La Kidd Metallurgical Division de Falconbridge Limitée a réalisé une étude qui a consisté à injecter
deux composés traceurs dans des résidus épaissis en 1992 ainsi que des échantillonnages et des
analyses de l'eau interstitielle en aval en 1993 et 1996. L'objectif principal était de vérifier le
mouvement prévu de l'eau interstitielle.
Pour l'élaboration du programme de recherche, on s'est basé sur les vastes connaissances que l'on
possédait sur le site, notamment sur les résultats de deux études NEDEM. Le programme
d'échantillonnage et d'analyse de l'eau interstitielle a comporté un certain nombre de défis. Le plus
grand a été de prélever des échantillons représentatifs de l'eau interstitielle. On a, à cette fin, modifié
à quelques reprises le programme. Les conclusions ont été tirées après une analyse par des experts
de la base de données sur le suivi des traceurs. Selon l'une des conclusions principales, les vitesses
de l'eau interstitielle appuient les connaissances actuelles sur le mouvement de l'eau interstitielle. La
vitesse horizontale moyenne de l'eau interstitielle telle que mesurée se rapproche de la vitesse
horizontale maximale prévue de 70 cm·an-1. L'eau interstitielle s'écoule surtout vers l'aval et suit la
pente des résidus comme l'indiquait le modèle. Les vitesses les plus élevées sont horizontales, la
vitesse descendante moyenne se situant entre 8 et 16 % de la vitesse horizontale moyenne.
La Kidd Metallurgical Division de Falconbridge Limitée a été la première à adopter la méthode
d'entreposage par épaississement des résidus conçue par Eli I. Robinsky (Ph. D.). Cette méthode a
été utilisée avec succès depuis 1973. Les résidus épaissis sont déposés dans un parc à résidus de 1
200 ha qui contient dans l'ordre de 105 Mt de résidus. Les résidus épaissis forment un monticule à
sommet conique, aussi appelé le cône Robinsky.
Le parc à résidus Kidd est l'un des plus étudiés dans le monde. La grande partie de cette recherche
a consisté à déterminer les propriétés et les caractéristiques des résidus de sulfures épaissis. Le
projet NEDEM décrit dans le présent rapport est la troisième composante d'une étude à trois volets
du parc à résidus Kidd (2.23.2c). Les deux études précédentes du NEDEM portaient sur les
propriétés hydrologiques et hydrogéologiques du parc à résidus (2.23.2ab) et sur ses caractéristiques
géochimiques, hydrogéologiques et hydrologiques (2.23.2d). Les études antérieures du NEDEM ont
mis en lumière les faits suivants :
Les résidus épaissis ne produisent pas de ségrégation des sédiments et forment donc un dépôt
homogène.
- Les résidus épaissis sont très saturés, la frange capillaire remontant près de la surface.
- L'oxydation des sulfures se limite aux résidus exposés et non saturés dans la zone quasi
superficielle. - La partie centrale élevée du monticule sert de zone d'alimentation en eau interstitielle dans
laquelle s'infiltrent les précipitations et l'eau des résidus. - Le mouvement de l'eau interstitielle est radiale vers le bas de la pente entre le centre élevé et
les zones périphériques plates du parc. L'eau interstitielle s'écoule en suivant la pente du
monticule et la descente n'est entravée que par la saturation des résidus sous-jacents et la
faible conductivité hydraulique des résidus et la base argileuse naturelle.
Dans la présente étude, on utilise des traceurs pour vérifier le mouvement prévu de l'eau interstitielle
dans les résidus épaissis. Les vitesses horizontales de l'eau interstitielle, représentatives du transport
par advection du sel, varient, selon NEDEM 2.23.2ab, entre un minium de 0,1 cm·an-1 et un
maximum de 70 cm·an-1.
On a choisi trois sites pour l'injection des traceurs et leur suivi dans différentes zones du monticule.
Les sites étaient situés le long de la pente sud du parc à résidus, le site le plus haut se trouvant sur le
sommet du monticule, là où la pente est la plus abrupte. Au cours de l'automne de 1992, on a injecté
deux traceurs : du bromure de potassium et de l'iodure de potassium. En juin 1993, on a déterminé le
mouvement en utilisant des minipiézomètres. Le prélèvement des échantillons des minipiézomètres
peu profonds (p. ex. < 0,5 m de profondeur) avec du papier filtre a exigé un processus complexe. En
Septembre 1993, on ajoutait pour ce faire ~20 mL d'eau désionisée dans les piézomètres. À cause
d'incertitudes relatives aux concentrations des traceurs dans les échantillons, il a fallu réviser la
méthode. Le programme d'échantillonnage et d'analyse de l'eau interstitielle a donc été examiné et
modifié pour la deuxième fois de façon à inclure les exigences suivantes :
- Le prélèvement de carottes de résidus avec un tube en aluminium.
- L'extraction de l'eau interstitielle des carottes de résidus.
En octobre 1996, la méthode ci-dessus s'est avérée utile pour échantillonner des résidus non
saturés, mais pas pour échantillonner des résidus saturés. On a d'abord tenté d'utiliser un tarière
électrique - méthode qui s'est avérée acceptable pour les résidus non saturés mais problématique
pour les résidus saturés.
On a dès lors analysé les échantillons d'eau interstitielle pour y déceler la présence des traceurs. La
base de données sur le suivi des traceurs a ensuite été évaluée par Barbour et Bews (1998). En voici
un résumé :
- Les données de suivi de juin 1993 indiquaient que la vitesse horizontale de l'eau interstitielle
variait entre 80 et 112 cm·an-1. Il ne faudrait pas faire reposer ces résultats sur des
considérations liées à la masse volumique élevée initiale des solutions traceuses et des effets
de la diffusion. Le poids de ces considérations devrait s'atténuer avec le temps et à mesure
que le panache des traceurs prend de l'expansion. - Les données de suivi d'octobre 1996 devraient dépendre des effets mentionnés ci-dessus,
mais dans une moindre mesure. Les données d'octobre 1996 indiquent que la vitesse
horizontale moyenne de l'eau interstitielle varie entre 67 et 74 cm·an-1 et qu'elles sont donc
proches de la vitesse horizontale maximale prévue de 70 cm·an-1.
