Industrie minière: les bactéries au service de l’environnement

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LaRonde, mine phare d’Agnico Eagle en Abitibi-Témiscamingue, produit non seulement d’importantes quantités d’or – des millions d’onces depuis son ouverture – mais elle a aussi mis au point un procédé révolutionnaire d’épuration des eaux qui mise sur les pouvoirs insoupçonnés des bactéries. Le scientifique Martin Carli, qui co-anime l’émission Génial!, a visité les lieux et nous explique comment tout ça fonctionne. 


 

L’or est un métal précieux, et pas seulement au rayon des bijoux! Ce matériau malléable et incroyablement ductile, qui résiste à la corrosion, est un conducteur d’électricité tout simplement exceptionnel. Ces caractéristiques en font un allié indispensable pour la fabrication de circuits électroniques utilisés en informatique et dans la fabrication de téléphones cellulaires. C’est simple: on trouve de l’or dans tous les ordinateurs et appareils intelligents de la planète.

De l’or, il y en a beaucoup à la mine LaRonde, qui est la plus profonde des Amériques avec ses trois kilomètres de profondeur. Mais l’extraction de ce métal pose un défi, car du cyanure doit être utilisé pour isoler l’or du minerai récolté. Conséquence: on retrouve des thiocyanates dans l’eau utilisée par l’usine de transformation, et ces composés de soufre et de cyanure sont toxiques pour l’environnement.

Pour remédier à la situation, l’équipe de traitement des eaux de la mine a mis au point un processus d’épuration tout à fait novateur qui mise sur les propriétés uniques de certaines bactéries pour retirer les éléments toxiques des eaux usées. Les explications de Martin Carli.

Quel rôle jouent les bactéries dans la préservation de l’environnement? On a ici un exemple concret d’une souche de bactéries pouvant être utilisées pour dégrader des molécules toxiques qui contaminent l’eau. La mine LaRonde n’a pas découvert ces bactéries, mais elle a développé et optimisé un processus remarquable de traitement des eaux qui bénéficie de leur action unique. Cette méthode a fait école et elle est utilisée un peu partout dans le monde par des installations du même type. Cela démontre jusqu’à quel point les découvertes scientifiques peuvent avoir des applications intéressantes dans des domaines insoupçonnés.

Normalement, les bactéries ont plutôt mauvaise réputation… Il est certain qu’on a tendance à penser d’abord aux bactéries pathogènes, celles qui nous rendent malades. Mais en fait, les bactéries ont plus souvent des vertus le fun que l’inverse! Par exemple, notre corps est plein de micro-organismes indispensables à la santé, comme la flore microbienne qui se trouve dans notre intestin. On utilise beaucoup de bactéries en médecine, notamment pour fabriquer des médicaments. Et on n’oublie pas que certaines bactéries contribuent à faire lever le pain ou même à transformer le jus de raisin en vin! On peut dire que, dans la majorité des cas, les bactéries sont soit inoffensives, soit bénéfiques.

Parlez-nous du procédé d’extraction de l’or Je n’ai pas pu descendre tout au fond de la mine, mais je peux vous dire que c’est dans ces profondeurs que le minerai est extrait, puis concassé avant d’être remonté à la surface. Par la suite, les fragments de minerai sont acheminés par convoyeurs vers d’immenses broyeurs – qui ressemblent aux tambours de sécheuses géantes – où ils seront concassés par collision. Le bruit est tout simplement assourdissant, comme s’il y avait des boulets de canon à l’intérieur.
Une fois le minerai réduit à l’état de poudre, on peut procéder à l’extraction des métaux. À LaRonde, qui est une mine polymétallique, on trouve, en plus de l’or, du cuivre, du zinc et de l’argent, et la présence de ces métaux ajoute beaucoup de valeur au minerai aurifère. Mais revenons à l’extraction: cette opération s’effectue avec des traitements chimiques qui nécessitent de bonnes quantités d’eau*. Ce qui est très étonnant, d’un point de vue scientifique, c’est qu’on fait flotter les métaux désirés à la surface des cuves sous forme de mousse, qui sera récupérée par la suite. Des bulles de métal, c’est tout à fait inusité, et il est clair que je n’avais jamais vu ça!

*En fait, 90% de l’eau est recirculée après le traitement pour être réutilisée dans le procédé en circuit fermé. Le recours à de nouvelles quantités d’eau est donc très limité.

Par la suite, du cyanure est ajouté au minerai qui n’a pas été capté par le procédé de flottation afin de récupérer les métaux précieux toujours présents. Cela permet d’isoler l’or pour le couler en lingots, qui seront acheminés dans une usine externe où ils seront purifiés. L’eau cyanurée résultant de ce procédé devra par la suite être traitée.

Qu’est-ce qui se passe lorsque les bactéries entrent en scène? Les eaux usées, qui renferment des thiocyanates – des dérivés de soufre et de cyanure – sont chauffées, puis envoyées dans un bioréacteur, soit un appareil où on favorise la croissance des micro-organismes, et où les niveaux de pH, d’alcalinité, de phosphates ainsi que l’apport en oxygène sont ajustés avec une grande précision. On bichonne les bactéries parce qu’on veut qu’elles évoluent dans des conditions optimales.

