Sommaires des rapports de recherche 2003–2004
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RSP-0164 – Rapport sur la dosimétrie externe effectuée durant des expositions au rayonnement non uniformes
Dans certains milieux, le rayonnement ionisant reçu par les travailleurs sous rayonnement peut être limité à certaines parties de leur corps. Dans ces situations, il est habituellement insuffisant de porter qu’un seul dosimètre. Si un travailleur porte deux dosimètres ou plus, on peut s’interroger sur quels sont les meilleurs points où ils devraient être portés et comment devrait on interpréter l’ensemble des mesures résultantes, afin d’obtenir des doses qui peuvent être comparées avec les limites de dose réglementaires. Dans ce document, nous abordons les questions relatives aux expositions professionnelles non uniformes, lorsque le torse peut ne pas être exposé uniformément et lorsque les extrémités, c’est-à-dire les mains et les pieds, pourraient recevoir des doses supérieures à celles reçues par le torse, où habituellement le dosimètre est porté.
Ce rapport a été produit par le groupe de travail sur la dosimétrie externe de la CCSN. Ce groupe de travail est formé de scientifiques canadiens provenant de l’industrie nucléaire, des services de dosimétrie externe et de ministères fédéraux. Tous ses membres sont des experts de la dosimétrie externe.
RSP-0164-1 – Rapport sur la dosimétrie des neutrons effectuée au Canada
Au Canada, les doses professionnelles externes de sources de rayonnement ionisant très pénétrant proviennent de l’exposition aux photons (rayons gamma et X) et aux neutrons. Puisque les neutrons n’interagissent pas avec la matière de la même manière que les photons, on doit porter différents types de dosimètres pour ces différents rayonnements. En outre, l’énergie des neutrons est un facteur important dans le choix du meilleur type de dosimètre à neutrons que l’on devrait utiliser pour mesurer la dose reçue. Dans ce rapport, nous examinons cette question afin d’aider les organisations dont le personnel est exposé à des doses professionnelles de neutrons, dans divers milieux de travail, et à choisir la meilleure méthode de dosimétrie de neutrons.
Ce rapport a été produit par le groupe de travail sur la dosimétrie externe de la CCSN. Ce groupe de travail est formé de scientifiques canadiens provenant du secteur nucléaire, des services de dosimétrie externe et de ministères fédéraux. Tous ses membres sont des experts de la dosimétrie externe.
RSP-0165 – Uranium Intake – Méthodes d’estimation de la dose
Étant donné la faible limite annuelle d’incorporation (LAI) et les émissions peu abondantes de rayons bêta et gamma énergtiques par les isotopes d’uranium naturel, il est possible que, dans certaines situations, le biodosage individuel ne soit pas assez sensible pour détecter l’incorporation. Pour contrer ces limitations, nous présentons deux méthodes d’estimation de la dose effective engagée résultant de l’exposition professionnelle à l’uranium, que nous proposons aux usines de concentrations d’uranium (après l’extraction de l’uranium du minerai et sa transformation en concentré d’oxyde jaune), aux usines de traitement et aux installations de fabrication de combustibles. Dans ce rapport, nous décrivons ces méthodes : la surveillance de l’air et le comptage pulmonaire de groupe. Nous ne discutons pas de l’évaluation des doses par l’analyse d’urine. Nous examinons également l’utilité de ces deux méthodes et de leurs limites.
Ce rapport a été produit par le groupe de travail sur la dosimétrie interne de la CCSN, sous l’égide du programme de recherche à l’appui de la réglementation de la CCSN.
RSP-0166 – Simulation de l’expérience FEBEX comme cas type pour DECOVALEX III
Dans ce rapport final, nous présentons les trois phases du travail effectué dans le cadre du projet de la CCSN, issu de sa participation au projet DECOVALEX III lui-même associé à l’expérience FEBEX. Ce rapport final comprend quatre rapports différents : (i) la documentation et l’étalonnage du programme FRACON élaboré par le personnel de recherche et de génie de la CCSN et conçu pour l’étude de la réponse thermo-hydro-mécanique des matériaux saturés de liquide; (ii) le développement du programme FRACON par l’addition du concept d’espace d’états afin d’inclure la réaction mécanique des matériaux bentoniques après l’absorption d’humidité, et la mise au point du programme FRACON 3D-UNSAT; (iii) l’étalonnage du programme FRACON 3D-UNSAT, à l’aide de données expérimentales et la modélisation de la réaction de la bentonite tirées de l’expérience FEBEX; (iv) l’utilisation du programme FRACON 3D-UNSAT pour modéliser de la réaction de la masse rocheuse. On peut lire indépendamment les quatre rapports contenus dans les annexes, chacun contient une mise en contexte, des développements théoriques, des résultats de calculs et une conclusion.
