COALIA – Katline Guay, Jean-François Grenier
Partenaires de recherche : Mine Troilus Gold (Jacqueline Leroux), Firme Lamont (Ann Lamontagne et Maude Lévesque Michaud), MDAG (Kevin Morin), Centre de recherche sur l’énergie, les mines et l’environnement (EME) du CNRC (Paramee Kumkrong et Bussaraporn Patarachao)
Partenaires financiers : FRQNT
Années de réalisation : 2021 – 2024
Mots-clés : géochimie, environnement, exploitation minière, prédiction, qualité des eaux
Troilus Gold, société d’exploration minière, œuvre à la relance de sa mine d’or et de cuivre située au nord-est de Chibougamau, au cœur du territoire du Plan Nord. Dotée d’infrastructures existantes, notamment une installation de gestion des résidus pouvant soutenir jusqu’à 22 ans de production, l’entreprise est actuellement en phase de mise en valeur. Dans ce contexte, elle accorde une importance particulière à la protection de l’environnement, en ciblant notamment un enjeu crucial : la qualité de l’eau dans les zones nordiques, sensibles et vulnérables.
C’est dans cette optique qu’un projet de recherche collaboratif a vu le jour. Son objectif : développer des protocoles d’essais sur le terrain pour mieux prédire la qualité des eaux en contact avec les stériles et résidus miniers, et ainsi optimiser la gestion environnementale dès la phase d’exploration.
Prédire la qualité de l’eau : une équation à plusieurs inconnues
La prédiction de la qualité de l’eau à l’effluent final en exploration minière demeure un défi majeur. Les estimations actuelles sont souvent imprécises, sous-évaluant les concentrations de contaminants générés par le contact de l’eau avec les roches stériles, les résidus ou les parois des ouvertures minières. Ce constat soulève plusieurs questions scientifiques essentielles :
Quelles dimensions devraient avoir les cellules d’essai sur le terrain ?
Quels paramètres influencent réellement la qualité des eaux ?
Peut-on reproduire de manière fiable les conditions naturelles de drainage dans des colonnes expérimentales ?
Au cœur des enjeux : comprendre les réactions géochimiques complexes, comme l’altération des minéraux ou la formation de minéraux secondaires, et vérifier si des méthodes comme la recirculation de l’eau de pluie ou des précipitations simulées peuvent offrir des résultats représentatifs… sans compromettre leur fiabilité.
Une recherche appliquée, portée par la collaboration
Ce projet multidisciplinaire, mobilisant Troilus Gold, COALIA, la Firme Lamont, MDAG et le CNRC, se décline en plusieurs volets stratégiques :
Caractérisation en laboratoire
Tout commence par l’échantillonnage des stériles, actuels et futurs, réalisé grâce à un programme de forage mené par Troilus Gold en collaboration avec la Firme Lamont et MDAG. Ces échantillons sont ensuite analysés chez COALIA pour en dresser le portrait chimique et minéralogique complet (XRD, XRF, bilans acide-base, métaux traces, tests de lixiviation, etc.). Des essais cinétiques en cellules humides, menés sur un an, permettent de simuler les réactions à long terme en conditions contrôlées et de comparer ces résultats à ceux obtenus sur le terrain.
Essais sur le terrain : les colonnes de drainage
Treize colonnes sont installées sur le site minier Troilus : deux avec des stériles existants, onze avec des stériles futurs. Ces colonnes (1 à 3 m de hauteur) permettent d’évaluer l’effet de la masse de stériles, du type de roche et de la distance parcourue par l’eau sur la qualité des lixiviats. Grâce à des cycles de recirculation de l’eau de pluie et à des cellules témoins, les chercheurs recueillent des données fines sur le pH, la conductivité, les métaux dissous et autres paramètres clés.
Analyse des eaux issues des haldes déjà en place
L’ancienne mine Troilus, fermée en 2012, offre une précieuse opportunité : l’analyse des eaux en contact avec des haldes depuis plus de 20 ans. Ces données de terrain réelles permettent de valider, d’ajuster – voire de corriger – les protocoles actuels, en tenant compte des erreurs de prédiction passées (comme celles de 1998).
Vers un modèle de prédiction fiable et robuste
Grâce aux résultats collectés sur trois ans, dans des conditions variées, un modèle prédictif numérique est élaboré et validé par le CNRC et MDAG. Ce modèle intègre les paramètres les plus influents et permettra d’anticiper la qualité de l’eau générée par les futures opérations minières de Troilus.
Des retombées concrètes pour l’industrie et l’environnement
Au-delà des avancées scientifiques, ce projet a des impacts durables. Il permet de :
Mieux planifier les infrastructures de gestion des résidus,
Réduire les risques environnementaux liés aux eaux de drainage,
Préserver les écosystèmes sensibles du Nord québécois,
Renforcer la confiance des communautés et des partenaires.
Grâce à cette approche rigoureuse Troilus Gold et ses partenaires ouvrent la voie à une exploitation minière plus durable, responsable et tournée vers l’avenir.
« Pour Troilus, concrètement, le projet a fortement contribué à la compréhension des mécanismes qui prédominent dans la neutralisation du drainage minier acide. Cela fait en sorte que nous avons pu expliquer dans notre étude d’impacts (et notre plan de restauration) que nous n’aurons pas d’effluent acide pour la durée de l’exploitation et pour la fermeture à bien plus long terme. »
Jacqueline Leroux, ing. Vice-présidente, environnement et permis – Troilus