juin/juillet 2013

Une mer de solutions

Au vu des pénuries d’eau, certains se tournent vers l’océan pour obtenir des réponses

Par Pierrick Blin et Antoine Dion-Ortega

La rivière Copiapó est devenue un symbole des pénuries d’eau qui touchent la région Atacama du Chili | Antoine Dion-Ortega


KRW 2014

En arrivant dans la ville poussiéreuse de Copiapó, capitale de la région chilienne aride d’Atacama, on traverse un pont. Aussitôt, on se demande à quoi il peut bien servir : pas une goutte d’eau ne coule dans la rivière, si bien que son lit a commencé à se craqueler. Après une décennie d’utilisation intensive par le secteur de l’agriculture et l’industrie minière, l’Atacama est à sec.

Cette région chilienne riche en cuivre est certes un cas extrême des problèmes de pénurie d’eau, mais il n’est certainement pas le seul. Partout dans le monde, les mineurs font face à de coûteuses pénuries d’eau, souvent dans des régions dotées de gisements prometteurs. Selon un rapport du Global Water Intelligence, c’est en Australie que les dépenses liées à l’eau pour l’industrie minière – lesquelles sont réparties entre les infrastructures générales, le pompage et les équipements de traitement de l’eau et des eaux usées – sont les plus importantes, avec 20 pour cent du total des dépenses mondiales. Cependant, les dix premiers pays du classement, parmi lesquels le Chili, le Canada, le Brésil et le Pérou, totalisent près de 80 pour cent de ces dépenses. En 2011, les dépenses en capital au niveau mondial ont atteint 7,7 milliards $ et pourraient atteindre 13 ou 14 milliards $ en 2014 en raison de l’intensification de ces pénuries. La majorité de ces dépenses servent à la conception et à la construction des infrastructures, dont des travaux de génie civil et les pipelines. En 2011, un milliard $ a été consacré aux seules pompes.

Au Chili, la situation est devenue à ce point critique que les autorités ont déclaré, en mars 2012, l’état d’urgence pour le bassin versant de la rivière Copiapó. « Au Chili, dans les première (Tarapacá), seconde (Antofagasta) et troisième (Atacama) régions administratives, les solutions proposant une alimentation en eau pour nos projets à partir de l’aquifère sont inacceptables et pratiquement impossibles », dit Bernie Loyer, vice-président de Goldcorp en charge des projets sud-américains. Il est notamment responsable du projet El Morro, situé à environ 150 kilomètres au sud-est de Copiapó et qui est la propriété de Goldcorp (70 pour cent) et New Gold (30 pour cent). L’entrée en production était prévue pour 2017, mais la construction a été stoppée par la Cour Suprême du Chili au printemps 2012, après qu’elle ait identifié des déficiences dans le processus de consultation auprès des communautés agricoles locales.

Bien que la décision de la Cour soit le résultat d’un litige avec les communautés, la cause sous-jacente est la pénurie d’eau, selon Hubert Fleming, ancien directeur chez Hatch Water et aujourd’hui consultant indépendant dans le domaine de l’eau. « De tous les projets miniers dans le monde qui ont été arrêtés ou ralentis dans l’année qui s’est écoulée, presque 100 pour cent d’entre eux l’ont été, directement ou indirectement, en raison de problèmes liés à l’eau », dit-il. « Ce n’est pas tant en raison de la pénurie d’eau pour les mines, mais plutôt des effets secondaires de la compétition émanant des communautés locales du même bassin versant pour les ressources en eau. »

Les conditions actuelles d’exploitation des mines ne font qu’amplifier cette compétition. Comme M. Fleming le fait remarquer, « le volume d’eau requis pour l’extraction d’une tonne de minerai est plus élevé qu’il ne l’a jamais été, car les gisements exploités ne sont plus aussi riches. » Les gisements sont aussi exploités dans des régions plus reculées, souvent arides ou en haute altitude, là où ils n’étaient pas considérés rentables auparavant. De plus, les réglementations nationales sont devenues plus strictes dans beaucoup de pays, restreignant davantage l’usage d’eaux souterraines ou de surface. Enfin, comme le mentionne Jerry Rowe, directeur international des ressources en eau chez Hatch, dans une étude de 2012, les mines modernes ont un tonnage plus élevé, mais une durée de vie plus courte. Il en résulte de fortes variations dans la consommation d’eau, avec des conséquences beaucoup plus graves que lorsque la demande est répartie sur une plus longue période.

