La Division Kidd Creek de Falconbridge Limitée utilise la méthode de 1'élimination des
résidus miniers épaissis à son site métallurgique situé près de Timmins, en Ontario. En
1991, on a demandé au Centre de technologie Noranda (CTN) d'examiner la situation
environnementale à cet endroit. La présente étude a pour objectif de mesurer les
propriétés hydrauliques du parc à résidus et d'analyser leurs effets environnementaux
à long terme.

Robinsky (1975) a été le premier à proposer cette méthode d'élimination des résidus
en soulignant des avantages particuliers, comme une faible mise de fonds initiale, des
coûts d'exploitation bas, une bonne capacité de stockage par unité de surface, et
l'élimination de hauts barrages périphériques, de bassins de boues traitées à la chaux
et de systèmes de décantation. La méthode consiste à épaissir les résidus miniers,
puis à les déverser dans une conduite centrale surélevée, produisant un grand dépôt
conique. Les résidus à Kidd couvrent actuellement une superficie de 1 215 ha et
possèdent la forme d'un large cône à pente faiblement accentuée (1 %) qui atteint 13
m de hauteur en son centre. Les résidus ont une teneur en soufre d'environ 5% et sont
fortement acidogènes, d'après le test initial et les essai de confirmation "BC Research".

Selon Robinsky (1990) et Robinsky et coll. (1991), la méthode de l'épaississement des
résidus miniers permet de réduire la production et le suintement d'acide en créant une
masse de résidus relativement homogène à faible coefficient de perméabilité et à forte
capacité de rétention de l'humidité, qui limite considérablement la pénétration
d'oxygène et l'oxydation des résidus qui en résulte.

Le CTN a concentré ses efforts sur les composantes hydrologiques principales pour
vérifier la rétention de l'humidité des résidus. Dans le cadre du programme de travaux
sur le terrain, on a mesuré le contenu en eau, la pression hydraulique, l'élévation de la
nappe phréatique et le coefficient de perméabilité. En 1991-1992, on a mesuré la
précipitation, l'évaporation en bassin et l'évaporation à partir des résidus. Un bilan
hydrique mensuel a également été effectué, de même que l'analyse d'échantillons
d'eau interstitielle afin de déterminer les principales concentrations de métaux et
d'ions.

L'importance des composantes du bilan hydrique dans des conditions moyennes
(ruissellement: 42% des eaux de précipitations, évaporation: 51% et infiltration: 7%)
correspondait aux prévisions obtenues à l'aide du modèle HELP. Dans des conditions
d'extrême sécheresse, le bilan hydrique montre un déficit d'infiltration qui cause, à la
fin de l'année, un assèchement de la surface s'apparentant à l'assèchement observé
pendant l'été 1992 (année au cours de laquelle les taux de précipitations et
d'évaporation étaient moyens). I1 est probable que le déficit sera comblé si l'on
connaît, pendant une année, des précipitations au-dessus de la moyenne.
Habituellement, le dégel du printemps entraîne une saturation des résidus à la surface
et l'assèchement de l'été est compensé par les pluies automnales et la fonte des
neiges au printemps suivant.

Les gradients hydrauliques indiquent que l'eau interstitielle dans la zone saturée a
tendance à s'écouler vers le bas près du centre du cône et vers le haut le long de la
pente des résidus, produisant du suintement. Les gradients hydrauliques situés près
de la surface dans la partie supérieure du cône indiquent que l'écoulement vers le haut
domine lorsque la nappe phréatique baisse et que l'écoulement vers le bas est à son
maximum pendant la période d'alimentation qui s'ensuit. La vitesse moyenne linéaire
de l'eau interstitielle dans les résidus est très faible (12 cm/a).

On a constaté que l'épaisseur de la frange capillaire (les résidus saturés au-dessus de
la nappe phréatique) était de 4 m au sommet du cône de résidus. En se basant sur les
courbes de drainage des résidus déjà établies, on prévoit une épaisseur maximale de
5 à 6 m. La courbe de niveau de 5 m sur la carte topographique, qui indique la
profondeur de la nappe phréatique, délimite donc la zone d'oxydation accentuée des
résidus de surface.

La surface de la plupart des résidus sèche pendant l'été. On observe alors une
oxydation des sulfures à la surface et dans le sol, le long des fissures de
rétrécissement. Une analyse de l'eau interstitielle indique une oxydation des sulfures
dans les résidus. On prévoit que s'il y a des années de sécheresse importante, cette
dernière n'aura que peu d'effet sur la saturation à long terme des résidus. Pendant ces
périodes, toutefois, l'oxydation s'étend plus profondément dans les résidus. Si l'on
prend le cône de résidus en ce moment et qu'on le compare à ce qu'il sera au moment
de la fermeture du site, la saturation des résidus et la position de la nappe phréatique
devraient ressembler à ce que l'on peut actuellement observer dans les parties du
cône où la déposition ne se fait pas activement. Le rejet dans l'environnement de
substances contaminantes provenant de la masse des résidus ne devrait pas
augmenter, puisque la vitesse de l'eau de porosité n'est pas élevée et que les
conditions de saturation près de la surface sont stables