Chaque année, nous accumulons assez de résidus miniers* pour créer une montagne 100 fois plus haute que l’Everest, soit environ 10 milliards de tonnes. Jamais l’expression « montagne de déchets » n’a été aussi littérale. Cette masse colossale soulève d’importants enjeux environnementaux et sociaux. Pour y faire face, il faudrait une solution capable de tout faire à la fois : solidifier la structure de la montagne, immobiliser les poussières toxiques et stabiliser les métaux dangereux. Afin de répondre à ce défi, la recherche s’est penchée sur des alliées inattendues.
Au cœur des opérations minières, parmi la machinerie et les nuages de poussière, on trouve des espèces invisibles à l’œil nu que l’on appelle bactéries*. Ce sont elles qui pourraient être la clé des défis de l’industrie minière! Ces bactéries savent se transformer en ouvrières du futur, assemblant poussière par poussière cette montagne de résidus miniers, pour la consolider.
Chemin de vie des bactéries devenues maçonnes
Certaines bactéries, aussi microscopiques qu’elles soient, possèdent une capacité surprenante : produire du ciment. Cette propriété pourrait bien être la clé pour résoudre les problèmes des résidus miniers. En transformant l’urée, une substance naturellement présente dans les organismes vivants, ces bactéries créent un ciment solide et naturel appelé calcite* (Figure 1). Lorsque ce composé se forme entre les particules des résidus miniers, il les lie et les solidifie, empêchant la dispersion de poussières et le relargage de métaux toxiques. En fait, les Romains utilisaient déjà la calcite dans la construction d’aqueducs qui tiennent encore debout après 1 500 ans, preuve de la durabilité de ce matériau.
La réaction de biocimentation peut être initiée en ajoutant de l’urée par mélange mécanique ou simple pulvérisation sur la montagne de résidus miniers, créant ainsi une couche stabilisatrice à son cœur ou à sa surface.
La biocimentation, déjà testée à petite échelle en Australie, au Canada et en Chine, pourrait être déployée massivement pour sécuriser des zones minières entières dans ces pays. Utilisant des ressources naturelles, les premiers essais montrent que cette méthode est à la fois durable, peu coûteuse et facile d’opérations. Des qualités de premier ordre pour l’industrie minière.
Poussières sous contrôle
Les résidus miniers génèrent de fines poussières qui se propagent dans l’air et peuvent parcourir de grandes distances, menaçant la santé des personnes travailleuses, des populations et des écosystèmes. Dans ce contexte, la biocimentation agit comme un bouclier naturel. La calcite formée entre les particules crée un immense réseau semblable au ciment qui les immobilise et prévient leur dispersion par le vent. En Zambie, les contaminations en plomb et arsenic d’une mine abandonnée ont ainsi pu être évitées.
Ce simili-ciment a aussi l’avantage d’être un matériau solide qui renforce la stabilité géotechnique* des amas de résidus miniers. En effet, ces amas de résidus miniers atteignent généralement des hauteurs de 50 mètres et couvrent des superficies jusqu’à 100 hectares, l’équivalent de la moitié du parc du Mont-Royal à Montréal. Il est crucial que de telles structures, à la fois massives et potentiellement dangereuses, soient consolidées pour éviter des effondrements catastrophiques, comme celui vécu à Brumadinho au Brésil en 20198 lorsque la rupture géotechnique a libéré une coulée de résidus causant le décès de 270 personnes. La biocimentation est donc une double victoire pour la sécurité et l’environnement. C’est d’ailleurs la remarquable solidité de la calcite qui permet aux bactéries d’être des candidates prometteuses pour également devenir les alliées de la construction de demain !
Métaux encapsulés pour des eaux de meilleure qualité
Au-delà du contrôle des poussières, la biocimentation réussit également le défi de réduire la contamination des eaux par l’industrie minière. En effet, les résidus miniers contiennent souvent des métaux et autres substances toxiques, capables de s’infiltrer dans les sols, d’acidifier les eaux et de contaminer les nappes phréatiques. Ce phénomène, connu sous le nom de drainage minier* a des impacts désastreux sur la faune, la flore et l’être humain. Bien que beaucoup de moyens sont mis en œuvre pour résoudre le problème, rares sont les solutions économiquement avantageuses et respectueuses de l’environnement. C’est là que nos alliées microscopiques interviennent. Grâce à la calcite produite par les bactéries, les contaminants sont encapsulés dans des particules, ce qui limite leur transport jusque dans les eaux (Figure 2). Les résultats sont prometteurs, car plusieurs études ont déjà montré une réduction significative du transport des métaux toxiques dans les eaux. En rendant les amas de résidus non polluants, cette technologie offre une barrière supplémentaire contre la dégradation des écosystèmes.
Le pari gagnant des biotechnologies pour l’avenir minier
La biocimentation est un exemple frappant de collaboration entre l’être humain et la nature. Alors que les approches industrielles classiques tentent souvent de contrôler et dominer les forces naturelles, cette technologie s’appuie sur elles pour atteindre des objectifs durables. Si l’industrie minière a un pari à prendre pour les prochaines années, c’est bien celui de la biocimentation comme double protection pour l’écosystème et la santé humaine. Grâce à ces alliées microscopiques, nous pourrions non seulement réparer les dommages du passé, mais aussi bâtir l’environnement de demain. L’ère de la révolution verte a sonné pour l’industrie minière, comment réagira-t-elle?
Lexique
Bactéries : Organismes microscopiques unicellulaires bénéfiques ou pathogènes et omniprésents dans l’environnement.
Calcite : Forme cristalline du carbonate de calcium (CaCO3) obtenue après réaction entre le calcium et le dioxyde de carbone.
Drainage minier : Processus par lequel l’eau, en contact avec les résidus miniers, s’acidifie et se charge en métaux toxiques.
Résidus miniers : Déchets solides générés par l’extraction et le traitement des minerais.
Géotechnique : Étude du comportement mécanique des sols et des roches afin d’assurer la stabilité et la sécurité des structures.
Découvre l'autrice
Eléonore Lagae Capelle (elle)
Eléonore porte un fort intérêt aux enjeux de la transition écologique et à la réduction des impacts industriels sur les écosystèmes. Ses travaux de recherche se concentrent notamment sur l’utilisation de la chimie et de la biochimie environnementales pour prévenir le relargage de métaux toxiques dans l’environnement. Personne engagée, elle trouve son équilibre entre la science, la vulgarisation et l’implication dans sa communauté.