En Alaska et dans le nord du Canada aussi, les conflits concernant la consommation d’eau ont eu pour effet d’accroître la préoccupation du public face à cet enjeu. « Dans le nord du Canada, les communautés sont inquiètes de l’usage que font les mines de l’eau et surtout des risques de contamination de l’eau potable par leur déversement », explique M. Fleming.

Le dessalement – une solution ?

Pour éviter d’entrer en compétition directe avec les autres utilisateurs d’eau douce, les sociétés minières ont, au cours de la dernière décennie, travaillé de concert avec les sociétés d’ingénierie pour évaluer la viabilité des eaux de moindre qualité dans les activités de traitement du minerai. La possibilité d’utiliser les ressources abondantes en eaux salines et hypersalines – qu’elles proviennent de la mer ou du sous-sol – a conduit à une question fondamentale : doit-on dessaler ou pas ? La décision résulte souvent d’un compromis entre les coûts d’exploitation et les dépenses en capital, selon Raymond Philippe, directeur de la section Eau chez WorleyParsons. Le choix dépendra essentiellement de la qualité de l’eau requise par la mine. « Cela fait partie de l’étude de compromis, qui doit aussi inclure une évaluation de la métallurgie, des procédés de concentration ainsi que de ce qu’il adviendra du bassin de résidus, où l’eau pourrait filtrer dans le sol », explique M. Philippe.

Le dessalement impose des investissements initiaux beaucoup plus importants que l’usage direct d’eau salée dans le traitement. « Les usines de dessalement ainsi que les systèmes de pompage et les pipelines représentent des coûts de développement et d’exploitation majeurs pour une mine et peuvent, en termes de dépenses d’investissement, dépasser les 500 millions $ », peut-on lire dans l’étude de M. Rowe.

« En toute franchise, je ne crois pas que les minières opteront pour le dessalement », estime M. Fleming. « Elles sont déjà en difficultés financières en ce moment, donc si elles peuvent utiliser de l’eau de mer ou hypersaline, c’est un bon compromis. Bien sûr, leur équipement en souffrira ; bien sûr, leur métallurgie durera cinq ans au lieu de dix, mais au point où elles en sont, elles essaient juste de survivre aux cinq prochaines années, plutôt que de dépenser tout cet argent dès le début. »

Cependant, cette tendance pourrait être ralentie par des réglementations nationales plus restrictives. « Plusieurs pays refusent d’accorder des permis pour l’usage d’eau de mer ou d’eau hypersaline, car cela implique de déplacer de grandes quantités de sel à l’intérieur des terres vers le site minier, créant un risque de contamination », fait remarquer M. Fleming. « Dans ce cas, le dessalement devient inévitable. »

En plus de ses impacts sur la métallurgie, l’eau de mer présente une densité et une viscosité plus élevées que l’eau douce, ce qui requiert davantage d’énergie pour le pompage jusqu’au site minier. Il en est de même des risques environnementaux, les bassins de résidus cumulant des quantités de sel qui demandent une attention particulière. « Vous risquez une contamination par le chlorure », prévient M. Philippe. « Les bassins de résidus avec de l’eau douce supportent un maximum d’un gramme par litre de chlorure. Avec l’eau de mer, on est très proche des 20 grammes par litre. La moindre goutte d’eau s’échappant du bassin contaminera immédiatement n’importe quel aquifère aux alentours. Et il en va de même pour les pipelines qui transportent l’eau de mer. »

L’équipe de gestion d’El Morro a tenu compte de tous ces facteurs avant de choisir le dessalement. « Il y a deux raisons à cela », explique Walter Bergholz, directeur technique à la mine. « La première est d’ordre environnemental. Dans le secteur où nous sommes, l’activité agricole est importante, et il y a beaucoup de chèvres et de petits animaux ainsi, nous devions nous assurer qu’en cas de rupture des pipelines, il n’y ait pas de fuite d’eau de mer qui contamine le secteur. En second lieu, nous avons un meilleur taux de récupération avec l’eau potable qu’avec l’eau de mer. »

