Certaines méthodes, comme la déposition subaquatique, permettent de contrôler et de réduire la production de drainage acide en provenance de résidus. Ces méthodes ne peuvent s’appliquer à toutes les installations de gestion des résidus; cependant, elles conviennent à un grand nombre d’entre elles. Ces méthodes présentent divers inconvénients, notamment leur coût élevé. Il faut donc trouver des solutions de rechange qui peuvent réduire le coût de fermeture, et peut-être même éliminer certains des inconvénients associés aux méthodes actuelles. Le présent rapport fait état d’une méthode de rechange qui consiste à utiliser une nappe phréatique surélevée; cette méthode est de plus en plus considérée pour la fermeture de parcs à résidus sulfurés.
L’utilisation d’une nappe phréatique surélevée dans les résidus présente un grand intérêt et les données publiées sur le sujet font état d’un très faible taux d’oxydation des sulfures, semblable au taux d’oxydation dans les résidus sulfurés couverts d’eau, là où la nappe phréatique atteint presque la surface des résidus. Les trois méthodes suivantes visent à mettre en application le principe de la surélévation de la nappe phréatique et de la zone de capillarité s’y rapportant dans les résidus :
1) modification du bilan hydrique dans le parc à résidus;
2) amélioration de la capacité de rétention d’eau des résidus;
3) construction de barrières freinant l’écoulement de l’eau souterraine.
La modification du bilan hydrique consiste à accroître l’apport d’eau ou à réduire les pertes en eau des résidus. On peut accroître la capacité de rétention d’eau des résidus en améliorant leurs caractéristiques physiques avant la mise en place. L’une des façons de parvenir à un niveau de saturation élevé consiste à épaissir les résidus, ce qui permet de porter à une hauteur relativement élevée la zone de capillarité. Par ailleurs, la construction d’une barrière freinant l’écoulement de l’eau souterraine comporte l’installation d’une barrière à l’intérieur des résidus de manière à réduire l’écoulement horizontal des eaux interstitielles qui s’effectue souvent d’amont en aval à l’intérieur des résidus. Le choix de la méthode dépend des conditions particulières du site.
Toutes les installations de gestion des résidus ne conviennent pas à l’utilisation d’une nappe phréatique surélevée. Les tas de résidus étaient à l’origine conçues pour réduire le niveau d’eau à l’intérieur des résidus et pour maintenir un étang de surface qui soit le plus petit possible. L’application du principe de la nappe phréatique surélevée aux tas de résidus constitue un défi de taille. L’application du principe à d’autres types de parcs à résidus (p. ex. Digues dans une vallée) est possible et peut être avantageuse sur le plan économique, si on la compare à d’autres options de fermeture.
Les nappes phréatiques surélevées sont une composante intrinsèque des stratégies de fermeture des installations de gestion des résidus; cependant, elles ne sont que depuis récemment proposées ou appliquées à titre d’élément principal des plans de fermeture. À ce titre, l’expérience de l’application et de l’évaluation du rendement de ces dernières sont récentes et on procède actuellement à la cueillette d’information. L’état des connaissances en développement est mis en lumière par le nombre relativement limité de données concernant l’application du principe des nappes phréatiques surélevée aux parcs à résidus sulfurés. Toutefois, des données pertinentes, quoique préliminaires, ont été recueillies à neuf sites :
* À cinq sites (la mine Elura en Australie, la mine Greens Creek en Alaska, la mine Cluff Lake en Saskatchewan, Les Mines Selbaie au Québec et le site métallurgique Kidd Creek en Ontario), on a mis en application le confinement continu ou interrompu de résidus épaissis. Ces sites présentent un grand éventail de conditions différentes et permettent d’appliquer des stratégies de confinement des résidus et de fermeture différentes.
* À trois sites (le parc à résidus New Tailings de Falconbridge, le site minier Dona Lake et le site minier Stanrock - tous en Ontario), on a appliqué le principe de la modification du bilan hydrique dans les résidus. Au site de Falconbridge, on a effectué des recherches visant à étudier les relations importantes qui existent entre le taux de consommation d’oxygène à l’intérieur des résidus, le degré de saturation et la profondeur de la nappe phréatique. Au site Dona Lake, on procède actuellement à la mise en oeuvre d’un plan de fermeture fondé en partie sur le principe de l’utilisation d’une nappe phréatique surélevée à l’intérieur de la zone de la plage de résidus à grain grossier. La méthode proposée pour le parc à résidus de Stanrock est fondée sur le remplacement des digues construites à partir de résidus par des digues imperméables afin de retenir l’eau - ce qui permettrait la surélévation de la nappe phréatique, empêchant par le fait même la production d’acide dans la majeure partie des résidus. Le traitement chimique du drainage acide des résidus de Stanrock se poursuivrait temporairement après la construction de nouvelles structures de confinement.
* Au site Sturgeon Lake en Ontario, la stratégie comporte à la fois le principe de modification du bilan hydrique et la construction de digues contre l’écoulement de l’eau souterraine.
Il peut être nécessaire de traiter chimiquement le drainage acide, dans certains cas, après l’application de la méthode de la nappe phréatique surélevée. Les sources clés de production d’acide pourraient comprendre la présence de matières solides de sulfures près de la surface, la présence d’une zone qui n’est pas suffisamment saturée, ainsi que des fluctuations de l’élévation de la nappe phréatique. Dans certains cas, il serait possible d’atténuer les effets de la fluctuation de la nappe phréatique en utilisant une couverture, de manière à réduire les pertes dues à l’évaporation, accroître l’infiltration ou pour élever la nappe phréatique jusqu’à la couverture. Le recours à un traitement chimique additionnel et temporaire peut être avantageux sur le plan économique si on le compare à d’autres options.
Des techniques de modélisation numérique sont employées pour prévoir le rendement des nappes phréatiques surélevées en matière de contrôle ou de réduction du drainage minier. Ces techniques mettent à contribution la science des sols et les méthodes de génie civil visant à prévoir les mouvements de l’eau dans les sols et peuvent être accompagnées de modèles numériques pour la prévision de production d’acide dans les résidus. Ces modèles sont importants parce qu’ils constituent un moyen d’évaluer de façon préliminaire le rendement d’une option de fermeture et de régler le problème de l’effet des changements des conditions ambiantes (p. ex. dans des conditions de sécheresse).
Les comparaisons des coûts préliminaires et des coûts de conception sont fondés sur la fermeture de trois types de parcs à résidus, d’un tas de résidus, d’une digue dans une vallée reposant sur une zone perméable et d’une digue reposant sur une zone imperméable. Les options de fermeture comprennent la collecte et le traitement à perpétuité du drainage acide, l’utilisation d’une couverture multi-couches et des applications du principe de la nappe phréatique surélevée. Les estimations de premier ordre des coûts de fermeture indiquent que l’application du principe de la nappe phréatique surélevée, là où les conditions s’y prêtent, peut permettre de réaliser des économies importantes quant aux coûts de fermeture, comparativement à la captation, au traitement et à l’utilisation d’une couverture multi-couches.