Les programmes FRACON et FRACON 3D-UNSAT sont la propriété de la CCSN. Ils ne peuvent être utilisés que par le personnel autorisé en vertu d’accords écrits. Le programme FRACON 3D-UNSAT ne peut être copié, modifié, distribué sous quelque forme que ce soit ou utilisé aux fins d’évaluation, sans le consentement écrit exprès de la CCSN.
RSP-0167 – Plan proposé pour l’analyse d’échelle
Nous proposons une ébauche de l’analyse de mise à l’échelle qui facilitera la fermeture du dossier générique 00G01 de la CCSN. Ce dossier générique vise à résoudre les problèmes relatifs à la prédiction de la cavitation et des taux de cavitation dans des canaux de combustible individuels, pendant la dépressurisation, lors de la première phase d’un accident de perte importante de réfrigérant primaire (APIRP) dans les réacteurs CANDU. Pendant la phase initiale, la vaporisation instantanée et le chauffage déclenchent la cavitation du réfrigérant et, à cause de l’amplification de la réactivité positive, un pic de puissance de la fission.
L’analyse de mise à l’échelle doit cerner les critères de mise à l’échelle (groupes de mise à l’échelle sans dimension) du phénomène de cavitation rapide des canaux et établir s’il existe une similitude physique entre les réacteurs grandeur nature et les installations d’essai de taille réduite que l’on pourra utiliser pour valider les programmes d’analyse de la sûreté. Si l’on découvrait que la similitude n’est pas suffisante, on devrait conclure que les données expérimentales obtenues avec ces installations d’essai ne sont pas représentatives des phénomènes dans un réacteur grandeur nature et, donc, ne peuvent pas servir à valider les programmes d’analyse de sûreté.
RSP-0168 – Examen de la limite de couverture dans la Loi sur la responsabilité nucléaire du Canada – Phase II
La Loi sur la responsabilité nucléaire (LRN) [1] du Canada limite la responsabilité
des opérateurs de réacteurs nucléaires au Canada aux premiers 75 millions de dollars pour tout
dommage hors site causé par un accident. Le gouvernement du Canada a décidé d’augmenter
cette limite afin de l’aligner sur les tendances internationales.
La nouvelle limite de la LRN reposera en partie sur la prévision de coûts hors site plus
élevés pour toute une gamme d’accidents à l’étude relativement aux centrales
nucléaires. En préparation de cette modification, la CCSN a commandé la présente
étude sur l’estimation des coûts des accidents de dimensionnement à survenir aux centrales
nucléaires canadiennes à une seule tranche et à plusieurs tranches CANDU.
La portée de ce projet est limitée à l’évaluation des éléments de coûts tangibles sélectionnés pour des scénarios d’accidents représentatifs et des conditions d’accidents afin de pouvoir réaliser une évaluation illustrée des éléments matériels possibles. La portée ne couvre pas l’évaluation complète de toutes les conditions au moment de l’accident concevable ni toutes les possibilités en termes de paramètres qui peuvent avoir une incidence sur les coûts.
Cette étude est une première étape en vue de comprendre, de quantifier et de consigner l’impact de divers paramètres sur les coûts possibles d’un accident nucléaire. En ce sens, l’analyse présentée tient uniquement compte des accidents de dimensionnement. Les accidents graves ont été exclus, pour le moment, de la portée de cette étude.
RSP-0169 – Examen de l’évaluation de l’état des générateurs de vapeur et des préchauffeurs de Bruce-A et plan de gestion du cycle de vie pour le projet de recherche; évaluation de l’état et gestion du cycle de vie des générateurs de vapeur vieillissants
Le projet consistait à examiner, pour la CCSN, un groupe de documents produits par Bruce Power et, à partir de cet examen, à présenter des opinions d’expert sur une série de questions liées à l’évaluation de la condition et la gestion du cycle de vie des générateurs de vapeur et des préchauffeurs des tranches 3 et 4 de Bruce. Les documents de Bruce Power à examiner ont été déterminés dans le contrat et sont énumérés à la section 6 du présent rapport. Les questions à traiter sont énumérées dans les sections subséquentes du rapport, avec les réponses détaillées de DEI. Après la production de l’ébauche du document, Bruce Power a répondu à certaines questions préliminaires (référence i). On a tenu compte de ses réponses dans le rapport final. De plus, Bruce Power a fourni des commentaires écrits sur l’ébauche du rapport (référence ii); la CCSN en a discuté plus en profondeur lors d’une réunion tenue le 15 octobre 2003. La version finale du rapport tient compte de ces commentaires, qui portent sur des renseignements descriptifs concernant les matériaux des générateurs de vapeur, leur fabrication et leur inspection. Cependant, le rapport ne donne pas suite aux commentaires et aux plans de Bruce Power concernant les évaluations futures de l’exploitation ni son fondement selon lequel des échantillons de stratégies d’inspection sont appropriées, car ce sujet dépasse la portée de la tâche de DEI.
