Code de pratiques écologiques pour les mines de métaux : chapitre 3

3. Préoccupations environnementales au cours du cycle de vie d'une mine

• 3.1 Exploration et étude de faisabilité
• 3.2 Planification et construction
  • 3.2.1 Planification
  • 3.2.2 Construction
• 3.3 Exploitation de la mine
  • 3.3.1 Extraction du minerai
  • 3.3.2 Traitement du minerai
  • 3.3.3 Sources potentielles de contamination dans l'effluent
  • 3.3.4 Entreposage des résidus miniers
  • 3.3.5 Gestion des eaux
  • 3.3.6 Préoccupations relatives à la qualité de l'air
  • 3.3.7 Préoccupations relatives à l'environnement terrestre
  • 3.3.8 Activités de fermeture progressive de la mine durant la phase d'exploitation
• 3.4 Fermeture de la mine

3.1 Exploration et étude de faisabilité

Les préoccupations environnementales susceptibles de se manifester au cours de la phase d'exploration et d'étude de faisabilité sont résumées au tableau 3.1. La plupart des activités d'exploration préliminaire sont relativement peu perturbatrices et leur incidence sur l'environnement demeure limitée et à court terme, surtout en comparaison avec les répercussions associées aux autres phases du cycle de vie de la mine. Durant l'exploration préliminaire, les allées et venues sont rarement fréquentes et les camps de travail se limitent habituellement à des tentes où résident quelques personnes durant de courtes périodes. Dans la plupart des régions, le principal effet environnemental associé à la phase d'exploration préliminaire est le bruit des avions qui effectuent les levés aériens et risquent de perturber les animaux sauvages. Le déboisement en vue des levés géophysiques produit des effets environnementaux d'ampleur variable en fonction de la largeur des bandes déboisées et de leur nombre dans une même région.

Le forage au diamant risque aussi d'avoir une incidence. Il peut s'avérer nécessaire d'ouvrir des routes d'accès, par exemple. Cette procédure nécessite en outre la préparation des sites de forage, le transport, l'entreposage et la manutention de carburants, l'installation de campements pour les équipes de forage et les géologues, des installations de traitement des résidus de forage et une infrastructure de gestion et d'approvisionnement du camp. Toutes ces activités risquent de perturber l'environnement.

Le risque d'effets environnementaux augmente parallèlement à l'intensité des activités d'exploration. La multiplication des forages au diamant qui accompagne l'exploration avancée augmente le risque d'effets environnementaux. En outre, l'échantillonnage en vrac peut entraîner le rejet de contaminants dans l'eau et l'air, ainsi que du bruit et des vibrations susceptibles de nuire aux animaux sauvages. Les programmes d'exploration avancée exigent des installations d'hébergement et une infrastructure également susceptibles d'avoir une incidence. Bien que l'échantillonnage en vrac fasse partie des activités d'exploration avancée, il peut causer des effets environnementaux semblables à ceux recensés au cours de la phase d'exploitation de la mine, mais à plus petite échelle.

Comme les activités liées aux études de faisabilité sont le prolongement des activités d'exploration avancée, elles suscitent des préoccupations environnementales semblables.

3.2 Planification et construction

3.2.1 Planification

Du point de vue environnemental, la phase de planification est cruciale. Toutes les évaluations environnementales requises doivent avoir été effectuées et tous les permis environnementaux pertinents doivent avoir été obtenus avant qu'un projet puisse aller de l'avant. C'est aussi durant cette phase qu'on élabore toute une série de plans couvrant tous les aspects environnementaux de l'exploitation du site.

3.2.2 Construction

Préparation du site et construction de l'infrastructure de la mine

La préparation du site (défrichage, décapage et nivellement) et la construction de l'infrastructure peuvent avoir d'importantes répercussions environnementales, comme l'indique le tableau 3.2. Les préoccupations potentielles ont trait aux incidences sur la qualité de l'air et de l'eau, sur les écosystèmes aquatiques, sur la qualité du sol et sur les écosystèmes terrestres.

