Le différentiel d'eau est défini comme le flux d'eau net descendant qui traverse l'interface pulpe-écume dans une colonne de flottation. Par ce fait même, il est capable de remplacer l'eau d'alimentation entourant les bulles d'air qui arrivent à l'écume et par conséquent il est relié à l'action nettoyante de l'eau de lavage dans cette zone. Les méthodes utilisées jusqu'à ce moment pour la mesure de cette variable présentent quelques limitations: une grande erreur d'estimation dans le cas du bilan massique d'eau, mesures en état stationnaire dans celle utilisant la règle d'additivité, et la nécessité d'une grande quantité des tests pour entraîner et valider le modèle utilisé par le capteur employant un réseau neuromimétique. Ce travail propose une nouvelle méthode pour mesurer le différentiel d'eau de façon directe et dynamique dans un système à deux phases (eau-air). Cette méthode est basée sur l'équation de Maxwell pour des mélanges de phases et utilise des mesures de conductivité du débit d'alimentation et d'eau de lavage et de la zone de collecte immédiatement audessous de l'interface eau-écume; des valeurs de conductivité utilisées pour la mesure du taux de rétention d'air sont aussi nécessaires. Toutes les expériences réalisées dans ce travail ont été faites dans une colonne automatisée de flottation à l'échelle de laboratoire, de 5.7cm de diamètre et 7 mètres d'hauteur. Dans ce travail un modèle linéaire reliant le différentiel d'eau (Jb) avec la fraction volumique d'eau dé lavage se retrouvant juste au-dessous de l'interface pulpe-écume de la colonne de flottation a été développé. Cette relation a été validée expérimentalement avec un coefficient de corrélation de 0.94. On montre aussi la réponse dynamique de lb face à des changements du débit d'eau de lavage, du débit d'air et ce à différents valeurs de la profondeur d'écume. L'influence de ces variables sur la valeur de Jb est aussi démontrée.

La flottation est un procédé de séparation dont l'objectif est de séparer les minéraux de valeur de la gangue pour leur récupération sous forme de concentré. Au cours de ce processus, on distingue principalement deux étapes : la première est la sélection et la collecte des particules de valeur et par la suite, la seconde a pour objectif la récupération des particules à partir de l'appareil. Le produit ainsi obtenu se nomme le concentré, qui est ensuite commercialisé par les entreprises minières pour en tirer un bénéfice économique. Ces concentrés sont évalués à l'aide des termes économiques d'un document appelé contrat de smeltage. L'objectif de ce contrat est de normaliser la qualité et la quantité de concentré vendu par les concentrateurs aux fonderies. Ainsi, un objectif clé pour maximiser les recettes tout en respectant les spécifications du client est de pouvoir contrôler la récupération et la teneur des particules de valeur dans le concentré produit. Le projet de recherche mis en oeuvre par l'Université Laval cherche à atteindre cet objectif, en utilisant comme exemple un appareil courant de séparation appelé colonne de flottation. L'exécution du projet comporte diverses étapes dont la première est de mesurer et contrôler les variables qui interviennent dans l'optimisation de la récupération et de la teneur du concentré. Le projet se déroule autour d'une colonne pilote de 7,2 mètres de haut et de 14 cm de diamètre alimentée avec la même pulpe qu'une colonne de nettoyage industrielle dans le circuit de cuivre du concentrateur Laronde (Agnico-Eagle Mines). Cette colonne expérimentale est munie de capteurs de profondeur d'écume, de taux de rétention de gaz et de différentiel d'eau, tous basés sur l'utilisation de la conductivité électrique comme propriété mesurable en ligne. La dernière de ces variables, correspondant au flux net d'eau qui traverse l'interface entre l'écume et la pulpe dans une colonne, est en grande mesure responsable de la teneur du concentré dans l'étape de nettoyage des circuits de flottation [7], [8], [9]. La première phase du travail a été effectuée par un groupe multidisciplinaire du département de génie électrique et de génie informatique et du département de génie des mines, de la métallurgie et des matériaux de l'Université Laval, et a eu comme objectif la construction, l'installation et la mise en fonction d'une colonne pilote et de ses appareils accessoires (pompes, réservoirs, etc.). Par la suite, Riquelme [25] a développé un nouveau système de mesure électronique conçu pour mesurer la conductivité électrique dans le système de contrôle de la colonne et, particulièrement, dans les capteurs de profondeur d'écume et de taux de rétention de gaz en ligne. Ce mémoire présente la validation du système de mesure développé par Riquelme dans le laboratoire de flottation de l'Université Laval, système qui a ensuite été testé dans un système de trois phases dans la colonne pilote installée au concentrateur Laronde. Les résultats obtenus ont permis de développer une méthodologie pour l'obtention d'une relation empirique qui permet d'estimer en ligne le différentiel d'eau. L'application de cette méthode aux colonnes industrielles de ce concentrateur devrait être considérée dans un proche avenir.