RSP-0170 – Comptes rendus de l’atelier sur les perspectives de gestion à long terme des mines d’uranium inactives
L’atelier sur les perspectives de gestion à long terme des mines d’uranium inoccupées a eu
lieu du 6 au 9 octobre 2003, à Peterborough, en Ontario. Cet atelier était le dernier de trois
ateliers réalisés par la CCSN sur ce thème général. Les deux premiers ateliers
ont eu lieu en juin 2001 et en septembre 2002, respectivement. Ils portaient sur les engagements des organismes
gouvernementaux relativement à l’octroi de permis et sur des sujets pratiques (questions techniques)
pour les titulaires de permis et les promoteurs.
Le premier atelier concernait uniquement les ministres gouvernementaux participant aux travaux de remise en
état des mines d’uranium historiques tandis que le second atelier regroupait un échantillon plus
vaste de parties intéressées, y compris des titulaires de permis et des promoteurs des secteurs public
et privé.
Le troisième atelier portait sur bon nombre de questions non résolues concernant les attentes à
long terme des organismes de réglementation en ce qui a trait aux mines d’uranium historiques. Il
regroupait d’autres organismes de réglementation, notamment :
- Environnement Canada
- Santé Canada
- Pêches et Océans Canada
- ministère de l’Environnement de l’Ontario
- ministère du Développement du Nord et des Mines de l’Ontario
- ministère de l’Environnement de la Saskatchewan
Pendant cet atelier, la CCSN présentait des idées sur les contrôles institutionnels, la surveillance et la gestion à long terme, les assurances financières et d’autres concepts qui nécessitent des engagements multilatéraux.
RSP-0171 – Évaluation des doses de rayonnement associées à l’utilisation de dispositifs lumineux au radium dans un véhicule civil ou militaire dans la communauté civile suite à l’utilisation de véhicules – de musée et de collection
On a commencé à utiliser le radium dans les articles militaires ou de consommation courante bien avant
que le Canada ne réglemente les substances nucléaires. Notamment, du début des années
1900 à la fin des années 1960, on a utilisé le radium pour fabriquer de la peinture
luminescente. Cette peinture a été largement appliquée dans des composantes d’avion. On
peut également trouver des dispositifs comportant de la peinture luminescente au radium dans divers articles
destinés à l’armée, notamment les véhicules, les chars, les pièces
d’artillerie et les radios.
Depuis l’entrée en vigueur de la
Loi sur la sûreté et la réglementation nucléaires, plusieurs exigences
réglementaires limitent la possession et l’utilisation d’appareils contenant de la peinture
luminescente au radium. En vertu de ces règlements, il est obligatoire de détenir un permis de la CCSN
si l’on possède plus de dix dispositifs contenant du radium luminescent. Afin de permettre des travaux
de recherche et de formuler la vision de la réglementation, la Commission toutefois a accordé une
dérogation pour la possession simple de plus de dix dispositifs.
Le travail présenté dans ce rapport avait comme objectif d’établir l’ampleur de la possession et la distribution de dispositifs contenant du radium luminescent par les organismes relevant du domaine public : dans les aéronefs en exploitation, les expositions statiques, les musées, les collections, les locaux de la Légion royale canadienne et autres lieux. En particulier, le projet comportait la mesure des doses de rayonnement et l’évaluation de scénarios propres au personnel et aux visiteurs des musées, au personnel préposé aux activités de remise à neuf ou de restauration (excluant la réparation d’instruments), aux équipes de pilotage ou d’entretien d’aéronefs en exploitation, ou aux exploitants ou restaurateurs d’autres véhicules.
Nous avons visité 24 musées, installations de formation et centres d’exploitation de lignes aériennes commerciales afin de collecter nos données d’échantillonnage. Nous avons mesuré au contact le rayonnement de 337 dispositifs contenant du radium luminescent. Nous avons, en outre, mesuré les débits de doses reçues par les occupants des sièges de pilote et de copilote, à partir desquels nous avons établi des scénarios d’absorption de doses par l’équipage de l’appareil, les équipes d’entretien, les équipes de musées et les membres du grand public à proximité des cadrans et appareils des avions. Nous avons également mesuré les locaux où sont entreposés des instruments au radium luminescent.
Ce rapport présente nos recommandations et commentaires tirés de notre étude.