Établissement du chantier

Durant la phase de construction, la gestion des stériles et des eaux d'exhaure constitue la principale préoccupation liée à l'établissement du chantier minier. Cette préoccupation est plus longuement discutée à la section 3.3. En outre, la poussière, le bruit et les vibrations qui résultent de l'établissement du chantier, en particulier le forage et les sautages, risquent d'avoir des effets néfastes sur l'environnement.

3.3 Exploitation de la mine

Extraction du minerai

Les principales préoccupations environnementales associées aux activités d'extraction de minerai sont les dépôts de stériles et le rejet d'eaux d'exhaure. L'entreposage des stériles ainsi que la gestion et le traitement de l'eau font l'objet de plus amples explications ci-dessous. Les activités d'extraction de minerai peuvent en outre nuire à l'environnement à cause de la poussière, du bruit et des vibrations qui résultent surtout du forage et des sautages, mais aussi des activités de transport.

Les mines à ciel ouvert sont très différentes des mines souterraines en ce qui a trait à la gestion environnementale qu'elles requièrent (voir le tableau 3.3). Une des principales différences réside dans l'ampleur des perturbations en surface, beaucoup plus importantes dans le cas des mines à ciel ouvert, lesquelles génèrent également beaucoup plus de stériles que les mines souterraines.

3.3.2 Traitement du minerai

Les principales préoccupations environnementales associées au traitement du minerai ont trait à l'entreposage des résidus miniers et à la gestion de l'effluent qui en résulte. L'entreposage des résidus miniers est décrit plus en détail ci-dessous. On doit en outre se préoccuper du risque de déversement et d'accident, deux facteurs susceptibles d'entraîner le rejet de contaminants tels que les réactifs chimiques employés dans le traitement du minerai.

3.3.3 Sources potentielles de contamination dans l'effluent

Drainage acide : les minéraux sulfurés, qui constituent les minéraux métallifères de nombreux métaux communs, par exemple le cuivre, le plomb et le zinc, se retrouvent partout dans les gisements de minerai. Comme les sulfures sont également présents dans la roche hôte des gisements de minerai, on les retrouve couramment dans les stériles. Les sulfures ont une grande importance au point de vue environnemental puisque, en présence d'eau et d'oxygène, ils peuvent s'oxyder et produire de l'acide sulfurique. C'est ce qu'on appelle couramment le drainage acide, eaux de drainage acide, drainage minier acide ou encore drainage rocheux acide. Il en résulte des effluents chargés de métaux et à faible pH. S'il ne fait pas l'objet d'une gestion attentive, le drainage acide peut avoir de graves effets nocifs sur les écosystèmes aquatiques et obliger le propriétaire ou l'exploitant de la mine à assumer une responsabilité et des coûts de traitement à long terme.

Effluents alcalins : Comme plusieurs procédés de séparation du minerai, en particulier la méthode par flottation, atteignent une efficacité maximale en milieu alcalin, on emploie des additifs chimiques pour faire grimper le pH, parfois jusqu'à 10 ou 11, au cours du procédé. C'est pourquoi les effluents d'installations de traitement du minerai sont souvent alcalins, même au point de rejet final. En certains endroits, il faut rajuster le pH pour réduire l'alcalinité de l'effluent avant de le rejeter.

Lixiviation des métaux : Les eaux usées des installations d'extraction et de traitement du minerai peuvent renfermer des métaux présents à l'état naturel dans la roche. Comme la plupart des métaux se dissolvent plus facilement dans l'eau à faible pH, la concentration de métaux est souvent élevée dans le drainage acide. La lixiviation des métaux peut cependant se produire dans certains cas où le drainage acide n'est pas préoccupant.

Cyanure : Le cyanure sert à récupérer l'or dans plusieurs installations de traitement de minerai d'or. Une partie du cyanure est réinjectée dans le procédé, mais le reste est rejeté dans les résidus miniers. C'est pourquoi les eaux usées d'installations minières dotées d'unités de cyanuration peuvent renfermer du cyanure et un certain nombre de composés cyanurés.

Comme certains circuits de séparation par flottation utilisent aussi de petites quantités de cyanure, des composés cyanurés sont parfois présents dans l'effluent des résidus miniers de certaines unités de flottation de métaux communs.

