Qu’est-ce que l’exploitation minière à ciel ouvert ? Définition, exemples et impact sur l’environnement

L’exploitation minière à ciel ouvert est l’une des nombreuses approches minières sans tunnel qui permettent aux mineurs d’accéder facilement aux minéraux et aux pierres proches de la surface de la Terre. Les explosifs contribuent à créer des trous massifs ressemblant à des canyons. Des machines lourdes affinent les trous pour en faire des fosses exploitables et extraient les matériaux précieux que les gros camions transportent ensuite. Les déchets solides et liquides sont généralement stockés dans des décharges proches de la fosse.

Définition de l’exploitation minière à ciel ouvert

Aucune agence gouvernementale ne publie d’informations sur le nombre de mines à ciel ouvert au niveau national ou mondial. Il n’existe pas non plus de source d’information publique fiable sur la taille financière de l’industrie minière à ciel ouvert. Cela peut être dû au fait que l’exploitation minière à ciel ouvert n’est qu’un type d’exploitation minière dans lequel le sol et la roche recouvrant le matériau à extraire sont enlevés. Ensemble, ces types de mines sont appelés mines à ciel ouvert.

Un problème supplémentaire lié à la fixation de la taille de l’industrie minière à ciel ouvert est que de nombreuses mines à ciel ouvert comportent des éléments de tunnels souterrains.

Il est plus utile d’examiner l’industrie minière en général. Les Centers for Disease Control and Prevention (CDC) rapportent qu’en 2020, les États-Unis comptaient les mines actives suivantes : 6 251 sablières et gravières, 4 281 carrières de pierre, 1 009 mines de charbon, 895 mines non métalliques et 278 mines métalliques. Le sable, le gravier, la pierre, le charbon et de nombreuses mines de métaux et de non-métaux seront probablement du type à ciel ouvert.

La mine à ciel ouvert classique est incroyablement profonde et beaucoup plus large en haut qu’en bas. Un exemple est la mine particulièrement massive de Bingham Canyon, près de Salt Lake City, dans l’Utah. Il a près de trois quarts de mille de profondeur et environ 2,5 milles de largeur.

Des fosses sont creusées de manière à ce que les murs (« frappeurs ») soient inclinés vers le bas. La pente aide à réduire l’attraction de la gravité sur les rochers et minimise donc le risque de chute de rochers et de blessures. Des terrasses plates en terre battue appelées « bancs » ou « bermes » s’étendent périodiquement à partir des frappeurs. Ils sont suffisamment larges pour supporter fermement les camions de la taille d’un dinosaure et autres machines lourdes lorsque se croisent. Un système de rampes permet aux camions et autres véhicules de déplacement de terre de circuler entre les bancs.

L’exploitation minière à ciel ouvert est couramment utilisée pour extraire des minerais métalliques comme l’aluminium, la bauxite, le cuivre, l’or, le cuivre et le fer, ainsi que des minerais non métalliques comme le charbon, l’uranium et le phosphate. L’exploitation minière à ciel ouvert est également connue sous le nom d’exploitation minière à ciel ouvert, d’exploitation minière à ciel ouvert et de méga-exploitation minière.

Sur le plan environnemental, l’exploitation minière à ciel ouvert est dévastatrice. Il consomme d’énormes quantités d’eau, pollue fortement l’eau et l’air, défigure les paysages et détruit définitivement les habitats. Même une fois les fosses épuisées et les sites réhabilités, la zone des fosses reste exposée à des risques élevés d’érosion et d’inondation.

Malgré ses inconvénients environnementaux, l’exploitation minière à ciel ouvert reste populaire pour plusieurs raisons. Recourant à des machines lourdes et à des explosifs, cette méthode est trois à cinq fois plus efficace que l’exploitation minière en profondeur. Jusqu’à 20 000 tonnes peuvent être extraites en une seule journée. C’est également plus sûr pour les mineurs, car dans la plupart des mines, les tunnels ne sont pas nécessaires, ce qui signifie que les risques d’effondrement du tunnel, d’incendie et de dégagement de gaz toxiques sont infimes.