La mine Escondida, elle aussi située dans le désert d’Atacama, dessale l’eau de mer depuis 2006, et Freeport MacMoRan a presque terminé la construction de sa propre usine et de son pipeline en vue d’alimenter son projet de Candelaria, au sud de Copiapó. D’autres mines importantes ont fait un choix similaire en Australie, comme celle de Boddington de Newmont, qui a contracté Osmoflo pour traiter les eaux saumâtres provenant de son barrage. Selon Fleming, entre 20 et 30 mines utilisent le dessalement en ce moment, dont dix sont situées en Australie et au Chili. Une quinzaine de projets ont été commandés à ce jour et quelques douzaines sont en cours d’évaluation.

D’après Emily Moore, l’actuelle directrice internationale en charge de l’eau chez Hatch, un certain malentendu persiste dans l’industrie minière quant à la signification du dessalement. L’erreur la plus commune, dit-elle, est de considérer l’usine de dessalement comme un équipement standard. Les sociétés minières doivent comprendre que le dessalement implique avant tout la construction d’une usine de traitement, qui doit être intégrée tôt, en amont de la conception du projet, plutôt qu’à part ou en aval. De plus, les sociétés devraient s’impliquer davantage dans le choix de l’eau dont elles ont besoin. La qualité d’eau exigée doit être définie dès le début du projet.

Enfin, il faut bien comprendre les délais requis lorsque l’on prévoit d’utiliser le dessalement. « Lorsque l’on regarde la durée d’exploitation d’une nouvelle mine, la construction est relativement courte par rapport au temps de conception et de mise en service de l’infrastructure, particulièrement si l’on doit installer un pipeline », affirme M. Fleming. « Vous dépendez de l’accès aux communautés, du processus d’obtention des permis qui peut prendre deux, trois, voire même quatre ans. C’est beaucoup plus long que le temps qu’il faut pour démarrer une mine. »

Usage direct de l’eau sale

L’usage d’eau de mer, qui contient environ 3,5 pour cent de sel dissous, dans le traitement du minerai a des avantages évidents en termes de coût en capital, mais le traitement lui-même est souvent complexe et implique un certain degré d’incertitude. « Si vous prévoyez de faire de l’extraction élec­­trolytique, vous avez besoin d’une eau ayant un faible taux de matières totales dissoutes, donc vous allez certainement dessaler », dit M. Fleming. « Si vous prévoyez d’utiliser un procédé de flottation ou un concentrateur, alors ce ne sera pas aussi important et vous pourrez utiliser l’eau de mer. » Dans le cas du cuivre, où l’usage d’eau salée est le plus commun et présente le plus haut potentiel, le procédé de flottation fonctionne souvent mieux avec de l’eau salée, estime M. Philippe. Mais le procédé est alors plus difficile à contrôler, ajoute-t-il. « Si le procédé requiert des changements soudains au niveau du pH ou des conditions chimiques, l’eau de mer agit comme un tampon, et le contrôle devient très difficile. » À l’inverse, dans le cas du molybdène, il a été prouvé que la flottation est beaucoup plus difficile dans l’eau salée, exigeant donc de nouvelles méthodes de contrôle du pH. Néanmoins, certaines sociétés travaillent au développement de technologies qui leur permettront de tirer profit de cette ressource si abondante qu’est l’eau de mer.

Minera Esperanza, une propriété d’Antofagasta Minerals et de Marubeni Corporation située dans le désert d’Atacama, est le tout premier projet à grande échelle à utiliser de l’eau de mer non traitée dans son procédé de flottation de cuivre. En activité depuis 2011, son usine de concentration sollicite la plus grande part des ressources en eau de la mine. Le projet a été conçu suite à une série d’études ayant déterminé les conditions optimales du processus de flottation primaire.

