mars/avril 2014

Une solution à long terme

La mine de potasse Legacy de K+S – Construite pour durer

Par Eavan Moore

La société allemande K+S régissait des mines en activité depuis près d’un siècle en Europe quand elle s’est installée en Saskatchewan. Pour son projet de mine de potasse Legacy, elle prévoit le même potentiel à long terme que celui qu’elle avait tiré de son projet Potash One en 2011.

Au moment de l’acquisition, le projet Legacy disposait de réserves prouvées et probables de 160 millions de tonnes de chlorure de potassium et de ressources présumées et indiquées de 981 millions de tonnes. « C’est un gisement considérable », explique Sam Farris, vice-président et directeur général des opérations à K+S Potash Canada. « La Saskatchewan regorge de ressources. La quantité et la qualité des gisements constituaient deux motivations importantes pour l’installation de K+S dans la province. » Il déclare qu’actuellement, en supposant que la production annuelle atteigne 2,86 millions de tonnes, la mine aura une durée de vie de plus de 55 ans.

Les gisements de potasse de la Saskatchewan sont les plus importants au monde. La propriété Legacy a cet avantage que trois couches (que l’on appelle aussi membres) de la grande formation de la Prairie, à savoir Esterhazy, Belle Plaine et Patience Lake, se chevauchent. Ceci signifie que l’on peut foncer un puits à travers ces trois membres, ce qui permet une extraction plus importante de chlorure de potassium pour le même investissement. L’épaisseur combinée totale des zones d’exploitation minière au sein des gisements est de 33 mètres. Le minerai comprend principalement un mélange de sylvinite contenant du chlorure de potassium et de halite composée de chlorure de sodium, ainsi qu’un certain nombre de couches d’argile interstratifiées et d’anhydrite. Dans chacun des trois membres, la teneur moyenne en oxyde de potassium est de 18 % (ou 29 % de chlorure de potassium), une teneur bien plus élevée que celle des mines allemandes exploitées par K+S.

L'Extraction par dissolution

Le projet Legacy, dont la profondeur moyenne de forage est de 1 500 mètres, présente des températures élevées idéales pour l’extraction par dissolution, dans laquelle des injections d’eau chaude dissoudront lentement le chlorure de potassium pour former des cavernes sursalées. Le procédé d’extraction par dissolution recueillera inévitablement du chlorure de sodium et de potassium, mais la conception permet de contourner une section de 19 mètres dépaisseur de halite entre les couches d’Esterhazy et de Belle Plaine. Pompé par des puits d’extraction, le minerai en solution sera transporté par un réseau de canalisations vers la surface, où il sera séché et ensuite transformé en trois produits : de la potasse standard et granuleuse pour le marché des engrais, et un produit industriel à plus haute teneur.

L’extraction par dissolution, par rapport aux méthodes d’extraction classiques, a des coûts d’investissements plus faibles et une période de démarrage plus courte, aussi cette technique permet à K+S d’extraire simultanément les trois membres de potasse. Le projet Legacy envisage de devenir l’une des mines de potasse à extraction par dissolution parmi les plus grandes au monde, dont la taille sera comparable à la mine de Belle Plaine exploitée par la société Mosaic. M. Farris insiste sur le fait que la technologie utilisée a été éprouvée ailleurs au cours des dernières décennies d’extraction par dissolution, particulièrement pour les mines de sel.

Bien que les travaux d’exploration et l’installation pour le procédé par voie sèche rappellent l’extraction traditionnelle de potasse, l’approche par dissolution adoptée dans le projet Legacy se fonde sur des pratiques de forage et de diagraphie des sondages communément utilisées dans l’industrie du pétrole et du gaz.

« Son aspect le plus spécialisé concerne les travaux techniques dans la caverne », déclare M. Farris. « L’extraction par dissolution implique de surveiller le processus de dissolution. On contrôle activement les principaux indicateurs de la performance dans chaque caverne. Les ingénieurs travaillant dans les cavernes analysent et interprètent les résultats à partir d’échantillons de saumure extraits des puits et des diagraphies de forage, puis ils adaptent les opérations en fonction de ces résultats. » K+S, qui exploite plusieurs mines à solutions salines, possède l’expertise nécessaire pour la partager avec l’équipe d’ingénieurs travaillant dans les cavernes, lesquels ont pour la plupart déjà été embauchés.

K+S entretient des liens étroits avec Köppern, une société établie en Allemagne qui fournit les techniques de procédé par voie sèche et l’équipement de compactage au titre d’une entreprise commune avec March Consulting à Saskatoon. « Cette société a fourni la majeure partie de l’équipement de compactage à l’industrie de la potasse ces dernières années », explique M. Farris.

L’équipement utilisé pour le procédé par voie humide et les travaux de conception détaillée sont gérés par Veolia, qui collabore avec les équipes de conception d’AMEC à Oakville, en Ontario. AMEC est le sous-traitant qui coordonne les travaux techniques, la gestion de projet et la gestion de construction du site.

