Comment réduire l'évaporation, conserver la chaleur et protéger la faune dans les bassins miniers et les résidus miniers
L'eau constitue la contrainte silencieuse de presque toutes les exploitations minières. Que vous exploitiez un concentrateur de cuivre dans le désert d'Atacama, une plate-forme de lixiviation en tas d'or au Nevada ou un circuit de traitement en altitude dans les Andes, le volume d'eau que vous pouvez obtenir, réutiliser et comptabiliser détermine souvent la quantité de minerai que vous pouvez traiter. Et pourtant, dans l’ensemble du secteur, d’énormes volumes de cette eau sont exposés à l’air libre dans des bassins de traitement, des réservoirs d’eau brute et des bassins de stockage, s’évaporant dans le ciel, favorisant la prolifération d’algues et attirant des oiseaux qu’aucune équipe environnementale ne souhaite voir s’approcher d’une solution cyanurée ou acide.
Les couvertures flottantes modulaires permettent de résoudre ces trois problèmes à la fois, grâce à une seule couche physique posée à la surface de l'eau. Cet article explique leur fonctionnement, les domaines dans lesquels elles apportent le plus de valeur ajoutée dans une exploitation minière, ainsi que les critères à prendre en compte lors de leur évaluation.
Le problème de l'évaporation est plus grave qu'il n'y paraît
Dans les régions minières arides, les pertes par évaporation d'un bassin à ciel ouvert peuvent atteindre 2 000 à 3 500 millimètres par an. Pour un bassin d’un hectare, cela représente entre 20 et 35 millions de litres perdus chaque année, de l’eau que vous avez payée pour la pomper, la traiter ou l’acheter, et qui s’évapore sans servir à rien. Dans les régions où les mines opèrent sous des permis d’extraction stricts ou sont en concurrence directe avec les utilisateurs agricoles et les communautés pour le même bassin, chaque mètre cube récupéré a à la fois un coût direct et une dimension liée à l’acceptation sociale.
Une couverture flottante agit en séparant physiquement la surface de l’eau de l’air sec et en mouvement qui la surplombe. L’évaporation est favorisée par le gradient de pression de vapeur entre la surface de l’eau et l’air, ainsi que par le vent qui emporte l’air saturé et le remplace par de l’air sec. Une couverture interrompt ces deux mécanismes : elle ombrage la surface, abaissant ainsi la température de celle-ci et la pression de vapeur qui alimente l’évaporation, et elle retient une fine couche limite saturée que le vent ne peut plus emporter. En bloquant ces voies, un système modulaire à couverture étendue peut réduire l’évaporation jusqu’à 97 %, selon la configuration et le climat. L’eau que vous auriez perdue reste dans le circuit, disponible pour être réutilisée.
Rétention de chaleur dans les circuits de lixiviation
De nombreux procédés hydrométallurgiques sont sensibles à la température. La cinétique de lixiviation ralentit à mesure que la température de la solution diminue, et dans les exploitations situées en haute altitude ou dans des climats froids, les pertes thermiques nocturnes des bassins exposés peuvent réduire de manière significative le rendement de récupération. La voie principale de ces pertes thermiques est, là encore, la surface : le refroidissement par évaporation et les pertes par rayonnement se produisent tous deux à l'interface eau-air.
Une couverture flottante agit comme une couverture isolante, réduisant à la fois les pertes de chaleur par évaporation et par rayonnement à la surface de la solution. Le fait de maintenir plus longtemps à une température plus élevée les solutions de lixiviation, qu’elles soient riches ou pauvres, peut se traduire directement par une amélioration des performances métallurgiques, une cinétique plus rapide, un taux de récupération plus élevé ou la capacité à maintenir les températures cibles avec moins de chauffage d’appoint. Il s’agit là d’un avantage que l’on a tendance à négliger lorsque les couvertures sont considérées uniquement comme une mesure d’économie d’eau, mais pour les circuits sensibles à la température, cet avantage peut s’avérer le plus important des deux.
La protection contre les animaux sauvages et la question de la traçabilité
L'eau de traitement à ciel ouvert constitue un facteur d'attraction. La présence d'oiseaux et d'autres animaux sauvages se posant sur les bassins de décantation représente un risque récurrent en matière de conformité réglementaire et de réputation, en particulier lorsque les solutions contiennent du cyanure, de l'acide sulfurique ou des métaux dissous. Les épisodes de mortalité aviaire survenus dans les bassins miniers ont entraîné des mesures réglementaires et porté atteinte à la réputation de l'ensemble du secteur. L'installation de filets constitue une solution, mais ceux-ci s'affaissent, nécessitent des supports structurels sur de grandes portées, ne résolvent pas les problèmes d'évaporation ou d'algues, et peuvent eux-mêmes piéger la faune s'ils sont mal entretenus.
