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TECHNOLOGIES ÉMERGENTES : Mohamed Gamal El-Din, scientifique de renommée mondiale, mène des recherches de pointe qui stimulent l’innovation en matière de traitement des eaux industrielles provenant des installations d’exploitation des sables bitumineux

L’innovation au service du traitement de l’eau

Avec à son actif plus de 290 articles publiés et 27 doctorants diplômés sous sa supervision, Mohamed Gamal El-Din, de l’Université de l’Alberta, a créé le principal programme de recherche à l’échelle mondiale portant sur le traitement de l’eau utilisée pour l’extraction des sables bitumineux. Ce programme a d’importantes répercussions sur le traitement des eaux industrielles partout dans le monde.

Le but ultime des recherches de M. Gamal El-Din est d’aider les entreprises à libérer en toute sécurité dans l’environnement les eaux de procédé des sables bitumineux une fois qu’elles sont traitées, tout en préservant l’environnement et la santé publique. Contrairement à d’autres secteurs miniers, industriels et municipaux au Canada et dans le monde, il n’existe actuellement aucune réglementation concernant le rejet des eaux d’exhaure traitées, et celles-ci sont stockées sur place.

Depuis 2011, M. Gamal El-Din est titulaire principal de la Chaire de recherche industrielle du CRSNG sur le traitement des eaux de résidus des sables bitumineux à la School of Mining & Petroleum Engineering du Département de génie civil et environnemental. Canada’s Oil Sands Innovation Alliance (COSIA), le pôle de recherche de l’Alliance nouvelles voies, et plusieurs entreprises membres de l’Alliance nouvelles voies sont partenaires du programme de la Chaire.

Collaborer : un gage de réussite

Au cours des 11 dernières années, le programme a permis de réaliser d’importants progrès dans la compréhension fondamentale des stratégies d’assainissement des eaux des sables bitumineux. L’équipe de M. Gamal El-Din travaille actuellement sur 27 projets qui étudient des procédés de traitement actifs, semi-passifs et passifs, ainsi que des méthodes visant à traiter les eaux industrielles provenant de l’exploitation des sables bitumineux.

Même si ces projets ont été effectués en laboratoire, les technologies de traitement sont prêtes à être mises en œuvre sur le terrain. Les enseignements tirés ont été appliqués dans des lacs de kettle et des bassins existants, et deux projets sont passés à l’étape d’essais pilotes. Un projet sera déployé sur le terrain en 2023.

Les travaux de M. Gamal El-Din sont menés en collaboration avec plusieurs entreprises membres de l’Alliance nouvelles voies. « Je n’y arriverais pas seul; le travail doit être multidisciplinaire, explique Gamal El-Din. Je collabore par exemple avec des microbiologistes sur certains aspects spécialisés de la recherche, avec des écologistes pour évaluer la sécurité de l’eau traitée, et avec plusieurs autres spécialistes. Il ne s’agit pas d’un problème simple présentant des solutions simples. » Il ajoute que grâce à cette collaboration, les ingrédients sont réunis pour mettre au point des technologies révolutionnaires.

Explorer des solutions naturelles

Les recherches de M. Gamal El-Din ont orienté la mise au point d’un certain nombre d’options de traitement passif à long terme, notamment des solutions naturelles faisant appel à des bassins et à des zones humides construites pour filtrer les composés indésirables de l’eau. Ces méthodes sont relativement peu coûteuses et nécessitent peu d’entretien.

De plus, l’équipe a étudié des approches de traitement semi-passif ou actif qui pourraient changer la donne. Celles-ci permettraient en effet de réduire la durée de traitement de l’eau de plusieurs années à quelques heures, voire à quelques minutes.

« Nous travaillons sur des procédés et des technologies qui n’ont encore jamais été étudiés, et lorsque nous obtenons des résultats et que nous voyons qu’il est possible de passer du laboratoire à un stade pilote, nous sommes très enthousiastes », explique M. Gamal El-Din.

Réduire les coûts et les émissions

L’un des projets de recherche de l’équipe fait appel à l’électricité pour remplacer les additifs chimiques dans l’élimination des composants indésirables. Une petite charge électrique alimente une réaction chimique qui décompose les molécules préoccupantes, notamment les acides naphténiques. Des panneaux solaires peuvent servir à produire cette électricité, supprimant ainsi les émissions de gaz à effet de serre associées à ce traitement de remise en état.

« L’oxydation électrochimique à l’énergie solaire représente une option de traitement prometteuse, qui est à la fois durable et relativement peu coûteuse, affirme M. Gamal El-Din. Sa mise en œuvre dans les milieux humides artificiels et les lacs de kettle constitue une solution respectueuse de l’environnement, qui réduit le temps nécessaire à la préparation des eaux de traitement en vue de leur rejet dans l’environnement. »

Au-delà de l’industrie pétrolière et gazière, les méthodes de traitement mises au point par M. Gamal El-Din peuvent facilement être appliquées au traitement et à la gestion des eaux usées dans de nombreuses industries, notamment les usines chimiques, les usines de pâtes et papiers, les raffineries et le traitement des eaux usées municipales.