection de l'air semble être le principal mécanisme
d'approvisionnement en oxygène. Les données thermiques fournissent des indices
importants de la présence de cellules de convection dans la halde. Ces indices sont
confirmés par des levés thermographiques et les concentrations d'oxygène mesurées
dans la halde. Un modèle conceptuel des configurations de convection d'air dans la
halde, basé sur les données de surveillance disponibles est proposé. Comme la
convection de l'air semble être le principal mécanisme à l'origine du taux élevé de DMA
dans les stériles, les mesures visant à réduire le DMA devraient être axées sur les
moyens de réduction de la convection de l'air.