Evolution de la qualité de l’eau dans les mines abandonnées du bassin ferrifère lorrain. De

Lorsque le pH est proche du neutre (5

Corrélation entre la conductivité électrique de la solution et la somme des concentrations en cations. Définition de la composition chimique de l'eau (en mol/l) et des gaz (pression partielle en atm.). Evolution de la composition chimique de l'eau (en mol/l) et des gaz (pression partielle en atm.).

Evolution de la conductivité électrique lors de l'immersion d'un échantillon d'intercalaire marbré dans l'eau du Dogger. Evolution de la conductivité électrique lors des expériences de lixiviation sur colonne (t=0 au début de la lixiviation). Quantité d'éléments extractibles en fonction de la quantité totale d'éléments dans la roche (échelles logarithmiques).

Les réactions chimiques de ce modèle permettent ainsi d'expliquer l'évolution de la chimie de l'eau lorsqu'elle entre en contact avec les intercalaires marneux du BFL (Fig. 4.6). Les fortes concentrations de SO4 et de Ca résultent donc de la dissolution du gypse. Ce minéral est issu des réactions d'oxydation de la pyrite et de dissolution des carbonates lors de l'ouverture de la mine.

La dissolution de la sidérite et de la pyrite est limitée par la concentration en oxygène dissous. Les échanges de cations à la surface des oxyhydroxydes de fer et/ou de la matière organique contrôleraient les concentrations de Na, Mg, K et Ca, et fourniraient également un tampon de pH. L'augmentation de la concentration en ions Ca++ associée à la dissolution du gypse entraînerait donc indirectement une dissolution des ions Na+, Mg++ et K+.

Les ions Na + , Mg ++ et K + auraient été initialement libérés par les lentes dissolutions respectivement de l'albite, du clinochlore et du microcline et de l'illite, favorisées par la baisse locale du pH lors de l'oxydation de la pyrite ( Dagallier et Demassieux, 1992 ). La concentration en Si est essentiellement contrôlée par les réactions de dissolution de la calcédoine, de précipitation de la kaolinite et de dissolution/précipitation du quartz. La célestite se serait formée, comme le gypse, lors de l'exploitation minière par oxydation de la pyrite et dissolution de carbonates riches en Sr de type solution solide.

En exploitant les données dont nous disposons, il est possible de créer un modèle général simulant l'évolution de la concentration de l'eau du Dogger en contact avec les roches du Bassin de Briey. Bien que leur minéralogie les classe comme intercalaires marneux, les échantillons du toit de la couche brune ne sont pas représentatifs de ces roches. Sur la base de la composition minéralogique estimée des 12 échantillons du Bassin Nord, une composition minéralogique moyenne peut être calculée pour les crassines, les toits de marne et les bancs transversaux.

De la même manière, les valeurs moyennes des coefficients « a » peuvent être estimées pour les trois groupes d'échantillons (tableau 4.15). Pour tenir compte de la répartition des concentrations au sein d'un même groupe de roches, une « enveloppe » de concentrations moyennes simulées doit être définie. Evolution de la concentration de SO4 dans l'eau lors du rinçage de la colonne d'un échantillon croisé après 15 jours ou 37 jours en système fermé et comparaison avec les résultats expérimentaux.

Des expériences en laboratoire ont permis de définir les réactions chimiques pouvant expliquer l'évolution de la qualité de l'eau au contact des roches du nord du Bassin de Briey. L'évolution de la qualité de l'eau au point de débordement du Bassin Sud est donc connue1 et le volume d'eau du Bassin Sud peut être estimé à 230 millions de m3. Les seules données minéralogiques dont nous disposons sont celles de la littérature et des échantillons prélevés dans le Bassin Nord.

5 − Application : Simulation de l'évolution des concentrations dans les eaux du Bassin Sud Briey Dans les zones de galeries l'eau sera en contact avec la semelle, le toit de la couche et le minerai au niveau des piliers. 5 − Application : Simulation de l'évolution des concentrations dans l'eau du Bassin Sud de Briey A partir des concentrations maximales et minimales calculées dans chacun des mélangeurs, sont déterminées les concentrations maximales et minimales pour l'entité qu'est le Bassin Sud représenté, à partir de de la même manière que pour les concentrations simulées. Les secteurs Z1 et Z2 définissent les zones du Bassin Sud exploitées mais situées au-dessus du déversoir du réservoir minier.

L'eau occupant les vides laissés par l'exploitation minière est supposée répartir le volume total d'eau du Bassin Sud selon ce pourcentage de la surface totale exploitée. Résultat de la simulation sur cinq entités du bassin Sud : évolution des concentrations dans le tunnel de Moyeuvre. L’approche du mélangeur parfait l’affranchit de toute notion de spatialisation de la qualité de l’eau à travers un secteur.

Une mauvaise étanchéité de la maçonnerie peut entraîner un mélange local dans la fosse lors de fortes pluies. Leur objectif est de représenter l'évolution des concentrations dans le bassin sud de Briey, inondé depuis 1995 et où plusieurs points de suivi de la qualité des eaux sont disponibles. La modélisation du bassin Sud comme une entité unique de trois mélangeurs en parallèle peut surprendre, mais elle permet néanmoins une bonne représentation de l'évolution de la qualité de l'eau au point de débordement du bassin minier.

Le modèle peut alors être utilisé comme outil prédictif pour déterminer l’évolution de la qualité de l’eau depuis le point de débordement jusqu’à long terme. De plus, ce modèle offre des perspectives pour déterminer, après calage au cours des premières années de débordement, l'évolution future de la qualité de l'eau au point de débordement. Exemple du bassin aurifère du Witwatersrand (Afrique du Sud). 2000) - Simulation de l'évolution de la concentration en sulfates dans les eaux de la mine de fer du Saizerais (Lorraine).

Schéma du dispositif d'étude de la stratification verticale de l'eau en système fermé 65 Figure 2.10. Evolution de la concentration de SO4 dans l'eau lors du lavage de l'échantillon dans la colonne.