Les mines orphelines : Composants d’un site minier

Les mines orphelines : Composants d’un site minier

Université Hassan II de Casablanca
Faculté des sciences Ben M’sick
Département de Géologie

Filière Sciences de la Terre et de l’Univers

Module : projet de fin d’étude
Parcours : Géologie des Mines et carrières
Les mines orphelines : gestion et réhabilitation
Les mines orphelines : gestion et réhabilitation

Sous la direction de :
ALIKOUSS Saida et NFISSI Samiha

Réalisé par :
KHADROUF Ismaail

Année Universitaire :
2018/2019

Résumé

L’industrie minière est un secteur d’activité mondial essentiel au développement économique. Malgré les conséquences positives résultantes de l’industrie minière au monde et au Maroc, elle est responsable de plusieurs impacts environnementaux au cours des phases du processus minier.

Plus particulièrement, c’est durant la phase d’exploitation que les écosystèmes naturels, se trouvant au-dessus des gisements, sont détruits par l’élimination du sol et de la végétation et par l’établissement de sites d’entreposage pour les rejets miniers.

Ainsi, l’extraction des ressources minières possède une durée définie alors que les impacts environnementaux associés, peuvent être visibles indéfiniment si aucune mesure corrective n’est apportée.

Quand l’extraction est terminée, la phase de la restauration est très importante puisqu’elle permet de remédier à ces impacts par la reconstruction de nouveaux écosystèmes et en redonnant au site une allure naturelle par le biais de la végétalisation.

Les sulfures contenus dans les résidus miniers générés par l’industrie minière et entreposés dans des parcs à rejets miniers, s’oxydent et produisent un lixiviat chargé de métaux toxiques, quand ils sont au contact de l’oxygène et de l’eau. Ce phénomène est nommé : Drainage Minier Acide (DMA).

Afin d’atténuer ce phénomène, plusieurs méthodes de gestion et de réhabilitation sont proposées pour les parcs à résidus miniers dans les mines orphelines (amendement alcalin, désulfuration…).

Une restauration dite responsable assure que les impacts sociaux et économiques positifs apportés par l’exploitation minière soient durables pour les prochaines générations.

Mots clés : Impact environnemental, mines orphelines, drainage minier acide, rejets miniers, gestion et réhabilitation.

Remerciements

Je tiens A remercier toutes les personnes qui ont contribué Au succès de mon travail et qui m’ont Aidée lors de la rédaction de ce mémoire.

Je voudrais D’Abord remercier, mon encadrante de mémoire Pr.ALIKOUSS SAIDA, professeure de minéralogie et pétrographie Dans faculté de science ben m’sik, département de géologie pour sa patience, sa disponibilité.

Je désire Aussi remercier les professeurs Pr.ZARHOUNI Youssef, Pr.MOUFLIH Mustafa, Pr.GHALEM Zahour et tous les membres d’enseignant de département de géologie.

J’Adresse Aussi mes sincères remerciements A Dr. NFISSI Samiha docteure Au laboratoire de géodynamique des chaines Anciennes département de géologie, faculté des sciences ben m’sik.

Aussi pour sa patience, sa disponibilité et surtout ses judicieux conseils, qui ont contribué à alimenter ma réflexion. Enfin, je remercie mes parentes qui ont toujours été là pour moi. Leur soutien inconditionnel et leurs encouragements ont été d’une grande Aide.

