Évaluer le potentiel géothermique d’une mine inondée est une tâche complexe qui nécessite la réalisation d’un test hydraulique et la modélisation de l’écoulement de l’eau souterraine à travers un réservoir non conventionnel. Cette tâche peut être efficacement complétée en réutilisant les anciennes infrastructures minières. Lors de cette étude, un puits de ventilation débouchant dans les galeries souterraines a été converti en ouvrage de captage d’eau profond. L’ancien puits de ventilation 1100 des Mines Gaspé à Murdochville au Canada a été utilisé pour effectuer un essai de pompage durant 3 semaines à un débit moyen de 0.062 m3/s. L’objectif principal des travaux encourus était d’évaluer le potentiel géothermique du site minier. Lors de l’essai, moins de 3,65 m de rabattement ont été observés et la température moyenne de l’eau pompée a été de 6,7 °C. Le comportement de la nappe souterraine durant l’essai a été reproduit à l’aide d’un modèle d’éléments finis tridimensionnel simulant l’écoulement de l’eau à travers les galeries. Les prédictions du modèle ainsi qu’un bilan énergétique simplifié suggèrent que le taux d’extraction d’énergie durable est atteint à un débit de pompage de 0.049 m3/s, ce qui indique un potentiel géothermique de 765 kW. Cette énergie pourrait être extraite à l’aide de pompes à chaleur géothermiques afin de chauffer les bâtiments du parc industriel de Murdochville. / Assessing the low-temperature geothermal potential of a flooded mine site is a complex task involving hydraulic testing and modelling of an unusual man-made reservoir. It can be achieved efficiently taking advantages of the former mine infrastructures such as mining shaft that provided here a deep well directly connected to the mine workings. The former mining shaft P1100 of the flooded Gaspé Mines near Murdochville, Canada, was used to perform a pumping test during a study with the objective of assessing the geothermal potential of the mine site. Water was pumped during 3 weeks at a rate averaging 0.062 m3/s with a mean recovery temperature equal to 6.7 °C and less than 3.65 m drawdown was observed. The hydraulic response of the pumping test was reproduced with a threedimensional finite element model that simulates groundwater flow through the mine workings. Model predictions and a simplified energy balance calculation suggested that the sustainable energy extraction rate is attained at a pumping rate of 0.049 m3/s which yield a geothermal potential of 765 kW. This energy could be extracted with geothermal heat pumps used for space heating at Murdochville industrial park.

Le projet de doctorat porte sur l’extraction de l’alumine de l’argile de Murdochville, une argile principalement composée d’illite. Dans un premier temps, le procédé de lixiviation à l’acide sulfurique appelé procédé H+ (Cohen et Mercier, 1976) a été évalué et une alumine de grade électrolytique a été produite. Cependant, ce procédé nécessite l’utilisation d’argile préalablement calcinée et conduit à des rendements plutôt faibles. Différentes approches ont été évaluées afin d’éliminer l’étape couteuse de calcination. La lixiviation dans l’acide chlorhydrique a été étudiée, mais s’est avérée efficace pour extraire l’aluminium seulement dans le cadre d’une opération sous pression. Suite aux essais de lixiviation à l’aide chlorhydrique, un nouveau procédé de lixiviation mixte a été développé. Ce procédé combinant la lixiviation à l’acide sulfurique suivie d’une deuxième lixiviation du résidu à l’acide chlorhydrique a conduit à l’obtention de hauts rendements d’aluminium tout en permettant l’élimination de l’étape couteuse de calcination préalable de l’argile de Murdochville.