Pour chaque baril de bitume extrait en Alberta, environ 1,5 baril de volume de résidus non recyclables est produit. Rien qu'en 2019, environ 1,5 million de barils de résidus ont été produits, ce qui prendrait cinq à 10 ans pour nettoyer et retourner au paysage.

Depuis 2017, plus de 1,2 milliard de mètres cubes de résidus liquides se sont accumulés dans la région de la forêt boréale du nord de l'Alberta, assez pour enfouir toute la province sous plus de 1,8 mètre de déchets fluides.

Les résidus représentent le plus gros passif pour les sables bitumineux. Une enquête menée par l'Alberta Energy Regulator estime que les coûts totaux de nettoyage des installations d'exploitation minière des sables bitumineux s'élèvent à environ 130 milliards de dollars et les critiques ont exprimé la crainte qu'un ralentissement économique ne fasse tomber ces coûts sur les épaules des contribuables.

Pourtant, les exploitants de sables bitumineux restent déterminés à restaurer les forêts boréales qui ont été perturbées par les activités minières. En tant que chercheur scientifique qui étudie l'assainissement et la biotechnologie, Je travaille avec l'industrie et des collaborateurs pour développer des solutions qui aideront à nettoyer la grande quantité de résidus actuellement stockés dans la région des sables bitumineux, y compris les approches de remise en état fondées sur la nature.

Pourquoi la remise en état est-elle si difficile ?

Les résidus de sables bitumineux sont un mélange d'eau, sable en suspension, argile et bitume résiduel. Ils sont le sous-produit du traitement du minerai concassé avec de l'eau chaude pour libérer le bitume piégé.

Les résidus sont stockés dans des bassins, où le matériau le plus lourd se dépose rapidement au fond, libérer de l'eau pour la réutiliser dans le processus d'extraction. Les solides fins restants, comme l'argile, continuer à se déposer et augmenter en densité jusqu'à ce que le matériau soit suffisamment sec pour être utilisé dans le paysage récupéré - un processus qui peut prendre jusqu'à 150 ans s'il n'est pas traité.

Une coquille d'eau se forme autour des particules d'argile, les empêchant d'interagir et leur permettant de rester suspendus, même lorsque les particules plus grosses se déposent. Cette suspension peut être fine, comme le lait au chocolat, ou épais, comme du pudding. L'eau doit être retirée afin que le matériau puisse être utilisé pour remplir les fosses minières vides et supporter le poids du sable propre et de la terre végétale nécessaires pour récupérer le paysage. On ne peut pas planter une forêt sur une base de pudding.

Si les résidus enfouis sont trop fluides, le sol sera instable. Plusieurs technologies sont actuellement utilisées pour éliminer l'eau des résidus tels que les polymères séparateurs d'eau et les centrifugeuses géantes, cependant, ceux-ci ne sont pas rentables étant donné l'immense volume de résidus stockés et peuvent encore ne pas retirer suffisamment d'eau pour la récupération.

Des solutions basées sur la nature

Au cours des 20 dernières années, les scientifiques ont fait des progrès considérables dans leurs recherches sur la façon dont la nature peut aider à résoudre les problèmes d'origine humaine tels que les perturbations des terres. Cela comprend plusieurs études évaluant la croissance des plantes sur les résidus de sables bitumineux et la possibilité d'utiliser des plantes pour résoudre le problème du volume des résidus.

Les plantes sont très efficaces pour extraire l'eau piégée du sous-sol et la relâcher dans l'environnement dans un processus appelé évapotranspiration. Par exemple, les peupliers poussant dans le sol transpirent entre six litres et 757 litres d'eau par jour, selon la taille et l'état de l'arbre. Cependant, les résidus ne sont pas particulièrement favorables à la croissance des plantes car ils peuvent manquer de nutriments tels que l'azote et contiennent souvent des hydrocarbures, acides naphténiques, sels et métaux lourds.

Les exploitants de sables bitumineux s'efforcent d'éviter d'introduire des espèces végétales non indigènes dans le nord de l'Alberta afin d'éviter d'autres perturbations de l'écosystème. Cela limite la sélection de plantes aux espèces boréales rustiques, qui souvent ne partagent pas la même vigueur que les croissances rapides, les espèces envahissantes. La recherche suggère, cependant, que l'ajout de suppléments favorisant la croissance des plantes peut aider à surmonter certains des défis auxquels sont confrontées les espèces indigènes.

Dans une étude récente financée par l'industrie, qui est en attente de publication dans une revue à comité de lecture, nous avons découvert que la combinaison d'un composé riche en protéines appelé hydrochar avec une collection de différents types de bactéries augmentait les nutriments disponibles pour les plantes, dont l'azote, et favorisé leur croissance sur les résidus.

Plus les plantes poussaient, plus les résidus devenaient secs et solides. Après 3,5 mois, les plantes avaient non seulement séché les résidus, ils les avaient enrichis de matières organiques telles que des fibres de racines, et amélioré la structure des résidus solides en sécrétant des molécules organiques. Le résultat final était des résidus qui ressemblaient plus à de la terre qu'à de l'argile séchée.

Cette étude de validation de principe s'est limitée à un grand nombre de expérience extérieure de serre chaude, mais le concept a pris de l'ampleur au sein de l'industrie au sens large. Des essais sur le terrain sont ciblés pour 2023 où des espèces de plantes boréales indigènes seraient utilisées pour sécher les résidus dans un petit fosse à résidus expérimentale avant la remise en état. Les opérateurs financent également des recherches utilisant des drones et des îles flottantes pour déterminer comment déployer les semis sur les bassins de résidus en préparation pour la fermeture.

Bien qu'il reste encore du travail à faire avant que l'industrie des sables bitumineux puisse utiliser des plantes pour éliminer l'eau des résidus, il y a encore beaucoup de potentiel. Une stratégie d'assainissement à base de plantes est une technologie passive, ce qui en fait un outil potentiellement rentable qui pourrait atténuer le risque de responsabilité auquel sont confrontés les exploitants de sables bitumineux et les Canadiens en augmentant la vitesse de remise en état dans la région des sables bitumineux.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.