L'exploitation des ressources minérales représente depuis l'Antiquité un secteur économique majeur. Son apport est en effet indispensable au développement des sociétés, mais son impact sur l'environnement pose la question de la responsabilité des acteurs concernés. Une de ses manifestations les plus impressionnantes mais aussi catastrophiques est le Drainage Minier Acide (ou DMA).
Depuis plusieurs millénaires, l'Homme exploite les ressources de la Terre, notamment par l'extraction de métaux comme le cuivre, l'étain, le fer, l'or ou l'argent. Aujourd'hui, les métaux recherchés sont beaucoup plus nombreux et variés (plomb, nickel, platine, titane...), mais ils sont également bien plus rares. De manière générale, le rendement d'un minerai est très faible par rapport au volume de roche qui le contient. C'est pourquoi l'industrie minière génère d'immenses quantités de déchets, qui sont dans la majorité des cas entreposés sous forme de talus à proximité de la zone exploitée.
Ces volumes, une fois extraits des mines et/ou des carrières, sont alors exposés aux conditions atmosphériques. Cependant, les gravats, issus des roches, sont à l'origine formés par des processus géologiques bien particuliers, et les conditions de leur formation sont différentes de celles présentes dans l'atmosphère. En effet, les métaux sont le plus souvent concentrés dans des gisements riches en sulfures, qui se forment dans des conditions réductrices (gain d'électrons). Au contraire, l'atmosphère est un milieu oxydant (perte d'électrons). En milieu oxydant, les sulfures ne sont pas stables, tandis que les sulfates le sont. C'est pourquoi, lors de l'exposition à l'air libre et à la pluie de minerais riches en sulfures, il s'établit un rééquilibrage chimique (transformation des sulfures en sulfates). C'est cette réaction qui est à l'origine du DMA.
Mécanisme principal d'oxydation des minéraux sulfurés
L'eau qui s'infiltre dans les déchets miniers oxyde les minéraux sulfurés qu'ils contiennent, essentiellement de la pyrite, au contact de l'oxygène. Les produits de cette réaction sont des hydroxydes de fer et des sulfates. Les sulfates, contrairement aux sulfures, sont très solubles et donc très mobiles. L'acidité acquise par l'eau d'infiltration permet alors la mise en solution de métaux autres que le fer, également présents dans les minerais sulfurés mais bien plus toxiques, tels que l'arsenic, le plomb, le zinc, le cuivre, ou le cadmium. L'eau, après avoir traversé les dépôts, ruisselle ensuite pour rejoindre le réseau hydrographique en aval.
Exemple de DMA à proximité d’une ancienne mine de plomb, Parc National des Cévennes (Crédit photo : Olivier Pourret)
Cet effluent acide et riche en oxydes de fer (couleur rouille caractéristique), est une conséquence directe du DMA. Il peut être observé sous forme de sources, dans des zones où le substrat est riche en sulfures. C'est d’ailleurs la raison pour laquelle il peut être recherché par les prospecteurs miniers pour localiser un gisement.
Il est ainsi facile de comprendre en quoi l'effet du DMA sur la biodiversité avoisinante est dévastateur. L'acidité qu'il provoque au sein de la rivière qu'il rencontre est mortelle pour quasiment toutes les espèces animales et végétales initialement présentes. A un pH de 6, certaines espèces de poissons et de plantes subsistent, mais pour un pH en deçà de 5, seules quelques bactéries et algues parviennent à se développer. Dans des cas extrêmes, si le DMA est très concentré et que le débit de l'eau douce est relativement faible, le pH du mélange peut alors atteindre une valeur de 3. De plus, les éléments traces métalliques mis en solution contaminent durablement les sédiments du lit des rivières, en formant des complexes très stables avec de la matière organique par exemple.
Malgré des conséquences dramatiques d'un point de vue environnemental, l'impact du DMA a longtemps été négligé par les exploitants à cause d'un manque de législation précise sur le sujet (le cas est particulier dans le sens où l'activité en elle-même n'est pas directement responsable du DMA). Les sanctions étant généralement minimes, les entreprises concernées ont plutôt tendance à payer des amendes peu élevées. Cependant, au cours des deux dernières décennies, la prise de conscience des enjeux environnementaux relatifs aux activités anthropiques a suscité une volonté d'agir au sein des gouvernements. Des pays très touchés comme le Canada ont lancé des programmes de développement de solutions d'atténuation et de prévention du DMA, tels que le programme NEDEM3 (Neutralisation des Eaux de Drainage dans l'Environnement Minier).
La principale solution développée à l'heure actuelle consiste à isoler les minerais riches en sulfures de l'atmosphère, c'est-à-dire empêcher leur contact avec l'oxygène de l'air et/ou les eaux d'infiltration. Pour y parvenir, deux procédés sont utilisés. Le premier est d'enfouir les déchets miniers sous le niveau de la nappe locale, pour qu'ils soient saturés en eau (l'oxygène est peu soluble dans les eaux calmes). L'eau procure ainsi au minerai une protection vis-à-vis de l'atmosphère, en préservant ses conditions de stabilité (milieu réducteur). Le second procédé est la mise en place, sur le talus, d'une couverture imperméable (par exemple une couche argileuse). Ceci permet de contrôler l'infiltration des eaux de pluie et de limiter le drainage du minerai. Ces deux méthodes peuvent être appliquées selon leur faisabilité au cas par cas, cependant elles font encore l'objet de recherches actives (Université de Sherbrooke ; Université du Québec à Montréal).
Le DMA représente aujourd'hui un enjeu majeur pour les industries minières. Avec la sensibilisation progressive des pouvoirs publics sur le sujet, des mesures incitatives et de nouvelles normes ont commencé à voir le jour. De plus, le public en général est de plus en plus concerné et exigeant vis-à-vis des engagements des entreprises en faveur de l'environnement. Celles-ci sont donc amenées à agir, à la fois pour défendre leur image et satisfaire les demandes du marché. Le risque d'engendrer de nouvelles sources de DMA semble ainsi diminué. Cependant, même si les perspectives sont prometteuses, le DMA reste pour autant une problématique d'actualité fondamentale, notamment dans les pays émergents comme la Chine, l'Inde et plusieurs états africains. Ces nouvelles économies, grandes consommatrices en matières premières et/ou avec de grandes capacités d'exportation, demeurent peu regardantes sur les questions d'impact environnemental de leur essor. C'est donc là que réside le véritable danger du DMA à court-moyen terme, et que les acteurs ont l'opportunité de mettre à profit l'expérience acquise au cours de l'Histoire industrielle.
Aller plus loin :
Jébrak M. et Marcoux E., 2008. Géologie des ressources minérales, Ressources naturelles et Faune, Québec, ed. MRNF, Québec ; 667 p.
Bureau des Recherches Géologiques et Minières, 2010.
Site réalisé par le BRGM, entièrement dédié au DMA. Disponible sur : http://www2.brgm.fr/DMA/, Ministère des ressources naturelles du Canada, 2010.
Portail du Ministère des ressources naturelles du Canada en ligne.
Date de consultation : 07/05/10. Disponible sur : http://www.nrcan-rncan.gc.ca/com/
Université de Sherbrooke, 2010.
Présentation de projets de recherche sur la neutralisation du DMA.
Disponible sur : http://www.usherbrooke.ca/gcivil/domaines/geotechnique/themes-de-recherche/