Le principal défi dans la flottation des minerais de sulfure de cuivre-molybdène dans l’eau salée est la flottation de la molybdénite. D’après Janusz Laskowski, spécialiste en procédé de flottation et professeur émérite à l’Université de la Colombie-Britannique, ces minéraux hydrophobes par nature (par exemple la molybdénite) flottent même généralement mieux en eau salée. Cependant, ces gisements contiennent aussi couramment de la pyrite et sa dépression nécessite un pH élevé.

Pour contrôler le pH, l’industrie minière utilise généralement de la chaux, qui fonctionne bien en eau douce. Par contre, dans l’eau salée, la chaux a un effet négatif sur la flottation de la molyb­dénite. « En fait, la récupération du molybdène, qui se situe autour de 70 pour cent, pourrait bais­ser pour atteindre 30 à 35 pour cent, ce qui n’est pas acceptable d’un point de vue économique », explique M. Laskowski. « Lorsqu’on trouve de la molyb­dénite dans un gisement sulfuré, il est recommandé de rem­placer la chaux par un autre dépresseur de pyrite. » Dans un procédé développé à l’Université de Concepción, sur lequel M. Laskowski a travaillé, l’eau de mer est traitée avant son usage dans la flottation. Ce traitement réduit la teneur en composants de l’eau de mer qui nuisent à la flottation de la molybdénite dans un environnement alcalin.

Barrick Gold a récemment trouvé un moyen de faire face aux impacts négatifs de l’eau salée sur les procédés métallurgiques des minerais de cuivre et d’or : le traitement air-métabisulfite (AMBS). « L’avantage de ce procédé est que vous n’avez plus besoin de chaux et que vous pouvez maintenir la flottation au niveau de pH naturel du gisement », indique Barun Gorain, directeur principal du traitement du minerai chez Barrick Gold et inventeur du traitement. « Avec le procédé AMBS, vous pouvez utiliser de l’eau de mer ou de l’eau saumâtre avec un impact minimal sur la métallurgie par rapport à l’eau dessalée et, mieux encore, nous avons constaté que ce procédé améliore considérablement la métallurgie, par rapport à ce que l’on peut obtenir avec le procédé conventionnel à base de chaux. »

Le traitement AMBS a aussi résolu le problème de la flottation du molybdène, selon M. Gorain. « Avec cette nouvelle technologie de Barrick, nous avons pu constater que la récupération du molybdène n’est pas un problème, l’impact sur la métallurgie est en fait minimal. »

Le traitement AMBS a été initialement développé pour le projet d’exploitation de cuivre et d’or Reko Diq au Pakistan utilisant des eaux saumâtres, mais il a aussi été testé avec succès en utilisant de l’eau de mer. « Nous avons maintenant implanté ce procédé dans notre projet Jabal Sayid en Arabie saoudite et un autre projet important d’exploitation de cuivre et d’or en Amérique du Sud en fait de même », dit M. Gorain. « De plus, nous avons complété avec succès le pilotage pour un autre projet au Chili utilisant l’eau de mer. »

L’échéance du compromis

Pour une société minière, le choix du dessalement ou de l’eau de mer « doit être évalué au cas par cas », affirme M. Philippe.

« Les sociétés minières ne veulent pas dessaler, étant donné les énormes coûts en capital que cela implique », estime quant à lui M. Fleming. « Si elles peuvent trouver une autre solution, elles le feront. » La recherche et le développement de nouvelles technologies permettront peut-être à certaines sociétés de réduire ces coûts, particulièrement celles qui utilisent un procédé de flottation. « Il n’est pas logique de dessaler l’eau si vous disposez d’une technologie qui permet de relativement bien gérer le problème de la métallurgie », affirme M. Gorain. « De ce point de vue, nous ne faisons que pomper l’eau de mer et nous l’utiliserons tant et aussi longtemps que nous pourrons gérer les autres aspects qui s’y rattachent, y compris les préoccupations si importantes en matière d’environnement, de santé et de sécurité. » Il est toutefois difficile de deviner quel chemin les sociétés minières emprunteront dans le futur. Toutefois, une chose est sûre : l’eau douce étant une ressource limitée, les mines n’auront d’autres choix que de se tourner, tôt ou tard, vers la Grande Bleue.

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