La série de conférences en hydrogéologie

RÉSUMÉ

La restauration des parcs à résidus miniers du Québec est un défi technologique considérable et l’emploi d’outils tels que les modèles numériques d’écoulement souterrain peut permettre de mieux comprendre les problématiques et les solutions à y apporter. Le cas du parc à résidus miniers Manitou, situé en Abitibi est un bon exemple de l’utilisation d’un tel modèle. En effet, cet empilement de résidus possède des caractéristiques qui favorisent la génération d’eau acide qui lixivie des métaux lourds et contamine ainsi les cours d’eau environnants. Une partie de la solution retenue pour restaurer le site consiste à recouvrir l’ensemble du parc d’une couche de résidus non générateurs d’acide et qui proviennent d’une autre mine. L’un des objectifs de ce recouvrement est de faire remonter le niveau de la nappe d’eau souterraine de manière à diminuer la consommation d’oxygène des résidus miniers acidogènes. L’utilisation d’un modèle d’écoulement a ainsi été prévue de façon à comprendre les mécanismes d’écoulement d’eau souterraine et pour aider à la conception du recouvrement en évaluant la remontée de la nappe.

Les étapes de construction du modèle sont d’abord l’élaboration d’une base de données provenant de forages, d’essais, de mesures de niveaux d’eau, de tranchées et d’affleurement rocheux. L’ensemble des travaux de terrain ayant été réalisés par le passé au cours de divers mandats. La seconde étape a consisté à créer par interpolation des couches représentant l’interface entre les unités identifiées, puis à superposer ces couches les unes au-dessus-des autres et enfin de représenter ces couches avec des profils géologiques 2D. Une fois que le modèle conceptuel a été considéré satisfaisant, un modèle numérique d’écoulement souterrain a été élaboré dans l’interface Visual MODFLOW. Ce modèle reprend les couches du modèle conceptuel, considère différentes zones de propriétés hydrogéologiques correspondant aux moyennes géométriques des données disponibles, assigne des conditions limites correspondant à l’infiltration des précipitations et au drainage de surface, ainsi qu’aux extensions latérales du domaine modélisé.

Une fois le modèle construit, il a été calibré en régime permanent sur des observations effectuées par le passé, puis la sensibilité des différents paramètres du modèle a été vérifiée. Une fois calibré, le modèle a été utilisé avec l’ajout d’une couche additionnelle correspondant au recouvrement par des résidus non acidogènes, selon trois variantes de conception possible. En examinant la surface de résidus générateurs d’acide recouverte par la remontée projetée de la nappe selon ces variantes, il a ainsi été possible d’identifier la solution permettant la plus grande couverture possible. Bien qu’il soit difficile de prédire de façon absolue la remontée de la nappe d’eau souterraine, l’utilisation du modèle a permis d’aider à choisir le mode de déposition à utiliser, en plus d’illustrer et de comprendre l’écoulement souterrain sur ce site.

RÉSUMÉ

Le stockage géologique du CO2 dans des aquifères salins profonds est envisagé pour la réduction des émissions de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Cependant, certains risques potentiels vis à vis des aquifères superficiels ont été invoqués en raison de fuites de CO2: migration de saumure, augmentations de pression. Une vue d’ensemble concernant l’impact potentiel sur les ressources superficielles en eau souterraine du stockage géologique du CO2 dans des aquifères salins profonds est présentée, identifiant des lacunes de connaissances pour lesquelles des opportunités de recherche originale sont proposées. Deux impacts principaux sont définis et discutés ci-dessous : l’impact direct dû à la migration verticale ascendante de la phase libre de CO2 vers les aquifères superficiels, et l’impact indirect lointain causé par le déplacement à grande échelle des eaux de formation induit par le CO2 injecté. Pour les impacts directs, les simulations numériques prévoient que la dissolution du CO2 dans les eaux souterraines peut réduire le pH et rendre mobile certains éléments trace; néanmoins, les concentrations sont rarement au dessus du seuil de potabilité. Pour les impacts indirects, les simulations numériques prévoient seulement des impacts mineurs, à l’exception de certains contextes géologiques spécifiques tels ceux comportant des roches de couvertures de forte perméabilité. En dépit d’importantes lacunes de connaissances, les impacts environnementaux potentiels du stockage géologique souterrain de CO2 dans des aquifères salins profonds, sur les nappes superficielles, apparaissent faibles. Toutefois beaucoup plus de travail est nécessaire pour évaluer les impacts spécifiques à chaque site.