Table des matières

  • Introduction 6
  • I. Chapitre I : L’exploitation minière 7
  • 1. Composants d’un site minier 7
  • 1.1. Une mine 7
  • 2. Une mine orpheline 9
  • 3. La notion de restauration et réhabilitation 10
  • 4. Différentes installations et fonctionnement d’un site minier 10
  • 4.1. Les installations d’un site minier 10
  • 4.2. Étapes du fonctionnement d’un site minier 11
  • II. Chapitre II : Contexte législatif internationale des mines orphelines 15
  • 1. état des lieux des mines orphelin dans le monde 15
  • 2. Contexte législatif international des mines orphelines 15
  • III. Chapitre III : Le Secteur minier au Maroc 17
  • 1. Contribution de l’industrie minière à l’économie nationale 17
  • 2. Réformes du secteur minier marocain 19
  • 3. Inventaire sur les sites miniers orphelins au Maroc 20
  • IV. Chapitre IV : les impacts des mines orphelines 22
  • 1. Drainage minier acide 22
  • 2. Ecosystème aquatiques 24
  • 3. Qualité de l’air 24
  • 4. Sol 25
  • 5. Santé publique et économie 25
  • V. Chapitre V : Les méthodes de gestion et réhabilitation 26
  • 1. Aménagement de site minier 26
  • 1.1. Sécurisation et gestion des zones excavées. 26
  • 1.2. Gestion des aires d’accumulation 27
  • 1.3. Sécurisation et gestion des Bâtiments, infrastructures et équipements. 28
  • 2. Les méthodes de prévention et de gestion du drainage minier acide 28
  • 2.1. Enlèvement des sulfures. 29
  • 2.2. Barrières à l’oxygène 30
  • 2.3. Recouvrements étanches et contrôle des infiltrations d’eau. 31
  • 2.4. Les recouvrements stockage, déviation et relarguage 31
  • 2.5. La neutralisation des rejets miniers. 32
  • 3. Revégétalisation et phytorestauration 33
  • 3.1. Lien entre revégétalisation et phytorestauration 33
  • 3.2. Bénéfices de la revégétalisation 35
  • 3.3. Les méthodes appropriées pour la revégétalisation 35
  • VI. CHAPITRE VI : Etude de cas (L’ancienne mine Lorraine, Québec, Canada) 37
  • 1. Situation géographique de site d’étude 37
  • 2. Historique de la mine Lorraine 37
  • 3. Problématique de la mine 37
  • 4. Restauration du site 38
  • 5. Instrumentation et suivi 40
  • 6. Résultat de suivi 41
  • • Flux d’oxygène 41
  • • Traitement du DMA par les drains dolomitiques 41
  • 7. Conclusion de suivi de la mine Lorraine 43
  • Conclusion générale
Liste des figures
  • Figure 1 : Plan schématique d’une mine 7
  • Figure 2 : Scénarios qui peuvent mener à l’abandon d’un site minier 10
  • Figure 3 : Étapes de la concentration du minerai 13
  • Figure 4 : Les provinces métallogéniques au Maroc 18
  • Figure 5 : Interactions rejets-atmosphère et bilan hydrique d’un parc à rejets de concentrateur générateur de DMA 22
  • Figure 6 : Lien entre les impacts sur la qualité de l’air et ceux sur le milieu social et environnemental 24
  • Figure 7 : Schéma de la gestion intégrée des résidus 29
  • Figure 7: Systèmes de recouvrement des plus simples (monocouches) vers les plus complexes 31
  • Figure 8 : Schéma illustrant le concept du recouvrement type SDR 32
  • Figure 9 : Les principes de la phytoremédiation 34
  • Figure 10 : Localisation du site minier Lorraine et vue en plan du site avant la restauration
  • Figure 11 : Configuration de la CEBC et emplacement des stations de monitoring 39
  • Figure 12 : Coupes longitudinales et transversales du drain dolomitique Dol-3
  • Figure 13 : Estimation des flux à travers la CEBC aux stations A3, A7 et B5 41
  • Figure 14 : Évolution de la qualité d’eau (pH, Eh, conductivité, alcalinité, Ca et Mg) de l’influent et des effluents au site Lorraine
Liste des tableaux
  • Tableau 1 : Les mines fermées au Maroc avant 1990 21
  • Tableau 2 : Principaux minéraux sulfureux 23
  • Tableau 3: Principaux minéraux neutralisants susceptibles d’être retrouvés dans les rejets miniers 33
Liste des photos
  • Photo 1: Mine à ciel ouvert de Mont-Wright (Canada) 8
  • Photo 2 : Mine d’Akka dans l’anti atlas (Maroc) 9
  • Photo 3 : Effet de drainage minier acide dans la mine de Kettara 23
  • Photo 4 : La mine de Louvicourt à Canada restauré par la technique « barrière à l’oxygène 30
  • Photo 5 : Évolution de la végétation sur le site Lorraine depuis la construction de la CEBC…43

