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Décembre 2019

Lutter contre la contamination des eaux souterraines

Coup d'oeil
Le défi

Accéder aux dépôts d’uranium sans causer de dommage environnemental dû à l’arsenic.

La solution

Exploiter des microorganismes pour limiter la présence d’arsenic dans les eaux d’exhaure.

Prochaines étapes

Nouvelles collaborations entre l’Université de la Saskatchewan et Orano Canada dans le traitement des eaux des lacs de kettle de sites miniers.

L’équipe

Ali Motalebi Damuchali, Ph. D., ing.Chercheur postdoctoral, Université de la Saskatchewan; Kebbi Hughes, Ph. D., Scientifique géoenvironnemental, Orano Canada; Kerry McPhedran, Ph. D., ing. 
Professeur adjoint, Université de la Saskatchewan.

Représentant une industrie de 1,2 milliard de dollars au Canada, l’uranium constitue un produit d’exportation majeur au pays. Il est utilisé comme carburant afin de générer de l’électricité dans des centrales électriques partout dans le monde.

De nombreux facteurs peuvent amener des entreprises à décider de se lancer dans l’exploitation minière d’un dépôt d’uranium spécifique. L’un des principaux points à prendre en compte est la présence d’éléments qui ont un impact sur l’environnement tels que les dérivés d’arsenic, de nickel et de cobalt appelés « résidus » et « stériles ».

Ces éléments rendent l’exploitation minière d’un dépôt d’uranium plus coûteuse, car ils nécessitent la mise en place d’un plan environnemental proactif en amont des opérations. La planification environnementale doit prendre en compte la protection de l’environnement en aval et les répercussions potentielles sur la santé humaine. Les technologies permettant de contrôler la diffusion des contaminants dans l’environnement peuvent être coûteuses et influencer la décision d’une entreprise de poursuivre ses opérations.

Les effets sur l’environnement et la santé humaine de l’arsenic et d’autres métaux lourds sont connus depuis longtemps. Avant la mise en place des réglementations environnementales strictes que l’on connaît aujourd’hui, les méthodes employées par les anciennes mines pour stocker les résidus et les stériles miniers impactaient fréquemment le milieu environnant. Au Canada, les coûts relatifs à l’assainissement, afin d’inverser les effets sur l’environnement ou de les stopper, sont estimés à des millions de dollars par an. Peu d’options rentables étaient disponibles en matière de nettoyage, d’élimination ou de prévention totale du problème... jusqu’à récemment.

Une solution collante qui a fait ses preuves

Orano Canada, l’un des principaux producteurs d’uranium au pays depuis plus de 50 ans, et l’Université de la Saskatchewan se sont associés dans le cadre d’un partenariat soutenu par de la recherche financée par Mitacs. Leur objectif consiste à déterminer comment capturer l’arsenic de manière complète et sécuritaire grâce à des microorganismes. En laboratoire, l’arsenic contenu dans des stériles est libéré dans de l’eau et les microorganismes naturellement associés aux stériles sont utilisés afin d’immobiliser l’arsenic sous forme solide.

L’objectif est d’utiliser les bactéries afin de contrôler les propriétés chimiques de l’eau entourant les stériles et ainsi empêcher la contamination du sol et des eaux souterraines du milieu environnant.

Depuis des millénaires, les bactéries manipulent la chimie de leurs environnements afin de les adapter à leurs besoins en matière d’énergie et de carbone en tant que sources alimentaires. Cette nouvelle collaboration entre les secteurs privé et postsecondaire repose sur le même processus organique et encourage la croissance des microorganismes en les nourrissant avec du carbone issu de sources aussi simples que des mélasses.

Ali Motalebi, chercheur postdoctoral, Ph. D., ing., et Kerry McPhedran, Ph. D., ing., professeur adjoint et chercheur principal du projet, relevant tous deux du Département des génies civil, géologique et environnemental de l’Université de la Saskatchewan, collaborent avec Kebbi Hughes, Ph. D., scientifique géoenvironnemental chez Orano Canada dans le cadre d’un projet de recherche de Mitacs visant à évaluer la biorestauration et l’adsorption (le processus par lequel un solide retient les molécules d’un gaz ou d’un liquide) de l’arsenic libéré par les stériles miniers.

Applications potentielles dans l’industrie minière

Les avancées de cette recherche sont susceptibles de stimuler l’économie canadienne grâce au développement d’une technique de biorestauration rentable et respectueuse de l’environnement capable de capturer l’arsenic libéré par les stériles. Cette solution pourrait potentiellement être étendue à d’autres métaux lourds et trouver des applications dans l’industrie minière au Canada et dans le monde.

Kebbi Hughes explique : « L’arsenic est l’élément le plus important pour nous en raison de la nature de nos dépôts. Si nous pouvons influencer l’arsenic, nous pourrons potentiellement agir sur d’autres métaux également. Si la technique fonctionne pour l’arsenic, qui constitue un véritable défi, il est probable que nous pourrons l’adapter à d’autres éléments. »

La recherche a des répercussions positives sur l’économie, l’environnement et le futur

Le fait de pouvoir accéder à des dépôts supplémentaires devrait générer de nouvelles opportunités d’emploi, en particulier dans le nord, et renforcer l’économie provinciale.

« Nous sommes sûrs que cela permettra d’encourager des pratiques plus respectueuses de l’environnement dans l’industrie minière, mais aussi de protéger l’environnement de la Saskatchewan à long terme », poursuit Kebbi Hughes.

Les bienfaits vont même au-delà. En travaillant avec Orano, Ali Motalebi a consolidé son réseau et sa carrière en tant qu’ingénieur environnemental grâce à cette expérience professionnelle. Il est impatient de participer à de futures collaborations de recherche destinées à améliorer les résultats environnementaux et économiques.

Au sujet d’Orano, Kebbi Hughes affirme : « Nous collaborons avec des universités depuis de nombreuses années. Ces expériences sont très bénéfiques pour nous. Lorsque nous travaillons avec des partenaires de recherche, les idées avancent plus vite et c’est très enrichissant d’avoir un point de vue extérieur. Ils nous apportent de nouvelles connaissances et nous leur donnons les perspectives de l’industrie. »


Mitacs remercie le gouvernement du Canada et le gouvernement de la Saskatchewan pour leur soutien à l’égard du stage de recherche Accélération dans cette histoire. À l’échelle du Canada, le programme Accélération reçoit également le soutien d’Alberta Innovates, du gouvernement de la Colombie-Britannique, du gouvernement du Nouveau-Brunswick, du gouvernement de Terre-Neuve-et-Labrador, du gouvernement de la Nouvelle-Écosse, du gouvernement de l’Ontario, du gouvernement de l’Île-du-Prince-Édouard, du gouvernement du Québec et de Research Manitoba.


Avez-vous un défi d’affaires qui pourrait bénéficier d’une solution de recherche? Si tel est le cas, contactez Mitacs aujourd’hui pour discuter d’occasions de partenariat : BD@mitacs.ca