Le sous-sol du Canada est favorable à une activité minière très variée. Cette activité génère annuellement des retombées économiques importantes pour le pays, plus particulièrement pour certaines régions, dites «régions ressources», qui en dépendent parfois exclusivement. En dépit de ces retombées économiques appréciables, l’industrie minière génère des quantités importantes de rejets solides et liquides qui possèdent, le plus souvent, un potentiel polluant. Au cours de la dernière décennie, nous avons assisté, au Canada et ailleurs dans le monde, à un resserrement des normes environnementales entourant l’industrie minière. L’intérêt croissant de la population pour l'environnement et les nouvelles législations ont considérablement modifié l'approche environnementale des compagnies minières actives au pays.  

Une mine en opération génère différents types de rejets solides, notamment les rejets de concentrateur, les stériles, les boues de traitement et d’autres types de déchets reliés, de nature industrielle. Soulignons, dans le cas des mines souterraines, que ce sont les résidus de procédés de traitement minéralurgique du minerai qui sont les plus problématiques (quantité et potentiel polluant). En général, ces résidus sont acheminés, sous forme de pulpe, vers des aires de stockage en surface. Il arrive souvent que ces rejets contiennent des minéraux sulfureux, et qu’ils soient potentiellement générateurs d'acidité et de métaux toxiques. Dans ces situations, des infrastructures coûteuses (digues de retenue, usine de traitement des eaux, recouvrements…) doivent être mises en place pour assurer la gestion et la restauration des sites.

Bien que très préoccupés par la productivité des opérations, les dirigeants des opérations minières adoptent, en général, une attitude responsable vis-à-vis la préservation du patrimoine écologique. Il reste cependant que, pour maintenir sa compétitivité dans une perspective de développement durable, l’industrie minière doit compter sur des méthodes innovatrices, efficaces et économiques, pour bien gérer les rejets qu’elle produit. De nouvelles techniques de gestion des rejets miniers ont donc vu le jour au cours des dernières années. Certaines d'entre elles s’inscrivent dans la perspective de réaliser une gestion intégrée des résidus miniers. L’utilisation des remblais cimentés, avec les résidus de concentrateurs et/ou les stériles rocheux, est l’une de ces techniques. Le remblai en pâte est de loin le plus utilisé actuellement. Son emploi permet de retourner sous terre des quantités importantes de résidus (de l’ordre de 50 % du total produit) en plus de créer un support de terrain additionnel, améliorant la productivité de l’exploitation souterraine. Le remblai en pâte peut aussi être utilisé comme mode de disposition en surface, dans le but de contrôler la production de contaminants. La désulfuration environnementale (technique actuellement en développement) est une autre approche, qui s’inscrit dans la perspective d’une gestion intégrée des résidus. La figure ci-dessous montre comment il serait possible de combiner le remblai en pâte à la désulfuration et à la valorisation des divers sous-produits. 

Le remblayage constitue aujourd’hui, et constituera encore plus demain, une composante vitale des exploitations minières souterraines. Les remblais cimentés sont des mélanges de rejets miniers (résidus pour le remblai en pâte, et stérile pour le remblai rocheux), de liants hydrauliques pour assurer une certaine cohésion mécanique, et d’eau pour le gâchage du ciment et pour faciliter le transport du mélange. Chacune des trois constituantes majeures joue un rôle prépondérant, conditionnant ainsi les performances des remblais cimentés. Par ailleurs, ces derniers constituent un matériau complexe, en perpétuelle évolution, depuis sa fabrication, durant son transport, lors de sa mise en place (sous terre ou en surface) et durant les différentes étapes de curage. Bien que l’emploi des remblais cimentés soit devenu une pratique courante dans l’industrie minière, en raison des avantages qu’ils confèrent, les connaissances fondamentales actuelles sont très limitées. Il est donc capital de maîtriser les fondements du comportement du remblai, afin que ce dernier joue pleinement son rôle : lorsqu’il est utilisé comme support de terrain, garantir la sécurité des travailleurs; lorsqu’il est utilisé comme mode de gestion des résidus, protéger l’environnement.

Gestion globale actuelle et celle proposée pour les rejets solides dans une mine

Le projet de chaire de recherche du Canada sur « La gestion intégrée des rejets miniers par remblayage » s’attaque à l’utilisation de la technologie des remblais cimentés, dans la perspective d’une meilleure gestion des résidus et de la sécurité des travailleurs de même que d’une plus grande productivité de l’industrie minière. Cette chaire vise à apporter une meilleure compréhension des notions fondamentales associées au matériau complexe qu’est le remblai cimenté. Ces nouvelles connaissances permettront, par la suite, de proposer de nouvelles façons d’utiliser et de gérer les rejets miniers, en particulier les résidus de concentrateurs.

Objectifs de la Chaire et grandes lignes du programme de recherche

Le projet de chaire de recherche vise quatre objectifs principaux, intimement liés les uns aux autres :

1. Caractérisation des propriétés intrinsèques des remblais cimentés;

2. Évaluation du comportement environnemental des remblais cimentés placés sous terre ou entreposés en surface;  

3. Optimisation des mélanges de remblai dans une perspective de sécurité et de productivité minière; 

4. Proposition de nouvelles voies pour la gestion intégrée des rejets miniers, en utilisant le remblayage combiné à d’autres types de procédés.

Pour plus de détail, consulter le programme détaillé (PDF).