RSP-0172 – Pratiques réglementaires internationales en matière de qualification de la conception du combustible
Nous avons préparé ce rapport en vertu avec les articles de convention entre la CCSN [280, rue Slater, C.P. 1046, succursale B, Ottawa (Ontario), K1P 5S9, Canada] et Davies Associates Incorporated [1309 Query Mill Road, Gaithersburg, MD 20878, USA]. Le contrat était intitulé « International Regulatory Practices in Fuel Design Qualification » (Pratiques réglementaires internationales pour la qualification des conceptions du combustible) [trad.] et porte le numéro 87055-02-0259.
Tâches à réaliser
- Relever la documentation publiquement disponible relativement au processus d’examen et d’approbation du combustible, tel que les documents produits par l’AIEA, l’AEN et d’autres organisations nucléaires nationales et internationales.
- Réaliser une enquête sur les pratiques d’approbation de la nouvelle conception du combustible employées dans d’autres pays qui exploitent des centrales nucléaires. Cette enquête comprendrait un aperçu des aspects suivants :
- a) les procédures utilisées par les services publics et (ou) les concepteurs de combustible afin d’entamer un examen réglementaire de la nouvelle conception du combustible
- b) le plan d’examen de la conception du combustible de l’organisme de réglementation (objectifs, domaines examinés, documentation exigée, critères d’acceptation, etc.)
- Revoir les pratiques passées de la CCSN (CCEA) concernant l’approbation des nouvelles conceptions de combustible.
- Recommander un plan d’examen de la conception du combustible qui décrit les exigences réglementaires canadiennes auxquelles une nouvelle conception de combustible doit répondre afin que son utilisation soit permise dans les réacteurs de puissance.
Les résultats de notre étude de ces quatre tâches sont résumés aux chapitres 1 4 du présent rapport.
RSP-0173 – Caractérisation des sites sur le trajet de transport du Nord (TTN) assujettis à des contrôles institutionnels
La Commission de contrôle de l’énergie atomique (CCEA) [remplacée par la CCSN] connaît depuis 1992 l’existence d’environ 30 sites potentiellement contaminés par le transport du minerai d’uranium de la mine de Port Radium (Territoires du Nord-Ouest) jusqu’à la tête de ligne Fort McMurray (Alberta). Les sites sont situés dans des régions habitées et, pendant dix ans, ont été restaurés, les permis nécessaires ayant été délivrés. L’entrée en vigueur de la Loi sur la sûreté et la réglementation nucléaires (LSRN) s’est traduite par l’imposition d’une forme de contrôle réglementaire pour douze de ces sites. Tous ces sites sont situés le long de la Grande rivière de l’Ours par laquelle le grand lac de l’Ours se déverse dans le fleuve Mackenzie. Les informations détenues par le personnel de la CCSN relativement aux contrôles dans ces régions éloignées révèlent que certains des sites présentaient un niveau de rayonnement gamma élevé. Étant donné les risques que l’aménagement de ces sites pourrait faire subir à la santé publique, le personnel de la CCSN a mis en vigueur des contrôles institutionnels qui exigent la coopération d’autres organismes fédéraux, ainsi que de collectivités des Premières Nations. Ces activités ont été signalées à la Commission dans le document CMD 01 M78, laquelle a délivré un formulaire d’exemption autorisant la possession, la gestion et l’entreposage de substances nucléaires dans ces sites. L’obligation pour le personnel de la CCSN de faire rapport sur l’état du site tous les cinq ans fait partie des conditions d’émission de cette exemption.
Dans ce document, nous présentons le programme entrepris pour rassembler les informations de caractérisation nécessaires pour s’acquitter de l’obligation de faire rapport et de rendre publiques ces informations.
RSP-0174 – Examen global de l’efficacité de la gestion des stériles et pratiques de déclassement
La gestion des stériles produits par les exploitations minières constitue l’une des grandes difficultés auxquelles est confrontée l’industrie, notamment dans le cadre des normes de plus en plus sévères visant la protection de l’environnement. Les prévisions des effets futurs des roches de mine sur la qualité des eaux avoisinantes restent incertaines. Ces incertitudes relatives aux effets potentiels à venir constituent une difficulté pour les exploitants des mines, tout comme pour les organismes de contrôle responsables de l’approbation des pratiques de gestion des roches de mine et de l’application des lois de protection de l’environnement. On trouvera dans ce rapport un aperçu des méthodologies et des pratiques actuellement utilisées pour prédire le comportement des roches de mine et assurer leur gestion.