Introduction :

L’extraction minière est un secteur d’activité mondial essentiel au développement économique ; principalement par la création d’emplois et par effet d’entraînement sur d’autres secteurs de l’économie. Que l’exploitation minière soit sous l’égide de l’État ou confiée au secteur privé. Mais cette activité est toujours considérée comme activité destructrice du paysage et de l’environnement.

L’industrie minière occupe une place importante dans l’économie marocaine, il emploie plus de 39.00 personnes de manière directe, sa contribution au Produit Intérieur Brut est passée de 6% 2007 à 10% 2014, sa part dans les exportations nationales est de 22% La Production Globale est de 29,4 Millions de Tonnes de produits miniers dont 27,7 MT de phosphates (Ministère de l’Énergie, des Mines, de l’Eau et de l’Environnement, 2014).

L’exploitation minière se développe souvent au détriment des populations locales qui ne bénéficient pas toujours des retombées économiques et financières ; mais subissent les effets de la dégradation des terres et des pollutions de toutes sortes.

De ce fait, des études d’impact doivent être entreprises au niveau des sites miniers abandonnés ou même en activité, pour évaluer l’ensemble des risques pouvant entraver le développement durable et pour gérer voire supprimer ces risques et intégrer les sites miniers dans l’environnement avant passé à la réhabilitation.

Au fil des années les pays ont fait des progrès en prenant conscience que la fermeture ne se limite pas seulement à l’arrêt de production, mais bien en intégrant la notion de restauration des lieux. Au Maroc de nombreux sites minier ont été abandonnés au fils des ans, sans l’application d’un plan de fermeture ni de restauration.

En effet, ces sites génèrent des quantités importantes de contaminants qui ont des impacts négatifs sur l’environnement notamment la pollution des sols, de l’eau, destruction ou perturbation d’habitat naturel, impact visuel sur le paysage, effet sur le niveau des nappes phréatique.

Et pour ses raisons il faut établir un plan de réhabilitation inclut plusieurs mesures qui devront appliquer lors de la fermeture de la mine qui vise à retrouver un état identique à celui d’avant l’exploitation. Ce mémoire est composé de six chapitres.

Le premier chapitre présente une généralité sur l’exploitation minière, le second consiste à une présentation générale de la notion de mines orpheline à l’internationale avec une brève comparaison entre les différents pays selon les aspects, et les lois et les méthodes de gestion et réhabilitation.

Le troisième chapitre propose une vue globale sur les mines orpheline au Maroc, tandis que le quatrième chapitre présentera les impacts des mines orphelines sur le plan environnemental, et socio-économique et la santé publique.

Dans le cinquième chapitre nous exposerons les différentes méthodes de gestion et réhabilitation des mines abandonnées. Le dernier chapitre s’intéresse à l’étude de cas d’une mine orpheline restauré et réhabilité (la mine Lorraine à Canada) et enfin une conclusion récapitulative.

I. Chapitre I : L’exploitation minière.

1. Composants d’un site minier

Un site minier est l’endroit où l’on extrait les minéraux ayant une valeur commerciale.

Les substances résiduelles sont déposées dans les aires d’entreposage sous forme broyée (les rejets de concentrateur) ou concassée (les stériles miniers).les dimensions des composantes, les caractéristiques d’une mine et les effets sur l’environnement sont toujours différentes d’une exploitation à l’autre (Aubertin et al. 2002).

1.1. Une mine

Une mine est une exploitation à ciel ouvert ou souterrain d’où l’on extrait du minerai (fer, or, cuivre, uranium…); elle est constituée d’un ensemble d’infrastructures destinées à exploiter une ressource minérale donnée (Figure 1) (Louis, 1982).