Ammoniac : L'effluent des exploitations minières peut renfermer de l'ammoniac résultant de l'utilisation de nitrate d'ammonium et de mazout (ANFO) comme explosif. Tout déversement de nitrate d'ammonium lors des préparatifs des sautages ou tout résidu laissé par la suite risque de contribuer à accroître la concentration d'ammoniac dans les eaux usées. La décomposition des déchets cyanurés peut aussi produire de l'ammoniac.

Solides en suspension : L'effluent peut renfermer des solides en suspension, que ce soient des matières colloïdales (non décantables) ou décantables. Le rejet d'effluents à forte teneur en solides en suspension risque d'occasionner tout un éventail de problèmes dans les milieux aquatiques comme par exemple en entravant l'absorption de l'oxygène par les poissons et en diminuant la luminosité disponible pour les plantes aquatiques. Selon la composition des solides en suspension, la décantation peut aussi entraîner la contamination des sédiments, surtout s'il s'agit de métaux.

Thiosels : Les thiosels sont des composés d'oxyde de sulfure incluant le thiosulphate (S₂O₃^2-) et les polythionates (S_xO₆^2-), lesquels se forment lorsqu'une oxydation partielle survient lors du broyage et de la flottation de certains minerais sulfurés en milieu alcalin. Le problème des thiosels tient à leur capacité à s'oxyder dans l'eau pour former de l'acide sulfurique qui abaisse le pH des eaux réceptrices et a une incidence sur la mobilité des métaux, ce qui pourrait avoir des conséquences importantes sur les organismes aquatiques qui y vivent.

3.3.4 Entreposage des résidus miniers

Lorsqu'on planifie l'entreposage des stériles et des résidus miniers, on peut prévoir les risques de lixiviation des métaux et de drainage acide et en tenir compte dans la conception des haldes de stériles et des parcs à résidus miniers.

S'il existe un risque de drainage acide, plusieurs méthodes peuvent être employées pour prévenir ou limiter ce phénomène. Selon le NEDEM¹, le confinement subaquatique est la méthode la plus efficace pour prévenir le drainage acide. L'entreposage des stériles ou des résidus miniers sous l'eau a pour effet de réduire de manière importante l'exposition des matériaux à l'oxygène. Les réactions d'oxydation étant réduites, il en résulte donc une diminution quant au risque de drainage acide de même que du problème lié à la lixiviation des métaux.

S'il est impossible de prévenir le drainage acide, on peut employer plusieurs méthodes, seules ou combinées, pour le limiter :

• les couvertures sèches, qui limitent l'infiltration d'eau par l'alternance de couches de matériaux plus ou moins poreux;
• les couvertures sèches faites de matériaux innovateurs, comme les boues d'épuration stabilisées à la chaux ou les boues d'usines de pâtes et papiers;
• les géomembranes imperméables qui empêchent l'infiltration du drainage acide dans les matériaux sous-jacents;
• la congélation des stériles ou des résidus miniers en milieu pergélisolé;
• l'ajout direct de chaux ou d'une autre substance alcaline;
• le relèvement de la nappe aquifère pour empêcher la production d'acide sous la nappe aquifère;
• l'utilisation des résidus miniers comme matériaux de remblayage dans la mine ou leur entreposage dans les mines à ciel ouvert épuisées.

Entreposage des stériles et des résidus miniers

La production de stériles et de résidus miniers a lieu tout au long de la phase d'exploitation de la mine, et ces deux produits génèrent des effluents. L'effluent des stériles est souvent dirigé vers l'aire d'entreposage des résidus miniers, où il subit un traitement avant d'être définitivement rejeté, mais il arrive aussi qu'il aboutisse dans des installations de traitement distinctes.

Dans la gestion des résidus miniers, il faut d'abord et avant tout prévenir ou limiter le rejet de contaminants susceptibles d'avoir de graves répercussions sur l'environnement. L'infiltration d'eau souterraine est également préoccupante dans les haldes de stériles et des parcs à résidus miniers, puisqu'elle peut éventuellement s'accompagner d'un rejet de contaminants à travers une couche de fondation perméable ou une autre instabilité du sol.

