En 1996, le Centre de recherches géotechniques de l'université Western Ontario a entrepris un projet de révision des recherches faites sur les couvertures aqueuses et de ses applications. Le projet visait à créer une documentation sur la conception et l'efficacité d=une couverture aqueuse pour empêcher la production d'acide dans les déchets miniers renfermant des sulfures et à compiler les résultats des recherches sur les couvertures aqueuses. Les emplacements où une couverture aqueuse est employée au Canada, en Norvège et en Suède ont fait l'objet d'une revue. Les programmes de recherche revus venaient du Canada, de la Norvège et des États-Unis. Ils incluaient les travaux effectués sous le parrainage du Programme NEDEM au laboratoire de CANMET d'Elliot Lake et au Centre de technologie Noranda à Pointe-Claire au Québec ainsi que la recherche entreprise par l'ancien United States Bureau of Mines, le Norwegian Water Research Institute et le Norwegian Hydrotechnical Laboratory.
L'Ontario, le Centre canadien de la technologie des minéraux et de l'énergie (CANMET) et la Brunswick Mining and Smelting Corporation ont assuré le parrainage du projet.
L'étude des parcs à résidus où la technique des couvertures aqueuses est employée a montré que la profondeur minimum d'eau est choisie de façon à maintenir la saturation des résidus en cas de sécheresse et à empêcher leur remise en suspension. Les prévisions relatives à la remise en suspension sont basées sur des corrélations empiriques avec le cisaillement du lit, la vitesse d'écoulement de l'eau dans le lit ou le rapport creux de vague/profondeur d'eau. Ces corrélations sont généralement obtenues à partir d'expériences sur des particules autres que les résidus. Les estimations du cisaillement du lit, de la vitesse d'écoulement ou du creux de vague sont calculées au moyen d'équations empiriques reliant ces paramètres à la vitesse du vent et au fetch de l'étang en faisant appel à la théorie des ondes linéaires. Les prévisions relatives à la remise en suspension n'ont été vérifiées de façon concluante à aucun des sites étudiés.
Les méthodes utilisées actuellement pour prévoir la qualité des effluents et des eaux de parcs à résidus ne tiennent pas compte de plusieurs phénomènes biologiques, géochimiques et physiques pouvant influer de façon significative sur l'efficacité des couvertures aqueuses. En général, il n'existe pas suffisamment d'études à long terme sur le terrain pour vérifier les prévisions sur la qualité de l=eau. Toutefois, les données recueillies à un des parcs à résidus ont déjà montré que les prévisions ne sont pas précises.
Le caractère des parcs à résidus étudiés varie beaucoup en fonction de leur hydrologie, de la composition initiale des résidus, du degré d'oxydation des résidus avant leur inondation, de la disposition de l'emplacement et du traitement des résidus avant ou après leur inondation. Vu les dissimilitudes des parcs étudiés, il a été impossible de faire quelque corrélation que ce soit entre la profondeur de l'eau et l'efficacité de la couverture aqueuse. Certaines observations sont communes à bien des sites, entre autres : une augmentation dramatique du pH durant l'été, due possiblement à l'activité de la microfaune, un dégagement de CO2 et une augmentation de l'alcalinité causée par le ruissellement de surface et la formation d'une mince couche orange d'oxyhydroxydes de fer et de matières organiques à l'interface résidus/eau.
Au cours d'expériences sur colonne et en lysimètre, l'inondation des résidus, oxydés ou non, produit une fine couche de surface orange brunâtre d'oxyhydroxydes de fer qui, dans les résidus non oxydés auparavant, marque l'étendue de leur oxydation verticale. L'épaisseur de la zone d'oxydation est apparemment définie par l'atteinte des conditions d'état stationnaire entre l'oxydation de la pyrite et la réduction des sulfates en sulfures. Avec le temps, il se produit un dépôt organique à la surface qui empêche encore le déplacement des métaux vers l'eau de la couverture. Les expériences sur colonne réalisées avec des résidus oxydés montrent que l'inondation provoque la dissolution des produits d'oxydation et, par la suite, la libération de métaux dans la couverture d'eau, entraînant des concentrations de métaux supérieures aux
teneurs acceptables. La dissolution de certains produits d'oxydation ou d'autres minéraux peut être lente et contribuer à entraîner pour bien des années des concentrations élevées de métaux dans l'eau de la couverture.
