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Stabilité physique et chimique de rejets miniers fortement sulfureux sous un recouvrement en eau Directeur: Mamert Mbonimpa Co-directeur: Bruno Bussière.

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1 Stabilité physique et chimique de rejets miniers fortement sulfureux sous un recouvrement en eau Directeur: Mamert Mbonimpa Co-directeur: Bruno Bussière Présenté par Akué Sylvette Awoh Candidate au doctorat en Sciences de lEnvironnement 12 Mai 2009

2 Plan Introduction Méthodologie Objectif 2 Résultats Conclusion

3 Introduction 3 Contrôle DMA, milieu humide: Réduction apport en oxygène. Principale problématique environnementale liée aux rejets miniers: drainage minier acide (DMA). Minéraux sulfureux +O 2 +H 2 O DMA Technique efficace: Recouvrement en eau

4 4 Très peu de travaux connus pour des résidus très sulfureux. Cas du site Don Rouyn Intérêts deffectuer des études Teneur (%)Pyrite85 à 95 Introduction

5 Objectif 5 Étude de la stabilité chimique et physique de rejets miniers fortement sulfureux sous un recouvrement en eau.

6 6 Méthodologie 1. Déterminer le coefficient du taux de réaction des résidus (K r ) au laboratoire. 3. Évaluer les conditions hydrodynamiques de remise en suspension des résidus sur le terrain. 2. Étudier lévolution temporelle des paramètres physico-chimiques et géochimiques des eaux: a- au laboratoire b- sur le terrain Stabilité chimique: Stabilité physique:

7 1. Détermination du coefficient du taux de réaction des résidus (K r ) au laboratoire 7 - Mesurer la concentration de OD en fonction du temps et de la profondeur - Traiter numérique de la 2 nde loi de Fick modifiée - Comparer les profils de concentration doxygène mesurés au laboratoire et calculés numériquement Déterminer K r K r est essentiel pour le calcul des flux doxygène Méthodologie

8 8 2.a Évolution temporelle des paramètres physico- chimiques et géochimiques des eaux au laboratoire Résidus + eau stagnante Résidus + eau agitée Résidus + eau agitée avec remise en suspension des résidus Résidus + couche de matériau inerte + eau agitée - Étudier lefficacité de couvertures aqueuses avec différentes structures de recouvrement et différentes conditions hydrodynamiques.

9 9 2.b Évolution temporelle des paramètres physico- chimiques et géochimiques des eaux sur le terrain - Échantillonnage des eaux (en surface et proche de linterface eau-résidus, une fois / mois de été à automne). Méthodologie 2- Couverture aqueuse 1- Effluent final Échantillonnage deau et mesure (une fois / mois de été à automne).

10 10 - Mesure des paramètres physico-chimiques et géochimiques. - Mesure du niveau deau dans les 5 forages situés autour de la fosse Don Rouyn (2 piézomètres par forage). - Échantillonnage des eaux souterraines. Méthodologie 3- Eaux souterraines 2.b Évolution temporelle des paramètres physico- chimiques et géochimiques des eaux sur le terrain

11 3. Conditions hydrodynamiques de la remise en suspension des résidus sur le terrain - Déterminer la concentration de matières en suspension (MES) par filtration. - Échantillonner leau de la couverture proche de linterface eau-résidus. - Mesurer en continu les MES avec un turbidimètre avec une sonde de mesure de MES Mesurer la direction et la vitesse des vents. - Corréler les vitesses aux valeurs de MES. Effet des vents sur la remise en suspension des résidus au site Don Rouyn Méthodologie

12 12 Résultats 2.b Évolution temporelle des paramètres physico- chimiques et géochimiques des eaux sur le terrain 1- Effluent final: pH et conductivité électrique - Les valeurs de pH varient de 7,4 à 7,6 et elles respectent les limites de pH (6 à 9,5) à leffluent final recommandées dans la directive 019 sur lindustrie minière. - Les valeurs de conductivité électrique varient de 390 à 568 μS/cm. Ces valeurs sont faibles par rapport à celles rencontrées dans des effluents miniers présentant du DMA (4800 à14000 µS/cm).

