Caractérisation du comportement hydrogéologique et géochimique des haldes à stériles

Les activités minières peuvent produire de grandes quantités de roches stériles, qui sont typiquement entreposées dans des empilements de surface, au dessus la nappe phréatique. Ces haldes peuvent occuper une superficie de plusieurs dizaines d?hectares, et s?élever à plus de cent mètres. Pour des exploitations en roches dures, les roches stériles ont usuellement une granulométrie qui contient des particules de la taille d?un sol silteux jusqu?à des cailloux et blocs de taille métrique. La structure interne d?une halde construite sur une surface relativement plane comprend généralement deux zones principales. La première zone se trouve au coeur de l?empilement, et elle est formée par la présence de plusieurs stratifications subhorizontales (avec des couches denses et lâches) due à l?effet des équipements lourds qui compactent et brisent les grains. La deuxième zone se trouve aux endroits où les stériles ont été déversés en crête, par des camions ou des butoirs, ce qui induit une ségrégation des particules sur les flancs, le long de la pente. Selon la séquence de mise en place, la distribution granulométrique et la hauteur des bancs, un grano-classement plus ou moins développé se produit, avec les particules les plus grosses au bas de la pente et les particules plus fines au sommet ; on observe aussi une stratification inclinée due à l?avancement latéral du front de déposition. Ces éléments de la structure interne d?une halde influencent la distribution et le mouvement de l?eau (et de l?air). Pour évaluer la distribution des propriétés des matériaux dans une halde, on doit usuellement avoir recours à une combinaison de techniques qui fournissent des informations sur les caractéristiques hydrogéologiques et géochimiques des roches stériles. A cet égard, certaines techniques géophysiques sont particulièrement intéressantes car elles permettent une cartographie tridimensionnelle des variations des propriétés. Les informations obtenues de diverses techniques de mesures utilisées conjointement peuvent alors être employées afin de construire un modèle numérique qui permet d?analyser les écoulements non saturés de l?eau et le transport réactif des contaminants. De telles simulations aident à mieux comprendre la réponse de la halde dans son état actuel et futur, ce qui fournit des arguments pour ajuster la séquence de déposition pour élaborer le plan de fermeture et pour sélectionner la stratégie d?instrumentation et de suivi de l?empilement. La présentation inclura un survol des diverses techniques qui ont été développées afin de caractériser les propriétés des matériaux en laboratoire et sur le terrain, et pour obtenir un portrait global de la structure interne d?une halde. Des résultats additionnels sur la modélisation du transport réactif seront aussi montrés afin d?illustrer l?influence de la structure interne d?un empilement sur sa réponse hydro-géochimique et environnementale.