Le principal objectif de ce rapport d’enquête était de comparer les méthodologies ou les processus, et possiblement les méthodes, utilisés pour la gestion des roches de mine laissées par l’extraction d’uranium (ou d’autres métaux) au Canada avec celles utilisées dans d’autres pays. Cette étude est centrée sur les aspects environnementaux, notamment les effets sur la qualité de l’air et de l’eau, ainsi que la protection des personnes et du milieu naturel. Nous ne nous sommes pas penchés sur les préoccupations de nature physique, par exemple la stabilité ou les pentes. Pour suppléer l’expérience nord-américaine, nous avons sollicité des contributions de l’Australie, de l’Allemagne, de la Russie et de l’Afrique du Sud et les avons incorporées à cette étude. Nous disposions de suffisamment d’information pour comparer, à un niveau global, les similitudes et les différences des méthodologies utilisées pour la gestion des roches de mine et l’émission des permis connexes.
De façon générale, les questions environnementales liées aux roches des mines proviennent du fait que l’extraction d’uranium et d’autres types de minerai retirent des pierres de régions où elles étaient antérieurement isolées des phénomènes de météorisation et de la plupart des processus biologiques. On casse la roche de mine, ce qui augmente les surfaces de réaction lorsqu’elles sont placées dans un milieu où elles subissent une intense altération atmosphérique. Cette fragmentation augmente les vitesses de météorisation et d’émission d’éléments traces et de radionucléides dans les milieux avoisinants. L’augmentation corrélative des taux d’émission pourra engendrer des préoccupations inacceptables relatives à l’environnement et à la santé publique.
Il est évident qu’il existe plusieurs méthodologies pour l’évaluation des roches de mine, centrées sur la qualité de l’eau. L’une d’elles, en passe de devenir un thème dominant, repose sur l’évaluation des taux de rejet des roches et du transport subséquent des substances dans les milieux environnants, jusqu’à leur dépôt dans le milieu de réception, pour lequel on pourra estimer les concentrations résultantes. Selon cette méthodologie, si l’on prévoit le rejet d’importantes quantités de polluants, on devra estimer les taux de rejet par les roches qui servent à établir si, ou comment, les charges chimiques peuvent être modifiées avant leur collecte dans le milieu récepteur. En général, avec cette méthodologie, les plus grandes incertitudes sur les résultats prédits proviennent de l’estimation des taux d’émission, auxquels s’ajoutent les incertitudes associées aux modifications dues aux réactions chimiques pendant l’écoulement des substances au travers du milieu avoisinant, destination du milieu récepteur. Une grande partie des travaux associés à l’évaluation des roches de mine a été centrée sur les méthodes et les procédures permettant de déterminer la réactivité des roches de mine et de leur potentiel d’émission de métaux et autres produits chimiques potentiellement nuisibles, notamment les acides.
On utilise un ensemble considérable de méthodes et de procédures d’essai pour étudier les roches de mine. On peut les diviser généralement en grandes catégories : les essais statiques (et autres caractérisations de produits chimiques), les essais cinétiques (pour étudier la production d’acide et les taux d’émission des produits chimiques potentiellement nuisibles) et la modélisation (dans ce rapport, tout calcul servant à estimer les répercussions en fonction du temps, pour des projets d’installations de gestion des roches de mine à échelle réelle). Une des difficultés techniques les plus importantes que l’on a rencontrées est la mise à l’échelle des données de laboratoire pour les piles de stockage de roches de mine ou autres dépôts de roches. En général, on utilise des modèles pour cette mise à l’échelle, or, il n’existe pas de consensus sur une méthodologie commune de modélisation, ainsi, on poursuit les recherches sur plusieurs de ces modèles. La plupart des modèles utilisés par les praticiens sont des combinaisons de données empiriques et de modèles plus élaborés ou des calculs sur chiffrier permettant d’évaluer sur une longue période la qualité des eaux soumises aux effets des installations de gestion de roches de mine.
On peut obtenir certaines généralisations à partir des perspectives des divers pays étudiés dans ce rapport. Tous ces pays ont une longue histoire minière, bien que l’extraction d’uranium au Canada, en Allemagne et en Russie ne remonte qu’aux années 1940 et, en Australie, aux années 1970. On n’a pas extrait d’uranium d’Afrique du Sud, cependant l’uranium associé aux dépôts d’or a une origine analogue à celle des dépôts d’uranium de la région d’Elliot Lake au Canada.
Dans la plupart de ces pays, les règlements relatifs à l’extraction d’uranium sont récemment entrés en vigueur. Ils ont comme thème commun la protection des personnes de doses excessives de rayonnement, et considèrent généralement les émissions de poussière et de radon ainsi que les rejets dans l’eau. La plupart de ces règlements contiennent des critères relatifs à la qualité de l’air et de l’eau, afin de préserver les milieux naturels de la toxicité due aux produits chimiques et aux substances radioactives.