Des progrès continus

La technologie fondamentale est éprouvée, mais K+S mène des projets de recherche et développement (R&D) pour déterminer les façons d’améliorer le procédé d’exploitation minière. « Ce procédé englobe de multiples aspects, mais la plupart visaient à comprendre les caractéristiques géologiques », explique M. Farris. Les premiers travaux ont été faits sur des carottes de forage dans un centre de recherche en Allemagne, mais K+S dispose également dune caverne d’essai grandeur nature en activité. « Ceci nous permet de tester quelques idées différentes et aussi de vérifier la performance de la caverne. »

Certaines des activités de R&D visent à augmenter les taux dexploitation minière ou à parvenir à l’avenir à une extraction plus méthodique dans les cavernes. Sur la base de ses réserves prouvées, le projet Legacy a devant lui de nombreuses décennies de vie (plus de 50 ans), et M. Farris prévoit une amélioration continue des méthodes existantes.

Le développement de la caverne commence dans des zones du gisement contenant de la halite et du chlorure de potassium à plus faible teneur, en utilisant l’eau comme principal solvant. Durant la dernière étape de la vie de la caverne, alors que la teneur du minerai augmente, on utilise des solutions hypersalines. Le chlorure de sodium dans la saumure empêche la dissolution de la halite contenue dans le minerai, ce qui contribue à la stabilité de la caverne. Lorsque les cavernes atteignent leur grandeur nature, elles sont « comparables aux plus grands stades de sport du monde », explique M. Farris.

Pour le moment, le projet est de créer des cavernes en 2014, en commençant par la couche à la teneur la plus élevée de Patience Lake. Il faudra compter environ deux ans pour que les injections d’eau dissolvent progressivement les cavernes et que l’on parvienne à un volume exploitable. Parallèlement, la société construira l’usine de transformation pour une mise en service prévue en été 2016.

« Les premières cavernes seront prêtes à produire de la potasse au cours de l’été 2016 », déclare M. Farris. « Nous prévoyons ensuite une période d’accélération jusquà ce que nous atteignions notre pleine capacité de deux millions de tonnes en 2017. Ensuite, une seconde phase est prévue, durant laquelle nous passerons à l’exploitation de la saumure dans les cavernes qui seront prêtes, et nous développerons notre capacité à 2,86 millions de tonnes. » À l’avenir, la société pourrait accroître sa production annuelle pour atteindre quatre millions de tonnes.

Potash One avait initialement prévu que le gisement produise un seul type de produit à base de potasse pour le marché des engrais. Mais l’entrée en scène de K+S a changé la donne. « Il nous est relativement facile de ralentir ou d’accélérer la production », fait remarquer M. Farris. « Ainsi, durant des périodes de demande du marché globalement plus faibles, nous avons la possibilité de réduire les coûts variables si nous décidons de ralentir la production. »

C’est pour cette raison que l’usine de transformation est conçue de manière à être flexible. En fonction du jour ou de la semaine, la proportion de produits divers peut varier. La formule standard de potasse initialement prévue, que l’on utilise pour les engrais, est généralement la moins transformée. Un second produit compacté de teneur satisfaisante pour les engrais est mesuré afin de permettre son mélange avec des produits à base d’azote ou de phosphore pour des applications agricoles à grande échelle. Ce produit devra tout d’abord être soumis au compactage, de même que le troisième produit de potasse de qualité industrielle, qui doit en outre passer par une étape de lixiviation afin d’améliorer sa pureté pour atteindre une teneur en chlorure de potassium supérieure à 99 %. La potasse de qualité industrielle représente environ un dixième du marché total de la potasse. On l’utilise comme matière première dans l’industrie de l’électrolyse, qui commercialise à son tour ses produits en tant que matières premières pour le recyclage de l’aluminium, l’électrodéposition, le traitement de l’eau, le dégivrage, la fabrication de savon, la production alimentaire, et à bien d’autres fins.

Des coûts plus élevés


Une partie des augmentations des dépenses en capital estimées révélées par K+S ces dernières années est imputable à la nouvelle conception de l’usine de transformation. Lorsqu’elle a commencé le projet, le coût en capital estimé était de 3,25 milliards $. En 2013, la société a revu son budget, qui est désormais estimé à 4,1 milliards $.

D’après M. Farris, cette augmentation s’explique par trois facteurs. Tout d’abord, Potash One avait prévu de faire un seul et unique produit non compacté ; l’équipement de transformation nécessaire à la nouvelle conception est bien plus important. Ensuite, le projet a également « rationalisé » l’estimation initiale à une évaluation plus récente des coûts du matériel et de la main-doeuvre, et notamment du coût de construction de l’usine de transformation.

Enfin, M. Farris ajoute que « de nombreux changements d’écoulent du fait que nous avons investi dans notre propre infrastructure ». En tant que projet sur un site vierge, Legacy implique que les connexions ferroviaires et portuaires sont construites ex nihilo. K+S a conclu un accord avec Canadien Pacifique pour transporter ses produits par voie ferroviaire vers les marchés intérieurs et vers un port en Colombie-Britannique où il devra développer des installations. Canadien Pacifique construit actuellement une ligne de collecte principale, mais K+S devra fournir l’infrastructure pour les exportations.

À une époque où les projets de développement des sites vierges ont été suspendus partout dans le monde, et où le marché de la potasse plus particulièrement est mis à mal, K+S reste confiant que ses milliards investis seront payants à long terme. « Pour nous, il ne sagit pas d’un simple investissement sur dix ans », déclare M. Farris. K+S a un siècle d’exploitation minière en Allemagne à son actif, mais c’est la Saskatchewan qui hérite de son expérience.

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Traduit par Karen Rolland

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