La défaillance d'une digue ou d'un autre ouvrage de confinement employé pour gérer les résidus miniers pourrait avoir de graves répercussions sur l'environnement et présenter des risques majeurs pour la santé humaine.

Gestion des boues de traitement

On traite souvent le drainage acide par l'ajout de chaux, un procédé qui laisse une boue comme sous-produit. Cette boue, de composition variable, peut renfermer divers métaux. Le volume de boue produite est considérable, excédant parfois le volume des résidus miniers produits au cours du cycle de vie de la mine. En général, on entrepose les boues sur place, mais il arrive aussi qu'on les envoie à une fonderie, où elles sont recyclées.

L'incertitude persiste quant à la stabilité chimique à long terme de plusieurs boues; elles risquent éventuellement de devenir une nouvelle source de rejet de métaux.

3.3.5 Gestion des eaux

La principale préoccupation environnementale de la plupart des mines de métaux du Canada réside dans la gestion des eaux et des eaux usées. Pour être efficaces, les programmes de gestion des eaux peuvent comprendre la prise de mesures aux fins suivantes :

• séparer l'eau propre de l'eau contaminée afin de réduire les exigences en matière de traitement des effluents;
• contrôler et régler les problèmes d'exfiltration des ouvrages de confinement des résidus miniers;
• réduire l'utilisation de l'eau;
• recycler l'eau pour la réutiliser dans les procédés de traitement;
• réduire les répercussions sur le régime des eaux souterraines.

Parmi les mesures utiles pour la gestion des eaux figurent les fossés de drainage destinés à détourner les eaux extérieures au site, ainsi que les fossés de drainage et les dérivations visant à contrôler l'écoulement et à prévenir la contamination de l'eau sur le site afin d'empêcher les eaux contaminées de quitter le site avant d'être traitées.

3.3.6 Préoccupations relatives à la qualité de l'air

Les répercussions des activités minières sur la qualité de l'air sont surtout associées au rejet de particules dans l'air. L'utilisation de véhicules et de génératrices peut aussi causer l'émission de gaz à effet de serre et de divers polluants atmosphériques, dont des oxydes de soufre et d'azote, du monoxyde de carbone et des particules.

Le rejet de particules dans l'air peut résulter de diverses activités, notamment les sautages, le concassage, le chargement, le transport par véhicules motorisés et par convoyeurs. Les mines à ciel ouvert, les haldes de stériles, les parcs à résidus miniers et l'entreposage en tas représentent des sources potentielles de particules aéroportées.

Voici quelques méthodes courantes pour réduire au minimum les émissions de particules aéroportées :

• arroser les matériaux pour maintenir un niveau d'humidité superficielle suffisant;
• stabiliser la surface des matériaux en la vaporisant avec des produits chimiques acceptables au point de vue environnemental;
• rétablir la végétation de certains secteurs du site minier qui ne seront plus perturbés dans l'avenir;
• limiter le dépôt ou le transfert des matériaux;
• recouvrir les bennes ou les wagons pour réduire au minimum les rejets durant le transport des matériaux;
• sur les surfaces non asphaltées, imposer des limites de vitesse suffisamment basses pour réduire au minimum la poussière soulevée par les véhicules, compte tenu des conditions météorologiques locales;
• employer des silos, des trémies ou d'autres bâtiments d'entreposage du minerai ou du concentré afin d'éliminer les problèmes de poussière et de positionner les matériaux en vue du chargement ou du transfert;
• employer des convoyeurs abrités ou intérieurs;
• employer des dépoussiéreurs à sacs filtrants ou électriques aux sources de rejet ponctuelles, comme les cheminées des séchoirs de concentré;
• recouvrir les dépôts en tas et les autres matériaux susceptibles de produire des rejets;
• interrompre temporairement l'exploitation si les conditions météorologiques provoquent une hausse inacceptable des risques de rejet important de particules dans l'air.

