Réduire la pollution de l’eau dans les anciennes mines métallifères au Pays de Galles

La pollution des eaux souterraines et des rivières occasionnée par d’anciennes mines désaffectées constitue un problème mondial. Cependant, la réhabilitation de ces mines est habituellement complexe et coûteuse, tout particulièrement dans les zones écologiquement fragiles. Nous avons réussi à surmonter ces défis en utilisant une approche scientifique axée sur l’innovation visant à traiter les eaux minières.

Notre travail s’inscrit dans le Welsh Metal (Non-Coal) Mine Programme, mis en place par le Natural Resources Wales (NRW) et la Coal Authority, et financé par le gouvernement du Pays de Galles. Ce programme vise à réduire le plus possible les répercussions de 129 anciens sites miniers prioritaires au Pays de Galles. Il s’agit d’une étape importante dans la lutte contre les effets d’environ 1 300 sites connus qui causent actuellement la dégradation d’environ 700 km de rivières galloises et les empêchent d’atteindre le statut Good selon les Water Framework Directive (WFD).

Pollution au zinc à la mine Abbey Consols

La rivière Teifi à Ceredigion, au centre du Pays de Galles, est l’une de ses rivières. Elle a été polluée par le zinc à cause de l’ancienne mine de plomb et de zinc Abbey Consols située au bord des monts Cambrian. La mine, qui date d’aussi loin que du 12e siècle environ, était étroitement liée à l’abbaye Strata Florida, située à proximité, soit l’un des sites historiques parmi les plus importants.

Les activités minières ont cessé à Abey Consols il y a environ cent ans et depuis, l’eau polluée par des métaux lourds se déverse des sites de travaux partiellement inondés. Les évaluations ont démontré qu’en moyenne, environ 1 200 kg de zinc dilué sont rejetés chaque année du site vers la rivière Teifi. En conséquence, les eaux ne répondent pas aux normes de l’EDC sur au moins 11 km.

Comme Natural Resources Wales a déterminé qu’Abbey Consols est un site prioritaire, ce sera le premier à être entièrement réhabilité dans le cadre du programme. Entre autres, une solution de traitement des eaux minières sera appliquée. Le projet doit aussi être réalisé conformément au Well-being of Future Generation (Wales) Act (2015), qui prescrit que des avantages supplémentaires doivent être générés pour les communautés locales et la société galloise.

Ainsi, comment pourrait-on offrir une solution qui éliminerait la pollution, non seulement de façon économique, mais aussi de façon durable, afin de transformer le site en un atout précieux pour la communauté galloise? Un défi de cette taille demande une bonne collaboration entre le secteur universitaire et les secteurs privés.

Nous avons travaillé en partenariat avec l’université de Cardiff, avec laquelle nous collaborons depuis deux décennies pour trouver des solutions aux eaux minières polluées. Le processus a commencé par un atelier sur l’innovation, animé par WSP, pendant lequel l’équipe a cherché des solutions potentielles. Rapidement, nous sommes passés à l’étape des démonstrations de faisabilité, puis aux essais sur le terrain avec le soutien de l’entrepreneur spécialisé Geochemic. 

Après les essais en laboratoire et sur le terrain, nous avons pu, malgré les défis posés par la pandémie de COVID-19, cibler une approche utile et efficace. Elle consistait à utiliser une membrane imperméable pour empêcher de futures infiltrations d’eaux pluviales dans les déchets miniers, et à traiter les déversements d’eaux minières à l’aide d’une combinaison de gestion active, grâce au dosage avec du carbonate de sodium, et passive, grâce au dépôt et à la filtration. Dans le cadre des essais, cette approche a permis de retirer plus de 95 % du zinc dilué de l’eau.

Le précipité contient surtout du carbonate de sodium, lequel est utilisé par une grande variété d’entreprises et pourrait donc être vendu plutôt que jeté. Ce qui en fait un processus potentiellement zéro déchet. Puisque les eaux minières se déverseront par gravité dans les bassins de traitement et les filtres à sable, seuls les pompes de dosage et les capteurs qui contrôlent les concentrations auront besoin d’être alimentés à l’électricité. Cette faible demande énergétique sera satisfaite grâce à des panneaux solaires photovoltaïques. Le processus sera donc carboneutre. Mieux encore, si les déchets de CO2 peuvent être vendus pour fabriquer le carbonate de sodium, le traitement des eaux pourrait devenir carboneutre. Notre concept de réhabilitation génère aussi des milieux de vie pour des espèces rares de lichens et de bryophytes, et permet ainsi de créer un site idéal pour les recherches universitaires à venir, accessible depuis le centre d’accueil du Strata Florida.

Avec les constructions en cours à Abbey Consols, les chercheurs de l’Université de Cardiff examinent les façons d’optimiser le processus et cherchent à déterminer si la propriété chimique de l’eau d’autres sites près du Pays de Galles permettrait également de l’utiliser. NRW et l’Université de Cardiff ont présenté cette approche de traitement à l’occasion de la conférence International Mine Water Association de 2021. Ils ont ainsi confirmé la réputation du Pays de Galles en tant que centre d’expertise international de pointe pour la résolution de problèmes environnementaux liés à d’anciennes mines.