Extraire l’eau des sables bitumineux, ou la gestion des ressources dans l’exploitation pétrolière

Par : Tariq Piracha

Numéro 22, février 2008

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Avec un volume de 540 millions de mètres cubes, le barrage le plus gros au Canada est aussi le deuxième en importance au monde après celui des Trois Gorges, en Chine. Mais contrairement à cette construction célèbre, l’énorme digue à stériles de Syncrude située près de Fort McMurray, en Alberta, n’est ni un barrage hydroélectrique ni une attraction touristique.

C’est une installation de traitement industriel qui contient une épaisse soupe de résidus fins dérivés de l’extraction des sables bitumineux. Ces résidus et les bassins où ils décantent font communément partie du paysage des mines de sables bitumineux à ciel ouvert. Ces étangs artificiels nécessitent la construction de digues souvent si grosses qu’elles sont visibles de l’espace.

Vu leur taille, les bassins à résidus contribuent considérablement à l’impact environnemental de l’exploitation à ciel ouvert, surtout au chapitre de la consommation d’eau.

« L’eau est au cœur de la gestion des résidus », explique Randy Mikula, chef d’équipe, Émulsions et résidus, à Ressources naturelles Canada (RNCan), qui étudie le traitement des sables bitumineux depuis plus de 20 ans. Après s’être intéressé autant à l’extraction qu’au comportement des résidus, il se spécialise maintenant dans la réduction de l’impact environnemental de l’exploitation à ciel ouvert.

L’eau joue un rôle essentiel dans l’exploitation des sables bitumineux à ciel ouvert, puisqu’il en faut une douzaine de barils pour produire un baril de bitume. Le bitume est la forme de pétrole la plus lourde et la plus épaisse. Une bonne partie de cette eau peut être recyclée, mais il s’en perd quand même 30 % (près de 4 barils) dans le sable et les boues de résidus.

Une des difficultés pratiques de la gestion des résidus liquides est justement leur fluidité. La nécessité de contenir dans des bassins ces résidus, ou stériles, entraîne des risques écologiques et économiques qui sont difficiles et coûteux à gérer pour l’industrie. Comme la production de sables bitumineux augmente et que les bassins à stériles continuent donc à prendre de l’expansion, la recherche de solutions de rechange et la mise en application de nouvelles technologies s’imposent.

Pour relever ces défis, RNCan a fait équipe avec les géants de l’industrie Suncor et Syncrude par le biais de son Programme de recherche et de développement énergétiques en vue de trouver de nouvelles solutions. Et les perspectives sont fort encourageantes.

« La bonne nouvelle, c’est que les chercheurs et l’industrie font des progrès vers la gestion de l’accumulation de stériles et la mise au point de solutions de rechange, lance M. Mikula. Depuis une dizaine d’années, la recherche‑technologie dans ce domaine a progressé davantage qu’au cours des 30 années précédentes. »  

Les recherches ont déjà permis de trouver plusieurs solutions de rechange à l’utilisation d’étangs artificiels, des solutions qui consistent toutes à extraire l’eau des résidus.

Une option particulièrement prometteuse repose sur le principe de physique tout simple de la force centrifuge. En soumettant les résidus liquides à une force centrifuge à haute pression, on arrive à en extraire la moitié de l’eau. Restent des boues qu’on peut ensuite transformer en résidus secs empilables. Ces résidus secs étant beaucoup moins volumineux, ils nécessitent des aires de confinement beaucoup moins étendues.

Il s’agit là d’une évolution profonde de notre mode de gestion des matériaux miniers et des sous-produits de leur extraction.

Une évolution dont les répercussions vont bien au-delà de la simple amélioration des méthodes de production. En effet, la réduction de la taille des bassins permet de retourner plus de sols à leur état naturel antérieur ou de les rouvrir à d’autres utilisations écologiques.