Analyse de cycle de vie de la stabilisation cimentaire des résidus miniers employée comme méthode de restauration des sites miniers

Adrion, Inès (2026). Analyse de cycle de vie de la stabilisation cimentaire des résidus miniers employée comme méthode de restauration des sites miniers. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Le drainage minier acide (DMA) est un sujet central de la gestion des parcs à résidus miniers, particulièrement en cas de restauration. La S/S, solidification/stabilisation de la couche supérieure des parcs à résidus, pourrait devenir une méthode de restauration minière intéressante par le recouvrement alcalin stabilisant et à faible perméabilité qu’elle constitue. Au-delà des critères techniques de performance et de longévité, l’impact environnemental d’un tel processus peut être questionné. Ce travail présente une analyse de cycle de vie (ACV) de la stabilisation cimentaire utilisée dans le cadre de la restauration de parcs à résidus miniers.

Des scénarios selon différents mélanges cimentés ont été évalués (general use limestone cement GUL et ciments à base de laitier de haut fourneau) et sur la référence de quatre sites miniers québécois. Les inventaires d’émission comprennent également les rejets potentiels de contaminants vers le milieu naturel, établis sur les analyses ICP-AES des résidus et TCLP avant et après stabilisation.

Il en résulte que réduire la quantité de clinker utilisée (dans le ciment) est le levier le plus déterminant pour réduire les impacts sur les changements climatiques de cette méthode. La stabilisation cimentaire, si ajoutée au cycle minier en totalité, ne pourrait représenter qu’une augmentation de quelques pourcents, voire centièmes de pourcents, à l’impact carbone des métaux. Concernant l’écotoxicité en eau douce, l’incertitude et la variabilité des résultats selon les différentes méthodes d’impact empêchent des conclusions concernant les hiérarchies d’impact ou les éléments contributeurs. Il n’a pas été possible de confirmer l’efficacité de la S/S sur les résidus miniers d’un point de vue de l’écotoxicité en raison des différentes incertitudes. En effet, des inconnues subsistent quant au comportement des résidus sous la couche de stabilisation, que seuls des essais sur le terrain permettront d’éliminer.

Titre traduit

Life cycle assessment of cement-based stabilization of mine tailings as a method for mine site remediation

Résumé traduit

Acid mine drainage (AMD) is a key issue in the management of mine tailings, particularly in the context of reclamation. Solidification/stabilization of the top layer of tailings ponds could become a promising method for mine reclamation due to the low-permeability alkaline cover it provides. Beyond technical criteria related to performance and durability, the environmental impact of such a process should be investigated. This study presents a life cycle assessment (LCA) of cement stabilization used in the restoration of mine tailings ponds.

Scenarios involving various cement blends were evaluated (general use limestone cement GUL and blast furnace slag-based cements) and compared to baseline data from four mining sites in Quebec. The emission inventories also include potential releases of contaminants into the natural environment, determined based on ICP-AES analyses of the tailings and TCLP tests conducted before and after stabilization.

The study shows that reducing the amount of clinker used (in cement) is the most effective way to mitigate this method’s impact on climate change. If cement stabilization of tailing ponds were fully integrated into the mining cycle, it would likely increase the carbon footprint of metals by a only few percentage points—or even hundredths of a percentage point. Regarding freshwater ecotoxicity, the uncertainty of transfer of laboratory tests to field, and the variability of results across different assessment methods, preclude an evaluation of the effectiveness of S/S on mine tailings from an ecotoxicity perspective. In particular, there are still unknowns regarding the behavior of the tailings beneath the stabilization layer, which can only be resolved through field tests.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise avec mémoire en génie de l'environnement". Comprend des références bibliographiques (pages 209-235).
Mots-clés libres:	analyse de cycle de vie, ACV, impacts environnementaux, solidification/stabilisation S/S, ciment GUL, GGBFS, résidus miniers, restauration minière
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur(-trice) Henderson, Andrew
Codirecteur:	Codirecteur(-trice) de mémoire/thèse Demers, Isabelle
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie de l'environnement
Date de dépôt:	12 août 2026 19:40
Dernière modification:	12 août 2026 19:40
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/4060

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