Les prédictions concernant la possibilité et le moment où une halde de stériles peut commencer à produire de l’eau acide et le temps qu’elle peut dégager des concentrations élevées de métaux dans l’environnement, sont liées à un niveau fondamental pour comprendre l’écoulement du fluide à l’intérieur d’une halde de stériles. Notre analyse des propriétés hydrogéologiques de ces dernières se base sur une synthèse d’informations obtenues de quatre sites miniers: ‘Myra Falls, Island Copper et Elkview Mine’ en Colombie-Britannique et ‘Golden Sunlight Mine’ au Montana. Dans cette étude, l’accent porte sur un amas de roches hydrostratigraphique et sur les propriétés de texture de la masse rocheuse, les variations spatiales et temporelles dans la teneur en eau à l’intérieur d’une halde de stériles, les profils thermiques dans cette dernière et leur réaction à l’infiltration de l’eau suite à une chute de pluie, et la caractérisation hydrogéologique à grande échelle d’une halde de stériles qui résulte probablement d’écoulements hydrographiques, enregistrés dans les drains de pied.
Quatre modèles hydrostratigraphiques sont proposés pour établir une distinction des haldes de stériles, ils se différencient selon les types de matériaux et les méthodes de construction. Ce système fait la distinction entre l’écoulement poreux en substances de gravier sablonneux très fin et un écoulement dirigé dans des matières plus rugueuses. Les modèles sont les suivants: des amas de roches à grains grossiers non séparées qui transmettent rapidement l’eau à la base de l’amoncellement, des amas de roches à grains fins non séparées qui contiennent vraisemblablement une zone de base saturée, des amas de roches séparées qui comportent une zone supérieure à grains fins ne permettant peut-être pas le passage de quantités significatives d’eau et des couches de rejets séparés qui renferment des crêtes à grains très fins, et des couches de gravier sablonneux parallèles à la face de l’amoncellement de roches.
La teneur volumétrique en eau s’avère une importante caractéristique de la halde de stériles. Elle semble être directement associée aux propriétés de texture de l’amas de roches et elle peut être utilisée pour examiner l’hydrostratigraphie dans ce dernier. Dans le cas d’une halde de stériles, les mesures de la teneur en eau apparaissent assez stables à chaque profondeur durant toute l’année. En ce qui concerne les données de la ‘Golden Sunlight Mine’, des tentatives effectuées pour surveiller un potentiel matriciel qui utilise des détecteurs de dissipation thermique et pour établir une corrélation des changements entre le potentiel matriciel et les chutes de pluie, n’ont pas été fructueuses dans l’ensemble. La température semble être l’un des paramètres le plus fiable pour suivre le mouvement de l’eau dans les régions de l’amas de roches qui réagissent et produisent de la chaleur. Suite à l’infiltration de l’eau, la fluctuation du niveau phréatique est modifiée par la perméabilité de la structure de l’amas de roches et de la location à l’intérieur de ce dernier. La perméabilité de la structure de l’amoncellement comporte la distribution spatiale des mesures de perméabilité dans les différentes régions de l’amas de roches. L’étude des données semble indiquer une infiltration rapide de l’eau à travers la halde de stériles, bien que les fréquences d’échantillonnage n’aient pas été adéquates pour fournir des estimations précises des vélocités de fluide.
Une méthodologie a été présentée: elle se base sur une théorie d’onde cinématique qui signale l’écoulement hydrographique enregistré dans les drains de pied aux paramètres à grande échelle déterminant la structure de conductivité hydraulique de la halde de stériles. Suite à une infiltration d’eau, l’écoulement s’intègre à d’autres écoulements venant de différents groupes de canaux dans l’amas de roches. Le transfert d’eau à partir des canaux jusqu’à la matrice à grains très fins, est noté dans l’analyse. La mise en application selon la série de données de ‘Island Copper’ laisse croire que cette approche, considérée comme un moyen pour déterminer les processus d’écoulement à grande échelle dans une halde de stériles, est prometteuse. Un travail plus approfondi est justifié pour améliorer le modèle dans sa représentation d’écoulement canalisé, et pour utiliser la méthode aux chutes de pluie dans certains sites différents, afin de comprendre la relation entre l’hydrostratigraphie et les réactions d’écoulement.
La limite la plus révélatrice de la présente base de données montre qu’aucun site n’a fourni un enregistrement complet des informations des paramètres importants qui sont requis pour déterminer le comportement hydrologique d’une halde de stériles, et la fréquence de l’échantillonnage a souvent été insuffisante pour satisfaire nos objectifs. À nos yeux, la meilleure manière de comprendre l’hydrologie d’une halde de stériles, serait d’accorder une priorité aux mesures qui suivent: par exemple, une teneur en eau et les profils thermiques à travers la zone vadose, une élévation du niveau phréatique, l’écoulement volumétrique aux drains de pied, le régime des pluies et la température atmosphérique. On présente des plans de travail pour les trois catégories d’études mises sous surveillance: entre autres, celles de la construction d’un modèle d’un amoncellement de roches, l’application d’un suivi et le démontage du modèle. Il y aurait peut-être avantage à lier la mise en opération de ces plans de travail à un empilement de minerai à faible teneur. Il importe de coordonner la série de mesures prises avant et pendant le démontage de l’amoncellement de roches.