13 13 Résultats 2.b Évolution temporelle des paramètres physico- chimiques et géochimiques des eaux sur le terrain 1- Effluent final: Métaux dissous et sulfates Don Rouyn Directive 019 As [mg/l]<0,060,20 Cu [mg/l]<0,0030,30 Fe [mg/l]<0,0063,00 Ni [mg/l]<0,0040,50 Pb [mg/l]<0,0200,20 Zn [mg/l] 0,026 à 0,1170,50 - Les concentrations en métaux sont soit inférieures à leurs limites de détection,soit inférieures aux valeurs limites exigées à leffluent final par la directive 019 sur lindustrie minière - Les concentrations de sulfate sont comprises entre 108 et 121 mg/l. Elles respectent les critères de qualité de leau de surface au Québec (500 mg/l).

14 14 - pH varient de 6,7 à 8,1 tant en surface comme en profondeur et ils sont proches des valeurs de pH à leffluent final. Résultats 2- Couverture aqueuse: pH et conductivité électrique 2.b Évolution temporelle des paramètres physico- chimiques et géochimiques des eaux sur le terrain - Les valeurs de conductivité électrique varient de 350 à 500 μS/cm. Ces valeurs restent dans la même gamme de valeurs que celle de leffluent final.

15 15 - Les concentrations sont soit inférieures à leurs limites de détection, soit elles respectent les valeurs limites exigées à leffluent final par la directive 019 sur lindustrie minière. Résultats 2.b Évolution temporelle des paramètres physico- chimiques et géochimiques des eaux sur le terrain Don Rouyn Directive 019 As [mg/l]<0,060,20 Cu [mg/l] <0,003 ou 0,004 à 0,0070,30 Fe [mg/l] <0,006 ou 0,006 à 0,023,00 Ni [mg/l]<0,0040,50 Pb [mg/l]<0,0200,20 Zn [mg/l] 0,031 à 0,120,50 - Les concentrations de sulfates varient de 116 et 128 mg/l elles sont proches des valeurs obtenues à leffluent final. 2- Couverture aqueuse: Métaux et sulfates

16 16 - Pas de variation significative de pH et conductivité électrique entre les piézomètres de surface et ceux de profondeur. Résultats pH et conductivité électrique 3- Eaux souterraines: - Le niveau deau dans la couverture aqueuse est plus bas que les niveaux deau dans chacun des piézomètres: les eaux de la couverture aqueuse ne sécoulent pas vers les eaux souterraines. Niveaux deau 2.b Évolution temporelle des paramètres physico- chimiques et géochimiques des eaux sur le terrain

17 17 - Les concentrations de sulfate sont généralement faibles. - Les concentrations des métaux sont soit inférieures à leurs limites de détection, soit elles respectent les limites exigées dans le règlement sur la qualité de leau potable au Québec, les recommandations canadiennes pour la qualité des eaux au Canada et les critères applicables au cas de contamination des eaux souterraines. Résultats 3- Eaux souterraines: Métaux et sulfates 2.b Évolution temporelle des paramètres physico- chimiques et géochimiques des eaux sur le terrain

18 18 Conclusion Stabilité chimique sur le terrain: - Aucune contamination révélée dans la couverture hydrique, à leffluent final et dans les eaux souterraines. - Les eaux de la couverture et de leffluent final respectent les exigences de la directive 019 sur lindustrie minière - Pas écoulement des eaux de la couverture aqueuse vers les eaux souterraines et les eaux souterraines respectent le règlement sur la qualité de leau potable au Québec - Travaux sur létude de la stabilité chimique au laboratoire et la stabilité physique sont en cours de réalisation.

19 Remerciements


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