L’impact environnemental d’une exploitation minière en Arctique

Publié le 03.03.2008

Une étude récente met en évidence la présence anormalement élevée de certains métaux toxiques dans les eaux de ruissellement issues d’une mine de charbon abandonnée au Svalbard, l’impact sur le milieu étant maximal à la fin de l’hiver, au moment du dégel.

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Il a été amplement démontré que l’altération de stériles miniers (déblais d’exploitation appelés haldes) peut avoir des conséquences catastrophiques sur l’environnement, en particulier lorsqu’ils renferment des sulfures. Il intervient des circulations d’eaux acides (drainages miniers acides [1]), susceptibles de transporter des métaux en solution dans des proportions importantes, métaux présentant généralement une toxicité marquée (cas du plomb, du zinc, du cadmium, de l’arsenic...). Des chercheurs danois se sont intéressés aux eaux de ruissellement affectant les stériles d’une ancienne mine de charbon, située à proximité de Longyearbyen, principale ville du Spitzberg (île la plus vaste de l’archipel du Svalbard). Il s’agit de la première étude visant à évaluer, en fonction des saisons, l’importance de tels écoulements acides dans un contexte arctique de haute latitude.

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Mine de charbon désaffectée de Longyearbyen. Au premier plan est visible un monticule de déblais dont les teintes rouilles traduisent une précipitation d’oxydes et d’oxyhydroxydes de fer en réponse à l’oxydation des sulfures, notamment de la pyrite.
Crédit photo : Dierk Blomeier
Norwegian Polar Institute

Dans le détail, l’oxydation des sulfures contenus dans les déblais rocheux (surtout de la pyrite de fer) conduit à la formation d’acide sulfurique qui s’accompagne d’un passage en solution des éléments métalliques présents (principalement le fer, l’aluminium, le manganèse, le zinc ainsi que le nickel). Une accumulation de polluants survient essentiellement en hiver, leur transport étant limité tant que le sol reste gelé. Ce n’est qu’au moment du dégel que se produit leur libération et ce sont plus spécifiquement les eaux de fonte analysées durant la première semaine de dégel qui montrent de façon concomitante l’acidité la plus forte et les teneurs en métaux les plus élevées. L’étude prend en compte l’importance de l’enneigement initial ainsi que la durée de la période de fonte en ce sens qu’elles peuvent exercer un contrôle des concentrations via un effet de dilution.

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Mines de charbon du Svalbard.
Source : Norwegian Polar Institute (NPI), Geological Mapping Programme GEOKART

L’un des principaux résultats est d’avoir mis en évidence des teneurs anormalement élevées en manganèse et en aluminium, qui peuvent atteindre des niveaux dépassant les seuils de toxicité reconnus habituellement. Ces éléments sont dès lors considérés comme particulièrement critiques étant donné qu’ils auront potentiellement un impact important en termes de contamination des sols, des eaux et des écosystèmes qui en dépendent.

De futures investigations sur les déblais miniers de la région devraient être en mesure de déterminer plus finement encore l’impact saisonnier de ces flux acides chargés en métaux de toxicité souvent prononcée. Les conclusions de l’équipe danoise n’en conservent pas moins un intérêt primordial puisque censées s’appliquer à bon nombre d’autres régions soumises aux basses températures, spécificité des régions polaires et subpolaires. A cette nuance près cependant qu’il n’existe, du moins pas encore, d’exploitations minières en Antarctique. L’étude présente devrait en toute logique constituer un argument sérieux pour que cette région, jusqu’alors épargnée, le demeure à jamais...

Un important programme de recherches, réunissant un ensemble de laboratoires associés au CNRS, s’intéresse à la spéciation des métaux lourds par le biais d’une étude d’exploitations minières anciennes (archéologie minière et paléo-métallurgie associée).

Son objectif consiste à prévoir le comportement et le devenir des éléments métalliques de sols pollués par ces activités afin d’en optimiser la gestion environnementale. Ces analogues archéologiques constituent en effet un matériel particulièrement adapté pour appréhender la dynamique des métaux lourds à une échelle d’ordre séculaire, voire millénaire, et permettre ainsi une analyse du risque environnemental sur le long terme.

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Gilles Banzet, INIST-CNRS

[1]Pour plus de précisions, on pourra se référer au dossier du BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières) concernant les origines et les effets particulièrement néfastes des drainages miniers acides en général.

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