Alliance nouvelles voies – gestion de l’eau Innovation en matière de traitement des eaux : essais en mésocosme

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Les exploitants miniers de l’Alliance nouvelles voies ont entamé conjointement une série de projets industriels afin de fournir de l’information qui appuiera la conception de lacs de kettle opérationnels dans le cadre de la fermeture des sites.

Les efforts déployés par l’industrie canadienne des sables bitumineux pour réduire son empreinte écologique ont permis de réaliser des travaux d’importance mondiale visant à réduire l’impact de ses activités sur l’air, l’eau et le sol, et à soutenir la biodiversité dans la forêt boréale de l’Alberta. 

L’industrie aspire à devenir un chef de file mondial en matière de gestion de l’environnement. 

Voici un exemple des travaux en cours de réalisation par les entreprises de l’Alliance nouvelles voies : la gestion de l’eau. 

Innovation en matière de traitement des eaux : essais en mésocosme   

Ryan Melnichuk est un passionné des données. En tant que chercheur à l’InnoTech Alberta – une organisation spécialisée en recherche appliquée et une filiale d’Alberta Innovates – M. Melnichuk dirige un essai industriel en mésocosme aquatique extérieur de grande portée à l’installation d’InnoTech. Les exploitants miniers de l’Alliance nouvelles voies ont entamé conjointement une série de projets industriels afin de fournir de l’information qui appuiera la conception de lacs de kettle opérationnels dans de cadre de la fermeture des sites. 

Cet essai industriel nous fait la leçon quant à la manière dont les plantes, les insectes et les micro-organismes interagissent au fil du temps avec les eaux usées et les résidus produits par les processus d’exploitation des sables bitumineux. Diplômé de l’University of Alberta, M. Melnichuk a choisi l’University of Vermont pour faire son doctorat en sciences des plantes et des sols, avant de se joindre à InnoTech en 2017, au moment où le projet prenait son envol. L’Alliance nouvelles voies a pris le temps de s’asseoir avec lui pour en apprendre plus sur son travail. 

Q : Qu’est-ce qu’un mésocosme? 
R : Les mésocosmes sont des outils communément employés pour effectuer des tests sur des innovations à plus grande échelle dans un environnement contrôlé qui reproduit de façon réaliste des conditions extérieures. Il s’agit d’un système simplifié de tests qui sont effectués après des expérimentations à petite échelle en laboratoire et avant les études de terrain à grande échelle. Nous mesurons une série de variables dans ce projet, comme la chimie de l’eau, la croissance des plantes, la diversité des insectes et la toxicité, et ensuite nous examinons comment toutes ces variables interagissent entre-elles dans le mésocosme. Nous portons également attention à la manière dont les matériaux employés pour faire les tests (les produits issus de l’exploitation des sables bitumineux) influencent la qualité de l’eau dans ces systèmes. 

Q : Pourquoi ce travail est-il important? 
R : Il s’agit d’une recherche unique qui a des applications dans l’exploitation des sables bitumineux (et potentiellement dans d’autres secteurs) et qui permettra de mieux gérer les enjeux propres à l’industrie. Dans ce cas-ci, nous testons l’eau de traitement, soit l’eau utilisée pour extraire le bitume dans le cadre de l’exploitation minière. Lorsqu’une mine ferme, les résidus et les eaux contaminées par les procédés d’extraction peuvent être transférés dans la mine vide afin de créer un lac de kettle. Cette approche de remise en état est en usage partout dans le monde pour reconstituer des zones minières en écosystèmes fonctionnels. Les résultats issus de nos recherches aideront à mieux définir les meilleures pratiques en matière de création de lacs de kettle en Alberta. 

Q : À quoi ressemble l’installation du mésocosme aquatique? 
R : Nous avons 30 mésocosmes distincts qui sont en gros composés de grands réservoirs de 3,6 mètres de diamètre et de 1,5 mètre de profond enfoncés dans le sol afin de reproduire les conditions naturelles le plus fidèlement possible. Puisque tout y est pleinement contrôlé, nous pouvons tester des produits industriels quasiment sans risques de fuites dans l’environnement. Nous sommes aussi en mesure d’y observer les effets des conditions extérieures ambiantes (telles que la température, la lumière du soleil et le vent) sur l’évolution des communautés écologiques, ce qui ne serait pas possible dans les paramètres de laboratoire. 

Q : Que contient chaque réservoir de mésocosme? 
R : Le processus d’implantation de nos écosystèmes modèles était le même pour tous les mésocosmes. Nous avons rempli chaque réservoir avec 15 000 litres d’eau de la rivière Athabasca, puis nous avons ensuite ajouté des sédiments afin d’être certains que chaque cuve était alimentée par le même type de biote (tels que des insectes aquatiques, des phytoplanctons et des micro-organismes). 

Après avoir laissé les mésocosmes actifs pendant quelques semaines pour permettre aux communautés biotiques de s’établir, nous avons ajouté des quantités variables d’eau de traitement et de résidus fournis par les producteurs de sables bitumineux de Fort McMurray. Puis nous avons ajouté des espèces aquatiques, telles que le carex aquatique (Carex aquatilis) et l’acore d’Amérique (Acorus americanus), lesquelles sont indigènes à la région des sables bitumineux. Enfin, nous avons surveillé les systèmes afin de documenter la réaction des éléments chimiques et biotiques de l’eau à différents types de traitements pendant deux ans. 

Q : Y a-t-il eu des surprises jusqu’à maintenant? 
R : J’ai été surpris lorsque j’ai analysé nos résultats de tests toxicologiques effectués sur l’eau (industrielle) de traitement. Je croyais qu’elle serait très toxique, mais après seulement quelques semaines dans les mésocosmes, ces tests indiquaient que l’eau était peu ou non toxique. Une autre surprise fut causée par quelques plantes qui ont connu une forte croissance dans l’eau de traitement. Cela s’explique par le fait que l’eau en question contenait plus de nutriments que l’eau de la rivière. C’est d’ailleurs un des aspects que nous cherchons à comprendre quant aux effets à long terme. 

Q : Avez-vous une anecdote particulière en lien avec ce projet? 
R : Nous devions nettoyer les mésocosmes après les premières expérimentations. J’ai donc enfilé des cuissardes et je suis entré dans chaque réservoir pour les vider. Il faisait très froid et j’avais de l’eau et des sédiments jusqu’aux genoux. Je me souviens d’avoir ricané et pensé : « c’est pour tout ça que je suis allé à l’université! ». Lorsque les gens pensent aux scientifiques, ils s’imaginent des blouses blanches et propres, et des labos à une température confortable, mais ce genre de travail extérieur sur le terrain fait également partie de nos tâches. 

Apprenez-en plus sur l’installation destinée aux tests aquatiques et le projet de mésocosme (en anglais seulement) d’InnoTech Alberta. 

Découvrez-en plus sur les efforts déployés par les membres de l’Alliance nouvelles voies pour favoriser un développement responsable de l’industrie des sables bitumineux. 

Avis : les liens contenus dans cet article sont parfois en anglais seulement.