SOMMAIRE 

 Des couvertures prototypes ont été aménagées dans deux sites miniers, Heath Steele et Waite Amulet dans le cadre du programme NEDEM (Neutralisation des eaux de drainage dans l'environnement minier). Une étude indépendante a été entreprise par l’Unsaturated Soils Group de l'University of Saskatchewan dans le but d'étudier de façon critique les sites sous les rapports suivants: choix des matériaux géologiques, conception, construction, instrumentation, rendement et aspects économiques. Les travaux ont été financés par la société Cominco Ltée. Les principaux objectifs de l'étude étaient les suivants :

1. procéder à une étude de la documentation des procédés et méthodes d'analyse fondamentaux requis pour l'évaluation et la conception de barrières sèches;
2. déterminer les aspects clés de la conception des systèmes de recouvrements géologiques;
3. dresser l'inventaire des autres sites à « barrière » sèche, et de leur rendement;
4. procéder à un examen scientifique critique des sites Heath Steele et Waite Amulet, y compris l'évaluation de la qualité et de la réalisation des points suivants : a) essais sur le terrain et en laboratoire; b) systèmes d'instrumentation sur le site et résultats de la surveillance; c) analyse et interprétation des données.
5. analyser des solutions de rechange qui permettraient de déterminer la nature des composantes des recouvrements géologiques tout en réduisant au minimum les coûts d'aménagement;
6. formuler des recommandations relatives aux besoins cruciaux en matière de recherche dans le domaine de la conception, de l'aménagement, de la surveillance et de l'analyse des recouvrements géologiques.

Les objectifs se rapportant à la conception des recouvrements géologiques Waite Amulet et Heath Steele consistaient à aménager une barrière de faible conductivité hydraulique visant à réduire au minimum l'infiltration de l'eau et à aménager une barrière freinant la diffusion de l'oxygène pour réduire au minimum l'entrée d'oxygène. La conception des deux recouvrements géologiques faisait intervenir le principe de la barrière capillaire. Les deux recouvrements géologiques ont été évalués de façon prolongée en laboratoire, sous la forme de modèles numériques et par des études sur le terrain. Les résultats de la recherche indiquaient que la notion de barrière capillaire pouvait s'appliquer aux conditions sur le terrain et qu'elle aurait pour effet de réduire l'infiltration d'eau et d'oxygène, réduisant ainsi les risques de production d'acide.

Les recouvrements géologiques aménagés aux sites Heath Steele et Waite Amulet ont fait état d'un rendement satisfaisant. Les programmes de conception, d'aménagement et de surveillance pour ces recouvrements géologiques ont permis d'évaluer de façon unique le rendement de recouvrements géologiques aménagés dans des climats canadiens.

Dans le présent rapport, en plus d'un examen indépendant des projets de Heath Steele et de Waite Amulet, on trouve au chapitre 2 une brève analyse documentaire des connaissances les plus poussées. On trouve au chapitre 3 un résumé de plusieurs cas types de couvertures de sol aménagées dans différentes parties du monde. Au chapitre 4, on trouve des résumés des essais en laboratoire et des données relatives au rendement des recouvrements géologiques de Heath Steele et de Waite Amulet. Au chapitre 5, o¡ trouve un résumé de la conception des recouvrements géologiques de Heath Steele et de Waite Amulet.  Au chapitre 6, on présente un résumé et des recommandations se rapportant à la conception et aux analyses des recouvrements géologiques.

Une analyse documentaire annotée concernant les recouvrements géologiques et d'autres sujets connexes est présentée à l'annexe A. À l'annexe B, on présente une méthodologie relative à la modélisation numérique du rendement des recouvrements géologiques préparée par Swanson (1995).

L'émergence d'un modèle de méthode raisonnée de conception des couvertures destinées aux déchets miniers produisant des effluents acides s'est clairement dessinée au cours de l'étude. Les grandes lignes des éléments de base de cette méthode raisonnée sont précisées, de même qu'un aperçu des éléments essentiels à la conception des différents recouvrements.

Voici un résumé des éléments fondamentaux de cette méthode de conception :

• Objectifs / philosophie de la conception ;
• Principes de conception;
• Méthodes de caractérisation;
• Méthodes d'analyse;
• Surveillance;
• Questions d'ordre général, y compris les aspects économiques, les aspects de l'aménagement, le rendement à long terme.