Au cours des dernières décennies du siècle dernier, tous les pays ont recentré leur gestion des roches de mine, passant des questions de stabilité physique et de protection radiologique de l’exposition directe, aux problèmes relatifs à la chimie et à l’environnement. Hormis la Russie, confrontée dans les années 1990 à une réorganisation sociale majeure, les pays utilisent des méthodologies analogues pour évaluer les roches de mine en vue de la planification et de l’émission de permis. La reconnaissance de l’existence du drainage acide et la lixiviation causée par l’oxydation des minerais sulfurés présents dans les piles de roches de mine ont fait des problèmes de la qualité de l’eau s’écoulant des roches, la première préoccupation en gestion des roches.
Un autre thème commun à plusieurs pays est la rareté, voire l’absence de sites miniers complètement récupérés et fermés (mines d’uranium ou d’autres métaux caractérisés par d’autres problèmes environnementaux), qui ont été retournés sous l’autorité de leur gouvernement respectif. Seule l’Allemagne a entrepris des travaux importants de restauration à grande échelle, conséquence de la réunification du début des années 1990 et de l’héritage de l’extraction de l’uranium par l’ancienne Allemagne de l’Est, caractérisée par la présence de plusieurs exploitations proches de régions habitées. L’engagement de plus de six milliards d’euros par le gouvernement fédéral allemand et la création d’un organisme de restauration des mines, le WISMUT, ont permis la réalisation d’importantes activités de restauration. Ces activités de restauration en Allemagne constitueront une importante expérience d’apprentissage puisque ce contrôle continu permettra d’évaluer le rendement des différentes stratégies qui ont été utilisées dans ce pays.
Il existe des exemples de mines d’uranium récupérées et fermées dans
d’autres pays, notamment les mines d’Elliot Lake au Canada, dont les roches de mine ne constituaient pas
un problème, et la mine Rum Jungle en Australie, dont les piles de stockage de roches ont été
recouvertes au début des années 1980. Dans presque tous les cas de mines
récupérées, il est toutefois nécessaire d’assurer des activités
d’entretien permanentes, notamment le traitement continu de l’eau. Comme nous le discutons dans
l’étude, en Afrique du Sud, les rejets d’installations existantes de roches de mine (et des sites
miniers en général) ne sont actuellement pas conformes aux exigences réglementaires visant les
milieux environnants et, donc, il existe très peu d’exemples de mines complètement
fermées et récupérées pour lesquelles les anciens exploitants n’ont pas
été dégagés entièrement de leurs responsabilités.
Pendant cette première décennie du XXIe siècle, il semble évident que tous ces pays
continuent à apprendre en matière de planification de la récupération et de la fermeture
de mines. Il existe plusieurs méthodes de gestion des roches de mine qui ont été
suggérées ou qui sont en voie d’application. Au Canada, on préfère évacuer
les roches de mine produites par l’extraction de l’uranium ou d’autres métaux, dans les
trous ou sous l’eau. Il existe peu d’exemples de recouvrement par du sol, des roches réactives
récupérées (y compris celles tirées de mines d’autres métaux). On ne
connaît pas d’exemples de réussite (sans intervention ultérieure) de systèmes de
recouvrement de roches réactives.
On trouve, dans les pays étudiés, des différences dans les détails des méthodes d’évaluation. Il est aussi évident qu’il existe des différences d’interprétation des résultats des essais l’intérieur même du Canada, et que ces différences sont davantage le reflet de l’état de nos connaissances et de l’apprentissage et des recherches continues nécessaires pour aborder les problèmes de qualité de l’eau associés aux écoulements en provenance des roches. Globalement, il est évident qu’au plan technique, les méthodes de gestion des roches de mine au Canada sont aussi avancées que celles utilisées dans les autres pays étudiés.
Il est clair que la gestion des déchets miniers, relativement aux problèmes de qualité de l’eau, n’est pas un problème technique simple. Les deux dernières décennies ont été riches en apprentissage sur le comportement des roches de mine sulfurées sujettes à la météorisation et à l’oxydation. Notre communauté de praticiens, de chercheurs, de sociétés minières et d’autorités réglementaires poursuit son apprentissage, et nous devons ajuster notre façon de penser et nos méthodes de gestion des résidus miniers.
Puisque nous ne comprenons pas totalement les problèmes et parce que nous ne pouvons pas prédire, avec certitude et sur une très longue période, la qualité de l’eau affectée par les roches de mine quel que soit le milieu, nous devons être capables d’adapter notre gestion des roches de mine aux nouvelles découvertes et observations, et nous devons nous assurer de l’existence de solutions de rechange ou de contingences pour aborder les incertitudes. Il est évident que dans l’avenir prévisible, nous continuerons à apprendre de nos expériences et à raffiner nos stratégies de gestion des roches de mine. Puisque nous ne pouvons attendre que les chercheurs résolvent toutes les questions, nous devons faire le nécessaire pour prévoir et adopter de bonnes pratiques de gestion des roches de mines qui comporteront des options économiques pour l’atténuation lorsque nécessaire.