À l’intérieur du bioréacteur, on trouve une foule de petits disques de plastique immergés dans les eaux à traiter. Ce sont ces disques que les bactéries vont coloniser pour s’y développer en formant sur les parois un biofilm beige qu’on peut observer à l’œil nu – un peu comme s’il s’agissait de jouets de bain qui ont vraiment besoin d’être désinfectés! 

Ce biofilm est formé par des bactéries très particulières, qui ne se nourrissent pas de sucre comme les levures utilisées dans la fabrication du vin: elles préfèrent plutôt se nourrir de composés chimiques à base de cyanure. Ces composés seront dégradés pour produire du gaz carbonique et de l’ammoniac, qui sera ensuite décomposé en nitrates grâce à des enzymes produites par d’autres bactéries.

L’eau est ensuite agitée dans le bioréacteur, ce qui permet de déloger les biofilms – qui sont maintenant constitués de bactéries mortes – de la surface des disques de support. De nouvelles bactéries pourront alors prendre le relais. C’est une façon très efficace d’assurer le traitement des eaux.

Que faire maintenant avec les bactéries mortes? On ajoute un agent coagulant dans un décanteur, qui les fait se déposer au fond du réservoir avec les excédents de phosphates. Au final, l’eau ne contient plus de composés toxiques, et elle peut donc être retournée dans l’environnement. La preuve que ça fonctionne parfaitement: des poissons n’ont aucun mal à vivre dans ces eaux traitées!

Quelle utilisation des bactéries envisagez-vous pour l’avenir? Des nouvelles bactéries, on en découvre tout le temps – dans le sol, par exemple – et on doit chaque fois se demander ce qu’elles peuvent bien nous apprendre. À l’heure actuelle, on fait face à un grand défi médical, qui est celui de la résistance aux antibiotiques. Les bactéries peuvent-elles digérer des molécules? Produire des molécules qui nous intéressent et qui peuvent mener à une solution? C’est l’avenir qui le dira.

Du point de vue scientifique, les bactéries forment un groupe fort intéressant de micro-organismes vivants, puisqu’elles se divisent et se transforment avec une très grande rapidité. Chez les humains, une génération dure 25 ans, alors il faut attendre longtemps avant que des mutations dans notre pool génétique mènent à la transformation de notre espèce. Dans le cas de bactéries, on parle d’heures ou même de minutes – les mutations sont rapides, et cette particularité nous permet de constater très vite les conséquences de nos interventions scientifiques.

Une chose est certaine: il ne faut pas sous-estimer les bactéries, et il faut même réhabiliter leur réputation! Le processus remarquable mis au point par les experts de la mine LaRonde démontre noir sur blanc qu’elles peuvent être de grandes alliées pour l’humanité!

La mine de LaRonde en chiffres

Située dans la partie sud de la ceinture volcanique archéenne de l’Abitibi, LaRonde, mine phare d’Agnico Eagle, exploite un gisement de sulfures massifs volcanogènes riches en or. Quelques statistiques.

- La mine LaRonde a démarré sa production en 1988 et, depuis, son usine de traitement a été agrandie quatre fois.

- En juin 2016, LaRonde devient la mine la plus profonde des Amériques avec une profondeur de plus de 3 000 mètres.

- L’accès à l’exploitation souterraine de la mine LaRonde se fait par le puits Penna, qui atteint 2,2 kilomètres de profondeur, ce qui en fait le puits à remontée unique le plus profond de l’hémisphère occidental.

- Le complexe minier LaRonde, dont la capacité quotidienne est de 9 000 tonnes de minerai, a produit à ce jour plus de 6 millions d’onces d’or et d’autres produits monnayables.

- Au 30 décembre 2018, la mine contenait encore des réserves de plus de 3 millions d’onces d’or.
Titulaire d’un doctorat en sciences neurologiques de l’Université de Montréal et vulgarisateur hors pair, Martin Carli coanime avec Stéphane Bellavance le jeu questionnaire Génial!, diffusé à Télé-Québec.

10 ans, c’est Génial!

Cette année, l’émission Génial! célèbre sa 10e saison. La populaire émission s’est distinguée à plusieurs reprises au fil des ans: elle a remporté cet automne son huitième prix Gémeaux, catégorie «meilleur jeu», en plus de récolter le trophée «meilleure animation: jeu». La 400e émission de ce rendez-vous scientifique destiné à toute la famille sera diffusée le 21 novembre et la 1 500e expérience (qui sera explosive!) sera présentée le 4 décembre. Des rendez-vous à ne pas manquer à Télé-Québec!
Découvrez la visite de Martin Carli à LaRonde le 13 novembre prochain, à Télé-Québec.

 

Créatrice de richesses, l'industrie minière du Québec s'est dotée de processus rigoureux en matière de développement durable afin de mettre en valeur le potentiel minéral québécois dans le respect des gens et de l'environnement. À la base de tous les objets qui nous entourent, l'industrie minière est réellement la force intérieure du Québec.

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