Plan schématique d’une mine (louis, 1982).
Figure 1 : Plan schématique d’une mine (louis, 1982).

On distingue deux types de mines :

⇒ Les mines à ciel ouvert :

C’est un type d’exploitation dans laquelle le dépôt de minerai s’étend profondément dans le sous-sol nécessitant l’enlèvement de couches superposées de morts terrains et de minerai.

Elle nécessite le déplacement de la végétation native des zones, et se trouve donc parmi les types d’exploitation minière les plus destructives sur le plan environnemental (Gilles, 2009). Les mines à ciel ouvert sont souvent comparées à des mondes de géants, car on y trouve de la machinerie surdimensionnée et parce que la superficie d’une fosse peut être très surprenante.

C’est le cas de la mine à ciel ouvert de Mont-Wright, située près de Fermont, qui a une superficie de 24 km² (photo 1).

sites miniers abandonnées - Mine à ciel ouvert de Mont-Wright (Canada)
Photo 1: Mine à ciel ouvert de Mont-Wright (Canada)

⇒ Les mines souterraines :

Dans l’exploitation souterraine, une quantité minimale de terrains est enlevée pour accéder au dépôt de minerai. L’accès à ce gisement se fait au moyen de tunnels ou de puits.

Dans cette méthode dénommée ‘exploitation par paliers’ ou ‘méthode d’exploitation par blocs foudroyés’, des blocs de roche sont supprimés en bandes verticales, laissent une cavité souterraine connectée qui est généralement remplie avec des agrégats cimentés et déchets de roche (Postan, 1987).

Bien que l’exploitation minière souterraine soit une méthode moins destructive de l’environnement (photo 2), elle est souvent plus coûteuse et comporte des risques de sécurité plus élevés que l’exploitation à découvert par décapage direct, y compris l’exploitation à ciel ouvert.

Les mines orphelines - Mine d’Akka dans l’anti atlas (Maroc)
Photo 2 : Mine d’Akka dans l’anti atlas (Maroc)

2. Une mine orpheline

Une mine est considérée abandonnée si on ne peut identifier de propriétaire solvable pour les installations de la mine, ou encore si les installations ont été rétrocédées à la Couronne» (MMSD, 2002).

Différents scénarios peuvent engendrer des mines orphelines (Mining, Minerals and Sustainable Développement, 2002) (figure2).

Les sites miniers abandonnées sont classé selon le potentiel de risque qui déterminer par des expertes :

Classe A : Un site susceptible de causer des problèmes environnementaux, de santé publique et de sécurité publique.

Classe B : Un site à potentiel limité pouvant causer des problèmes environnementaux mais présentant des problèmes de santé publique et de sécurité.

Classe C : Le site contient des ouvertures dangereuses à la surface, des haldes a stériles et possibilité de structures délabrées associées aux ouvertures des mines.

Classe D : Un site sans préoccupation environnementale, de santé publique ou de sécurité publique.

Scénarios qui peuvent mener à l'abandon d'un site minier
Figure 2 : Scénarios qui peuvent mener à l’abandon d’un site minier (BABI. 2011).

3. La notion de restauration et réhabilitation.

La réhabilitation ou la restauration inclut plusieurs mesures qui seront appliqué lors de la fermeture de la mine et après la fermeture qui vise son réaménagement vers un état rassemble aux conditions d’avant exploitation.

La réhabilitation permet d’éliminer le danger qui menace la santé assurer la sécurité des personnes, limité la propagation des substances qui menace l’environnement.

Sommaire:

  1. Différentes installations et fonctionnement d’un site minier

  2. Contexte législatif des mines orphelines (les sites miniers)

  3. Le secteur minier marocain : Contribution et Réformes

  4. Les impacts des mines orphelines : drainage minier acide

  5. Le site minier : les méthodes d’aménagement

  6. Le drainage minier acide : les méthodes de gestion

  7. Revégétalisation et phytorestauration des sites dégradés

  8. L’ancienne orpheline Lorraine : cas de mine orpheline

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