3.3.7 Préoccupations relatives à l'environnement terrestre

Effets sur les végétaux

Le décapage des affleurements dans le cadre de l'exploration et le défrichage du site en vue de la construction de la mine peuvent avoir des répercussions majeures à l'échelle locale sur les communautés végétales. En outre, comme ces communautés constituent des habitats fauniques, leur destruction peut entraîner la disparition d'aires de reproduction locales, de corridors fauniques ou d'autres éléments essentiels pour la faune locale. La contamination résultant de l'exploitation minière risque aussi de toucher les végétaux terrestres. En effet, les émissions de particules aéroportées et les exfiltrations d'eau souterraine ou de surface peuvent transporter des métaux vers les écosystèmes terrestres voisins du site minier.

Dans certains cas, l'assimilation des contaminants provenant des sols dans les régions minières peut contribuer à perturber la végétation. Dans ces cas, la végétation pourrait cesser de croître ou croître difficilement.

Effets sur la faune

L'exploitation minière peut avoir des répercussions sur les espèces fauniques en raison de la dégradation ou de la destruction de l'habitat. Les activités minières risquent par exemple de perturber les voies de migration, les aires de reproduction ou les aires de nidification. Elles peuvent aussi affecter certaines espèces qui ont une valeur culturelle significative pour les communautés locales. Dans tous les cas, la plupart des grands mammifères sont chassés des sites miniers et des installations connexes. À long terme, certaines grandes espèces souffrent peu de ces déplacements, mais d'autres risquent de subir des contrecoups, plus ou moins majeurs selon l'espèce et l'importance de la perte d'habitat pour cette espèce.

À l'inverse, certaines espèces fauniques seront attirées par les sites miniers, surtout si la gestion des déchets alimentaires et des autres déchets susceptibles de les attirer fait défaut. Il peut s'ensuivre une augmentation des interactions entre humains et animaux, ce qui oblige à déplacer ou à éliminer les animaux dangereux pour les personnes qui travaillent sur le site.

À l'instar des végétaux, les animaux sauvages terrestres peuvent aussi être affectés par la contamination engendrée par les activités minières. Les sources de nourriture, notamment, peuvent devenir contaminées; certains contaminants, en particulier les métaux, se concentrent en remontant la chaîne alimentaire.

3.3.8 Activités de fermeture progressive de la mine durant la phase d'exploitation

L'extraction du minerai et les autres activités minières perturbent souvent de vastes superficies de sol. Si on omet de les stabiliser, les zones perturbées peuvent être sujettes à l'érosion éolienne et hydrique, ce qui risque de causer le soulèvement de poussières et des problèmes de qualité de l'eau dus à la sédimentation.

Durant la phase d'exploitation de la mine, on peut procéder à la remise en état du paysage, par exemple en réaménageant et en reprofilant le terrain ou en adoptant des mesures de lutte contre l'érosion. En plus de réaménager ou de modifier le relief, on peut aussi refaçonner le paysage en utilisant les sols mis en réserve pour rétablir la structure du sol et procéder au reverdissement.

3.4 Fermeture de la mine

À la fermeture de la mine, il faut viser les objectifs suivants :

• assurer la sécurité du public et des animaux sauvages en obturant les puits de mine et en empêchant tout accès par inadvertance aux ouvertures et autres infrastructures de la mine;
• prévoir un entreposage stable et à long terme des stériles et des résidus miniers;
• assurer l'autosuffisance du site et prévenir ou atténuer les effets environnementaux;
• remettre les zones perturbées en état, en fonction de leur utilisation prévue (p. ex. ramener les terrains perturbés à l'état naturel ou à un état permettant une autre utilisation acceptable).

Parmi les considérations environnementales relatives à la phase de fermeture de la mine, plusieurs sont communes à tous les types de mines de métaux. Certaines autres, par contre, touchent particulièrement certains sites, comme la décontamination des déchets radioactifs des mines d'uranium. Le tableau 3.4 présente un résumé des aspects à prendre en compte dans la phase de fermeture de la mine.

¹ Manuel du NEDEM, volume 4, Prévention et contrôle, février 2001, NEDEM 5.4.2d