Le traitement passif des eaux dans le secteur minier

16 avril, 2020 | Blogue

Jean-Louis Bandu

Jean-Louis Bandu, ing., M. Env., MGP, PMP

ingénieur senior en traitement des eaux

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En 2021, entreront en vigueur de nouvelles normes relatives aux concentrations maximales de substances nocives pouvant être rejetées dans l’environnement, conformément au Règlement sur les effluents des mines de métaux et des mines de diamants[1].

Plusieurs clients miniers privilégient des approches et des technologies de traitement des eaux pouvant être facilement adaptées en vue de respecter ces nouvelles normes. Et dans le contexte actuel, les clients priorisent des technologies qui sont à la fois efficaces et économiquement viables.

Cet article aborde les méthodes de traitement passif des eaux qui présentent des avantages tangibles au chapitre des coûts d’investissement, mais qui peuvent aussi occasionner des risques dont il faut tenir compte.

Des technologies qui ont la cote

Depuis des années, plusieurs clients miniers se tournent vers des technologies passives afin de traiter les eaux rejetées dans l’environnement, et ce, principalement pour des mines fermées et plus récemment pour des mines actives.

Dans cet article, on entend par technologies ou traitements passifs des traitements qui n’utilisent pas de produits chimiques ou d’équipements mécaniques pour assainir les eaux, ou qui en utilisent très peu. Ces technologies se servent davantage des mécanismes et phénomènes naturels pour traiter les eaux.

Les minières se tournent vers ces technologies pour des raisons financières évidentes, mais aussi par souci de réduire leur empreinte environnementale. Les technologies passives peuvent prendre plusieurs formes, notamment :

  • les technologies de neutralisation des eaux acides, utilisées par exemple avec les drains calcaires anoxiques pour neutraliser l’acidité des eaux ainsi qu’augmenter l’alcalinité et le pH de l’eau;
  • les marais artificiels aérobies et anaérobies (à écoulement vertical et horizontal);
  • les systèmes de phytoremédiation avec des plantes accumulatrices de contaminants soigneusement sélectionnées, telles qu’Alyssum bertolonii (hyperaccumulatrice de nickel) et Nicotiana tabacum;
  • les bioréacteurs, qui se servent de l’action des bactéries sulfato-réductrices afin de réduire les sulfates contenus dans l’eau en sulfure d’hydrogène et conduire à l’augmentation du pH. Ces sulfures d’hydrogène se combinent par la suite aux métaux pour produire des sulfures métalliques qui précipitent et sont retenus dans le réacteur.

Les technologies passives sont explorées depuis quelques années dans les mines de charbon en Alberta et en Colombie-Britannique. C’est le cas de la technologie Saturated Backfill Zone, ou SBZ. Dans ce procédé, la partie des stériles (remblayées dans la fosse) saturée en eau génère des conditions anoxiques, par l’utilisation du carbone dissous disponible dans l’effluent ou par l’ajout d’une source de carbone externe (telle que le méthanol), et par l’action des micro-organismes, afin de permettre l’atténuation du sélénium, par la réduction du sélénate en sélénite ou en élément sélénium qui est retenu dans la fosse. De la même façon, puisque les réactions se déroulent en condition anoxique, la dénitrification peut être réalisée par les micro-organismes chargés de réduire les nitrates en azote gazeux.

D’autres technologies passives ou semi-passives, lorsque l’utilisation de produits chimiques est requise, favorisent la fixation de certains métaux dans les haldes de stériles.

Bref, ces technologies, qui visent à reproduire les phénomènes naturels pour traiter les eaux, semblent en général fournir des résultats intéressants à des coûts relativement faibles par rapport aux technologies de traitement actif.

Gérer les risques

Cependant, ces procédés comportent des risques qu’il est nécessaire d’évaluer en fonction, notamment, du type de projet, de son envergure et de la durée de vie de la mine. Une analyse de tous les risques opérationnels, environnementaux et technologiques doit être effectuée au cas par cas en vue de s’assurer de l’applicabilité de la technologie.

Voici quelques facteurs à prendre en considération :

  • la nécessité de traiter l’eau à l’année;
  • la disponibilité de l’espace pour stocker les eaux en vue de remédier à l’effet des pointes de précipitations et de permettre une distribution contrôlée des débits;
  • la capacité maximale d’absorption des contaminants des plantes utilisées;
  • la vitesse d’obstruction ou d’encrassement des pores de la halde;
  • la robustesse du traitement lors d’intempéries ou de conditions extrêmes;
  • la stabilité chimique à court, moyen et long terme des contaminants retirés et la possibilité de les relarguer;
  • la nécessité d’utiliser une géomembrane pour certaines technologies et dans certains cas;
  • l’enrobement des matériaux alcalins utilisés dans les drains par les précipités de fer.

BBA favorise une approche holistique qui permet de prendre en considération tous ces facteurs en mettant en valeur le savoir-faire de ses experts en biologie, en traitement des eaux, en géotechnique, en automatisation, en géochimie et en hydrotechnique.

Pour conclure

Le traitement passif des eaux est une approche socialement et environnementalement responsable pour traiter les eaux minières. Il reproduit des procédés naturels de traitement des eaux qu’il est avantageux d’exploiter. Toutefois, cette approche ne convient pas à tous les projets, c’est pourquoi il est important de faire une analyse holistique des risques et de prendre en considération tous les facteurs en présence. Dans bien des cas, il est nécessaire d’utiliser des produits chimiques afin d’optimiser l’action des micro-organismes, comme dans le cas de la dénitrification des eaux et de l’atténuation du sélénium en milieu anoxique. On parle alors de traitement semi-passif.

BBA préconise une approche systémique qui permet de faire intervenir toutes les expertises requises et de recommander une solution durable et adaptée qui s’appuie sur les connaissances et l’expérience de biologistes, de géochimistes et de spécialistes en traitement des eaux. De plus, les capacités de BBA en ingénierie – mécanique, civile, électrique – permettent de bien documenter les contraintes, d’estimer les coûts de capital (CAPEX) et d’opération (OPEX), et de sélectionner ainsi la technologie optimale.

Cela permet de choisir la technologie appropriée selon les contraintes du projet, et ce, à court, moyen et long terme. Il est à noter que peu importe le traitement passif ou semi-passif préconisé, une surveillance périodique est recommandée en raison de la sensibilité de ces technologies aux facteurs climatiques externes, particulièrement pour les projets à long terme, après la fermeture de la mine.

[1] DORS/2002-222, régi par la Loi sur les pêches.

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