Impact de la colonisation racinaire sur les propriétés hydrogéologiques d'une couverture monocouche avec nappe phréatique surélevée

La production du drainage minier acide (DMA) par les rejets miniers réactifs peut avoir des effets sur l’environnement. Depuis la fin des années 1980, l’industrie minière canadienne et les gouvernements ont investi considérablement pour trouver des solutions à ce défi environnemental. En restauration minière, la technique de la couverture monocouche avec nappe phréatique surélevée (CM_NPS) est l’une des techniques de recouvrement de type barrière à l’oxygène récemment mises au point pour contrôler la production du DMA. Le concept consiste à limiter le flux d’oxygène vers les résidus sulfureux réactifs en maintenant ces derniers à un haut degré de saturation, sous la nappe phréatique ou dans la zone vadose presque saturée. Les CM-NPS installées sur les sites miniers restaurés sont soumises à l’occupation naturelle ou artificielle par la végétation comme c’est le cas pour le site Manitou. Les racines de cette végétation peuvent modifier les propriétés hydro géotechniques des matériaux de recouvrement et leur bilan hydrique, ce qui peut affecter leur performance et potentiellement leur capacité à contrôler l’oxydation des résidus réactifs sous-jacents. Par conséquent, dans cette étude, l’objectif principal est d’évaluer l’effet de la colonisation racinaire sur la conductivité hydraulique saturée d’une CM-NPS constituée de résidus recyclés non réactifs, sous deux types de végétation : herbacées (H) et Saule (Salix sp.) avec herbacées (SH). Les objectifs spécifiques consistent à (i) Caractériser le profil des matériaux de recouvrement (résidus Goldex) en termes de colonisation racinaire et de propriétés géotechniques (granulométrie, porosité, densité relative des grains solides); (ii) Comparer les caractéristiques morphologiques des racines et les propriétés hydrogéologiques sous deux types de végétation et (iii) Relier les caractéristiques morphologiques des racines à la conductivité hydraulique saturée du matériau de recouvrement. \nL’approche méthodologique est basée sur une approche de terrain et de laboratoire. Les travaux de terrain ont eu lieu en été 2021 sur le parc 2 (restauré par la technique CM-NPS) du site minier de Manitou, Canada, Québec. La caractérisation de la couverture monocouche en termes de recouvrement par la végétation (méthode des points de contact) et de colonisation racinaire (profil d’occurrence et de densité, profondeur maximale) a été réalisée respectivement sur un quadrat d’1 m2 et dans des tranchées in situ (1 m x 1 m x 1 m). Des tests d’infiltration in situ sur dix (10) stations de trois types (H, SH et stations témoins sans végétation TSV) et des tests de perméabilité en laboratoire sur dix-neuf (19) carottes non perturbées prélevées à la pelle mécanique in situ, ont été réalisés en vue d’obtenir la ksat. Le profil des propriétés géotechniques a été réalisé par échantillonnage à 5 niveaux de profondeur sur toutes les stations (25). Les analyses granulométriques par diffraction laser portant sur les échantillons ont permis de caractériser chaque profil en termes de strate granulométrique. Enfin, l’analyse des paramètres racinaires par imagerie (densité de longueur des racines RLD, densité de volume racinaire RVD, densité de masse des racines RMD et diamètre moyen des racines) avec WinRhizo sur 19 carottes non remaniées a été effectuée après lavage au tamis, tri et numérisation des racines. \nLe taux de couverture par la végétation herbacée trouvé est de 100% avec une \nprédominance des Poaceae (plus de 80%) dans les stations H et SH. Dans les deux cas la colonisation racinaire de la monocouche a diminué avec la profondeur et 90% de la présence des racines se concentre sur les premiers 30 cm de la surface. La profondeur maximale moyenne d’enracinement a été de 28 cm, avec un maximum de 40 cm pour la végétation étudiée. La moyenne de RLD reste légèrement inférieure dans les stations herbacées avec saule (SH) par rapport à celles herbacées (H). Cependant, les valeurs des paramètres RMD, RVD et le diamètre moyen des racines étaient supérieures dans les stations SH. Dans les trois cas, les valeurs moyennes de ksat mesurées sont du même ordre de grandeur 10-5 cm/s. \nCette étude de caractérisation de la colonisation racinaire sur une CM-NPS est la première de ce type portant sur cette méthode de remise en état. Douze ans après la construction, la colonisation racinaire n’a pas eu d’effet significatif sur la conductivité hydraulique saturée de la monocouche sous les deux types de végétation. L’augmentation des valeurs des paramètres racinaires comme le diamètre sous les stations SH est liée à la présence de saules et peut augmenter avec le temps et la succession forestière. Par conséquent, il est recommandé de poursuivre la surveillance de l’effet de la végétation sur la conductivité hydraulique sur le long terme.

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