L'utilisation d'une couverture protectrice de sable ou de tourbe à l'interface résidus/eau réduit le flux de métaux dans la couverture à des niveaux négligeables. Toutefois, le flux de métaux dans la couverture aqueuse peut recommencer lorsque le pouvoir absorbant du revêtement protecteur est atteint. L'emploi d'une couche de tourbe crée des conditions réductrices fortement anoxies dans les résidus. La tourbe produit aussi une acidité qui peut augmenter fortement la mobilité de certains métaux dans l'eau interstitielle des résidus.
L'addition de chaux aux résidus non oxydés avant leur inondation inhibe l'activité des ferrobactéries en gardant le pH élevé. L'addition de chaux aux résidus déjà oxydés augmente le pH et limite la mobilité de la plupart des métaux dans la couverture aqueuse et l'eau interstitielle. Le mélange des résidus de surface avec la chaux s'est avéré plus efficace que la simple addition de chaux à leur surface. Les méthodes traditionnelles employées pour évaluer les quantités requises de neutralisant comme la détermination des acides-bases se sont révélées imprécises lorsque appliquées à des résidus inondés à long terme (37 semaines).
Les résultats d'essais en laboratoire montrent que, par rapport aux résidus plus fins, les résidus grossiers immergés dans l'eau engendrent un drainage acide plus important. Il se peut que cela soit dû à un transport vertical plus rapide de l'oxygène dans les résidus plus grossiers.
L'efficacité d'un système d'immersion à l'eau avec support biologique (BSWC) a été démontrée en laboratoire. Le BSWC met en oeuvre la colonisation des résidus inondés par des plantes de façon à favoriser, par adsorption biologique, l'accumulation de matières organiques pour limiter la remise en suspension et le flux de métaux. Les résultats préliminaires obtenus semblent indiquer que l'efficacité sur le terrain dépend de la profondeur d'eau et des conditions éoliennes.
D'après les études de laboratoire et de terrain, l'inondation des résidus s'avère, parmi les méthodes actuellement connues, la méthode la plus efficace de prévention et de contrôle du drainage rocheux acide. Toutefois, dans bien des cas, les eaux de la surverse du parc à résidus devront être traitées pour respecter les normes réglementaires et il est actuellement impossible de prévoir avec précision l'importance et la durée du traitement nécessaire. Les modélisations de pointe pour la prévision de la contamination ne tiennent pas compte de bien des phénomènes importants dans les systèmes de couverture aqueuse, entre autres : la dissolution secondaire des minéraux et la libération de métaux sans oxydation ni remise en suspension. Certains des travaux ayant fait l'objet de la revue émettaient l'hypothèse que l'immersion créera, avec l'accumulation de matières organiques, un milieu diagénétique pour certains résidus. On ne sait pas cependant avec certitude le temps qu'il faudra pour qu'il en soit ainsi, ni même si cela sera le cas dans toutes les conditions. En outre, dans un tel environnement, certains métaux peuvent continuer d'être libérés dans l'eau de la couverture. Bien que l'innondation soit une technologie prometteuse, bien des phénomènes qui influent sur son efficacité ne sont pas connus fondamentalement et la profondeur minimum d'eau requise ne peut être déterminée avec certitude actuellement. Les outils prévisionnels actuels ne tiennent pas compte de certaines autres propriétés importantes des résidus comme la thixothropie et la cohésion.
Nous recommandons que d'autres recherches et d'autres travaux sur le terrain soient entrepris pour éliminer les incertitudes et répondre aux questions soulevées dans la présente revue. Les domaines clés de ces travaux peuvent inclure la vérification des prévisions relative à la remise en suspension à quelques sites choisis, la compréhension fondamentale des propriétés et du comportement des résidus, la nature et la vitesse de l'accumulation de sédiments renfermant des matières organiques et de l'hydroxyde de fer à l'interface résidus/eau et la contribution de la remise en suspension à l'oxydation des résidus et à la qualité de l'eau à long terme.