Chaque cas a été examiné d'après les composantes de la conception. D’après l’étude de la documentation portant sur le sujet, les différents cas types et un examen détaillé des sites de Heath Steele et de Waite Amulet, on a formulé un certain nombre de recommandations:

Recommandation n^o 1 : Des travaux de recherche se rapportant à la courbe caractéristique de l’eau du sol devraient être réalisés pour les recouvrements géologiques et les déchets miniers. Les méthodes de caractérisation ainsi que l’estimation de la courbe caractéristique de l'eau du sol présentent un intérêt particulier, de même que la prévision des altérations atmosphériques et des effets qu'elles ont sur ces propriétés.  

Recommandation n^o 2 : Il faudrait continuer à effectuer des travaux de recherche portant sur la relation entre les conditions de micro-climats, la végétation et les matériaux de couverture en ce qui a trait au rendement de la couverture.

 Recommandation n^o 3 : It faudrait examiner les méthodes actuelles d'analyse des couvertures sèches, y compris la mise au banc d'essai et la comparaison avec des cas types documentés, et mettre au point une méthodologie relative aux analyses qui permettrait de maximiser les capacités de divers modèles.

 Recommandation n^o 4 : Favoriser la poursuite des travaux déjà en cours dans le but d'accroître la capacité des modèles actuels en vue d'inclure l’intégration au milieu. Favoriser d'autres propriétés se rapportant à la prévision de la migration de l'humidité pendant les mois d'hiver, à l’incidence de la végétation, aux effets multidimensionnels et à l’érosion.  

Recommandation n^o 5 : Voir à ce que des travaux soient entrepris en ce qui a trait à la mise au point et à la mise à l'essai d'une méthode de mesure fiable de la pression négative dans les couvertures et les stériles. 

Recommandation n^o 6 : Voir à ce qu'un examen de la conception et du rendement des lysimètres sur le terrain soit effectué dans l'optique de la mise au point de procédures de conception qui tiennent compte des effets de la complexité de l'écoulement non saturé sur les lysimètres placés sur le terrain.  

Recommandation n^o 7 : Voir à ce que d'autres travaux soient entrepris concernant les techniques de mise au point de la surveillance des réponses du sol/de l’environnement comme l’érosion, le ruissellement et la végétation qui sont des aspects pertinents du rendement des couvertures. 

Recommandation n^o 8 : Favoriser la philosophie et les objectifs de conception qui portent principalement sur la mise au point de l’installation à long terme de couvertures aménagées qui sont entièrement associées et intégrées au milieu naturel. 

Recommandation n^o 9 : Voir à ce que des études de cas sur le terrain, réalisées à l'échelle et à long terme soient mises au point et documentées pour accroître le niveau de confiance dans les principes de conception et dans les méthodes de caractérisation, ainsi que dans les analyses et la surveillance.

Recommandation n^o 10 : Voir à ce que des études soient réalisées au sujet de la question de la stabilité écologique des recouvrements. Ces études devraient tenir compte du transfert de technologies provenant de la foresterie, de la réhabilitation et de l’agriculture pour la conception des couvertures et elles devraient constituer un fondement pour les prévisions du rendement à long terme des couvertures. 

Recommandation n^o 11 : II faudrait soutenir la poursuite des travaux portant sur des méthodes de conception économiques (1 matériau - plusieurs/multi-couches) et sur l’utilisation de matériaux qui tiennent compte d'innovations telles que des systèmes multi-couches utilisant un seul matériau ou encore l'usage de déchets miniers (résidus et stériles) comme matériaux pour le recouvrement.

Recommandation n^o 12 : II faudrait élaborer un manuel ou aide-mémoire des connaissances poussées qui devrait comprendre une méthode de conception raisonnée accompagnée de cas types documentés. Ce manuel devrait être préparé dans un format de reliure à courroies de sorte qu'on pourrait procéder régulièrement à des mises à jour de façon à ce qu'il demeure actuel; il devrait comporter un résumé des méthodologies relatives à la conception des recouvrements.

Chacune de ces recommandations fait l'objet d'un examen plus approfondi au chapitre 6.