Une couverture flottante modulaire offre une barrière physique continue sur toute la surface. Élément crucial pour le secteur minier, un système modulaire bien conçu est vérifiable: la couverture est mesurable, l’installation est documentée et la présence de la barrière peut être démontrée aux autorités de régulation et aux parties prenantes locales comme un engagement concret et vérifiable, bien plus qu’une simple promesse. Dans les juridictions où la réduction de l’évaporation et la gestion responsable de l’eau sont inscrites dans des engagements environnementaux ou des accords communautaires sur l’eau, cette vérifiabilité revêt autant d’importance que les aspects physiques. Une couverture que l’on peut désigner, quantifier et présenter lors d’un audit a plus de valeur qu’une mesure qui n’existe que sur le papier.
Pourquoi opter pour une « HDPE » modulaire plutôt que pour une membrane flottante unique ?
Les grandes membranes flottantes d’un seul pan sont difficiles à installer sur des bassins de forme irrégulière, compliquées à réparer et vulnérables à la poussée du vent et à la défaillance du lest. Les systèmes modulaires en PEHD, composés d’éléments emboîtables qui flottent indépendamment et s’organisent d’eux-mêmes à la surface, offrent des avantages pratiques dans un contexte minier :
• Géométrie irrégulière : les modules s'adaptent à des bassins de toutes formes, y compris ceux comportant des îles, des bras, des barges-pompes ou des niveaux d'eau variables.
• Tolérance de niveau : à mesure que le niveau d'eau monte et descend au cours de l'exploitation, le champ modulaire suit ces variations, ce qui permet de maintenir la couverture sans qu'il soit nécessaire de retendre ou de rajouter du lest.
• Réparabilité : un module endommagé est retiré et remplacé individuellement ; il n'y a pas de point de défaillance unique sur l'ensemble de la surface.
• Résistance chimique : le PEHD supporte une large gamme de valeurs de pH et de concentrations en métaux dissous couramment rencontrées dans les solutions minières, allant des raffinats acides aux eaux de process alcalines.
• Logistique : les modules sont livrés sous forme compacte et peuvent être mis en place à la main ou avec un équipement minimal, ce qui est un atout sur les sites isolés, loin des engins lourds et des équipes d'installation qualifiées.
• Rayons UV et durée de vie : un PEHD correctement formulé et doté d'une protection contre les UV résiste à des années d'exposition solaire intense en haute altitude ou dans le désert.
Où les assurances sont-elles les plus rentables ?
Dans la pratique, les projets les plus rentables dans le secteur minier sont généralement les bassins d’eau de process et d’eau brute situés dans des climats arides, où les pertes par évaporation sont importantes et où l’eau de remplacement est coûteuse ou rare. Les bassins de solution de lixiviation offrent en outre l’avantage de la rétention de chaleur. Et partout où l’exclusion de la faune sauvage est une condition d’autorisation, la couverture justifie en partie son coût par le seul respect de la réglementation. Les cas les plus convaincants combinent deux ou trois de ces avantages au sein d’un même bassin : récupération de l’eau, rétention de la chaleur et exclusion de la faune sauvage. C’est précisément là que les aspects économiques deviennent déterminants.
Chiffrer cela
Avant de définir un système, une évaluation rigoureuse modélise l’évaporation annuelle du bassin concerné à l’aide de données locales d’évaporation en cuvette, applique un facteur d’efficacité de couverture réaliste basé sur le taux de couverture proposé, et évalue l’eau récupérée à son coût marginal réel : non seulement le coût de pompage, mais aussi le coût du mètre cube supplémentaire que l’exploitation devrait autrement se procurer, qu’il s’agisse d’eau dessalée, d’eau acheminée par camion ou d’eau achetée à un autre titulaire de droits. Pour de nombreuses mines situées en zones arides, ce coût marginal est suffisamment élevé pour que la couverture soit amortie en quelques années grâce aux seules économies réalisées sur l’évaporation, les avantages liés à la rétention de chaleur et à la mise en conformité venant s’y ajouter gratuitement.
Une évaluation rigoureuse tient également compte des réalités d'exploitation du bassin : le taux de couverture réellement atteignable autour des entrées, des sorties et des installations de pompage ; l'exposition du site au vent ; et le programme d'entretien prévu sur toute la durée de vie de la couverture. Un fournisseur qui examine ces détails avec votre équipe vous fournira un chiffre solide, plutôt qu'un chiffre optimiste présenté en gros titre.
Passez à l'étape suivante
Si vous exploitez des bassins de traitement, des circuits de lixiviation ou des réservoirs d'eau brute et que vous souhaitez récupérer l'eau, conserver la chaleur et mettre en place une barrière vérifiable entre vos solutions et la faune qui se trouve au-dessus, découvrez comment les couvertures flottantes modulaires sont utilisées sur les sites miniers.
→ Pour en savoir plus sur les bâches flottantes destinées à l'exploitation minière : /mining