En conclusion, le Canada n’est pas en retard en matière de pratiques actuelles de gestion des roches de mine. Bien que l’Allemagne ait investi des sommes importantes et un grand effort collectif pour régler les problèmes de déchets des mines d’uranium hérités de l’Allemagne de l’Est et atteint son but principal, soit le confinement des substances potentiellement nuisibles aux humains, il ne s’est pas écoulé suffisamment de temps pour évaluer l’efficacité à long terme des activités de récupération visant la protection du milieu. Néanmoins, l’expérience allemande permettra d’apprendre de façon continue les résultats des différentes stratégies de récupération, et elle devrait être une source inestimable d’information dans l’avenir. La communauté canadienne de l’environnement minier est très active et plusieurs des spécialistes mondiaux en gestion des résidus miniers font partie de cette communauté. Puisque l’exploitation minière continue d’être un élément important de l’économie canadienne, il est très probable que nous resterons à l’avant plan au chapitre des solutions basées sur les connaissances aux difficultés associées à la gestion des roches de mine.
RSP-0175 – Concentration d’uranium dans les sols et la végétation de Port Hope et effets toxicologiques sur les organismes du sol
Dans la région de Port Hope, ECOMatters Inc. et des sous-traitants ont réalisé une étude financée par la CCSN visant à obtenir des données particulières sur des sites, aux fins d’évaluations environnementales et relatives à la santé humaine. La CCSN avait dégagé trois points particulièrement importants : les données permettant de vérifier les modèles à long terme de l’évolution de l’uranium (U) dans les sols de Port Hope, la biodisponibilité de l’uranium dans le sol, notamment sa migration du sol vers les plantes, et les effets de l’U du sol sur l’édaphon. Il était également nécessaire de disposer de données pour soutenir un plan de surveillance à long terme. Trois méthodes ont été utilisées. La première consistait à échantillonner en détail les profils pédologiques connus pour leurs concentrations plutôt élevées d’uranium et dont on soupçonne que la contamination pourrait être uniquement d’origine atmosphérique. Ces profils permettent d’étudier la mobilité générale de l’uranium dans le sol. La deuxième méthode consistait à recueillir des rapports de concentration plantes/sol pour des sites particuliers. Ainsi, on a échantillonné la végétation et le sol en surface dans plusieurs sites différents. On a collecté des échantillons de sites couvrant un éventail plus étendu de concentrations d’uranium. La troisième méthode consistait à évaluer l’écotoxicité potentielle. Or, considérant qu’à Port Hope on trouve peu de sols montrant des concentrations d’uranium suffisamment élevées pour être toxiques, on a utilisé une série de sols vieillis et dopés, dont un sol en provenance de Port Hope. On a choisi les essais biologiques à partir de ceux mis au point et imposés par Environnement Canada.
En septembre 2002, après avoir réalisé une planification soignée et consulté les experts locaux et les propriétaires fonciers, nous avons choisi des sites d’échantillonnage et prélevé les échantillons. Nous avons solubilisé les échantillons de sol et utilisé un spectromètre de masse à plasma inductif pour mesurer les concentrations de 50 éléments, notamment l’U, le Th, le Pb, l’As et le Sb, et de contaminants dont la présence était connue à Port Hope. Les échantillons de plantes ont été carbonisés pour abaisser la limite de détection lors de leur analyse par spectromètre de masse à plasma inductif. Nous avons également déterminé les propriétés du sol telles sa texture, son pH, son contenu de carbonate et son contenu des matières organiques. Nous avons mesuré les coefficients de partition solide/liquide du sol, Kd, en exprimant l’eau des pores du sol par centrifugation. Nous avons calculé les rapports de concentration plantes/sol, CR, pour environ 70 échantillons de plantes naturelles et cultivées. Nous avons mis l’accent sur celles qui pourraient être consommées par les humains.
