Responsable : 
David Conciatori

Établissement : 
Université Laval

Année de concours : 
2021-2022

Partenariat

Ministère de l'Énergie et Ressources naturelles

Programme de recherche en partenariat sur le développement durable du secteur minier – II

1. Résumé du projet

La valorisation des déchets miniers avec ajout cimentaire contenant des brasques traitées se connecte avec une stratégie du Programme de recherche en partenariat sur le développement durable du secteur minier l’axe de recherche No 3 : « Économie d’énergie et gaz à effet de serre » et l’axe No 4 : « L’impact du développement minier sur l’environnement et sur les communautés ».

Au niveau aluminium, ce projet englobe l’importance stratégique de la deuxième orientation : « Prévenir et atténuer les impacts sur l’environnement » avec l’objectif No 5 de « Stimuler la recherche sur la valorisation des résidus miniers ». La valorisation des résidus est double dans cette étude, puisqu’elle réutilise les résidus d’extraction et également les brasques traitées provenant de résidus des fourneaux de transformation de l’aluminium et les résidus miniers. Ces brasques traitées sont produites au Québec, leur réutilisation locale a un bilan positif sur le développement durable.
La valorisation des déchets produits par l’exploitation minière occasionne des dépenses énergétiques importantes, lorsqu’il est incorporé dans les remblais en pâte cimentée du ciment Portland.

Objectifs

Il est proposé dans cette étude de remplacer et chiffrer les gains en consommation énergétique, et donc en production de gaz à effet de serre, en remplaçant une partie du liant (ciment Portland, ciment hydraulique, etc.). De plus, l’optimisation de la recette se fait sur des critères de fluidité du mélange pour le transport par pompage, sur la résistance mécanique, ses propriétés de résistance aux attaques de sulfates et de lixiviation et échanges ioniques. Toute cette optimisation a un impact environnemental (traitement et recyclage des produits miniers), sur l’eau (prédiction et prévention du drainage minier acide), sur la consommation de l’eau et sur la valorisation des résidus miniers provenant de l’ exploitation des minéraux du sous-sol québécois. La valorisation passe par les étapes suivantes d’optimisation une recette de remblais en pâte cimentée, d’obtention de la meilleure maniabilité (rhéologie), du lien entre les caractéristiques de la microstructure à la durabilité et d’élaboration d’une analyse de cycle de vie.

Résultats attendus et retombées escomptées

Les résultats attendus vont contribuer grandement à l’avancement des connaissances sur la réutilisation des remblais en pâte cimentée avec des brasques traitées comme matériaux durables. Le projet vise à identifier les conditions d’utilisation sécuritaires et optimisées des remblais en pâte cimentée dans le béton et à développer le savoir-faire nécessaire dans l’industrie. La caractérisation du matériau permettra d’émettre des recommandations sur l’utilisation adéquate du matériau. De façon plus spécifique, le projet de recherche vise à déterminer les conditions de mélange des remblais en pâte cimenté avec les brasques traitées qui mènent à une meilleure durabilité, dans une perspective d’économie de ressource naturelle et de réduction du CO2. Le recyclage des brasques traitées dans les remblais en pâte cimentée est une solution durable au recyclage des brasques traitées à l’échelle mondiale et contribue à la participation économique à l’échelle mondiale du secteur de l’aluminium et minier. Finalement, les empreintes globales laissées aux futures générations par le secteur de l’aluminium et minier seront diminuées dans une vision de développement durable.

2. Équipe de recherche

Équipe de recherche

NOM, PRÉNOM
INSTITUTION
NOM, PRÉNOM

Conciatori, David

INSTITUTION

Université Laval

NOM, PRÉNOM

Ouellet-Plamondon, Claudiane

INSTITUTION

École de technologie supérieure [ÉTS]

NOM, PRÉNOM

Sorelli, Luca

INSTITUTION

Université Laval

3. Appel de propositions

Le projet est d’une durée de 3 ans et le montant total octroyé est de 300 000 $.