En général, la concentration de U variait directement avec celles d’Ag, d’As, de B, de Ba, de Bi, de Cd, de Co, de Cu, de Mo, de Ni, de Pb, de Sb, de Sn, de Tl et de Zn, en fonction de la profondeur dans les profils pédologiques. Nous avons trouvé une corrélation négative faible avec les concentrations de Th. Ceci suggère que la présence de Th dans le sol est naturelle plutôt que le résultat d’une contamination et que les processus qui ont agi sur la distribution de U ont également influencé celles des autres métaux et des contaminants inorganiques potentiels. Nous n’avons pu établir avec certitude si tous ces éléments proviennent de la même source. Nous les avons toutefois considérés comme étant des co-contaminants dans les profils pédologiques. Plusieurs profils présentaient une diminution graduelle de la concentration de U en fonction de la profondeur que nous avons interprétée comme le résultat de la migration de l’U déposé depuis l’atmosphère. Toutefois, puisque la distribution de l’U dans les profils pédologiques était analogue à celle des co-contaminants plus ou moins mobiles, nous suggérons qu’au moins une partie de cette migration puisse provenir de processus physiques telle la migration de particules. Nous avons obtenu des profils des coefficients de partition solide/liquide dans le sol (Kd). En général, le coefficient Kd variait progressivement en fonction de la profondeur. Parfois Kd augmentait et parfois il diminuait avec la profondeur. La relation de Kd avec le pH du sol présentait un bon accord avec les prévisions tirées des écrits scientifiques antérieurs.
Les rapports de concentration de l’U en masse sèche plantes/sol ont été calculés. Nous avons mesuré des moyennes géométriques (n, écart type géométrique) , globalement : 0,0068 (63, 4,9); fruits : 0,00076 (15, 3,5); légumes 0,0041 (2, 2,0); racines comestibles : 0,0093 (4, 4,9); arbres, arbrisseaux, annuelles non comestibles et plantes fourragères : 0,014 (43, 2,4). Ces résultats sont en bon accord avec les prévisions. Il est probable qu’une proportion de l’U trouvé résulte de la déposition en surface sur les plantes qui auraient résisté au lessivage avec un détergent, toutefois la majorité de l’U trouvé provient probablement de l’assimilation par les racines. Les deux propriétés fondamentales du sol qui affectent l’assimilation de l’U par les plantes sont le pH et la concentration de U. Puisque, à Port Hope, le pH du sol est uniforme, la mesure de cet effet n’aurait pas été possible. La concentration de l’uranium dans le sol pourrait être un paramètre utile pour expliquer partiellement les variations trouvées de CR.
Nous avons utilisé pour les preuves biologiques les sols prélevés par Sheppard et coll. (1992). Ils ont été entreposés, pendant plus de dix ans, en condition humide, à l’extérieur, dans des conteneurs couverts et enfouis. Ces conditions de préservation en font des sols idéaux pour l’étude, parce que l’uranium a été bien vieilli et on ne peut le confondre avec la présence de co-contaminants. Nous disposions de trois sols : un sol forestier de sable fin (chaulé en 1992 pour permettre la croissance de plantes et la survie de lombrics), un sol de jardin riche en matières organiques et un limon de Port Hope. L’analyse de ces sols a montré que les concentrations de U n’avaient pas changé, ces valeurs se situaient entre les valeurs naturelles et ~ 1000 mg U par kg de sol sec. Nous avons utilisé les preuves biologiques suivantes : la croissance de jeunes semis d’agropyre du Nord (Elymus lanceolatus); la survie et la reproduction du lombric (Eisenia andrei) en condition de toxicité aiguë (14 j) et chronique (56 j); les tests de reproduction de deux arthropodes terricoles (Onychiurus folsomi et Folsomia candida). Puisque les examens préliminaires ne montraient aucun effet pour une concentration de ~1000 mg U par kg, nous avons dopé une petite aliquote de chaque sol pour atteindre une concentration de ~3000 mg U par kg. Nous avons procédé à une nouvelle série d’épreuves biologiques avec les arthropodes terricoles, afin de comparer les sols vieillis aux sols récemment dopés. Seul O. folsomi a présenté une sensibilité particulière à l’U, pour les preuves biologiques préliminaires et définitives. Les preuves biologiques sur les plantes et les lombrics ont montré qu’ils n’étaient pas affectés par les concentrations de ~1000 mg U par kg. F. candida n’était pas affecté par des concentrations de U inférieures à ~350 mg/ kg. Nous avons relevé une diminution de 20 % de la survie et de la reproduction de O. folsomi par rapport au contrôle (EC20, une valeur interpolée dans ce cas entre la concentration pour laquelle aucun effet n’est observé et la concentration du plus petit effet observé) pour des concentrations de U entre 92 et 190 mg par kg dans le limon sableux chaulé, de 710 mg/ kg dans le sol de Port Hope et de 480 mg/kg dans le sol de jardin. Le sable chaulé était un sol exceptionnel dont la teneur en matières organiques et en matériaux argileux était très basse. En général, ces données sont conformes à la valeur calculée de 250 mg U par kg à partir des écrits scientifiques, pour l’absence d’effet pour la plupart des sols et des aboutissements.
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