La pollution de l’air

D’épais nuages ​​de poussière se forment lors des opérations minières. Le dynamitage à lui seul constitue une énorme partie du problème. En 2018, une équipe internationale de scientifiques publie dans E3S Web of Conferences ont rapporté qu’environ 10 milliards de mètres cubes de roches explosent chaque année. Les nuages ​​​​qui en résultent transportent environ 2,0 à 2,5 millions de tonnes de poussière.

La poussière issue du forage et du dynamitage de certaines mines est hautement radioactive. C’est le cas par exemple des mines d’uranium. Le problème ne se limite toutefois pas aux minerais radioactifs bien connus, car tous les minerais sont radioactifs dans une certaine mesure.

Même lorsqu’elles ne sont pas radioactives, les poussières contenant des métaux lourds peuvent être très dangereuses. Lorsqu’il est respiré, il peut créer divers problèmes respiratoires, notamment une maladie pulmonaire noire.

Les explosifs utilisés lors des dynamitages libèrent des fumées riches en gaz générateurs de smog et de pluies acides, comme le dioxyde d’azote hautement toxique. Dès 1973, des scientifiques soviétiques ont signalé que le smog pouvait se former dans les fosses elles-mêmes. En 2019, des scientifiques chinois ont signalé qu’un brouillard d’acide chlorhydrique produit par une mine était suffisamment caustique pour corroder le béton.

Lorsque l’équipement minier fonctionne mal ou lorsque des travailleurs tels que des soudeurs commettent des erreurs, le charbon s’enflamme. Les incendies de mines libèrent des gaz toxiques et provoquent une pollution atmosphérique importante. L’équipement lourd gargantuesque utilisé sur les sites miniers génère des gaz d’échappement et pollue l’air.

Pollution de l’eau

L’un des problèmes les plus importants de l’exploitation minière à ciel ouvert est également endémique à l’exploitation minière souterraine. La pyrite minérale se trouve souvent dans les mines de charbon. Il contient du soufre. Lorsque la pyrite est exposée et que le soufre réagit avec l’air et l’eau, il forme un acide. L’eau acide ainsi que tous les métaux lourds liés aux roches que l’acide a dissous s’échappent des mines et se déversent dans les rivières, lacs et ruisseaux à proximité, tuant la vie aquatique et rendant l’eau inutilisable.

Une étude de 2021 publiée dans la revue à comité de lecture Ecological Applications a montré l’élimination de 40 % des espèces d’animaux marins dans 93 plans d’eau en aval d’une zone des Appalaches qui compte plusieurs mines à ciel ouvert. Particulièrement problématique en ce qui concerne l’extraction du charbon, le drainage minier acide peut se poursuivre pendant des centaines d’années, même longtemps après la fermeture de la mine.

La pollution de l’eau créée par l’exploitation minière à ciel ouvert est typique de l’ensemble de l’industrie minière. Le charbon et d’autres minéraux sont transportés par train, camion ou bateau vers des « moulins » où le produit minéral est trié et la roche est concassée, broyée, lavée et filtrée. Ensuite, en fonction du minéral, le produit minier est soumis à divers processus de purification utilisant beaucoup d’eau et de solvants. Les solvants, autres produits chimiques industriels et métaux qui restent dans l’eau sont collectivement appelés « résidus ».

Les accidents sur place peuvent envoyer les résidus directement dans l’environnement. C’est ce qui s’est produit près de Vancouver, au Canada, à l’installation de stockage de résidus de Mount Polley, le 4 août 2014. L’effondrement d’un barrage sur place a envoyé huit millions de mètres cubes de résidus dans le lac Polley, le ruisseau Hazeltine et le lac Quesnel.

Selon le rapport officiel d’impact environnemental, l’eau polluée a submergé le ruisseau et creusé une nouvelle vallée beaucoup plus large et plus profonde. Les zones humides environnantes sont devenues épaisses de boues métalliques. Environ 336 acres de terre végétale autour du lac Polley ont été emportés par les eaux et des dépôts de résidus aussi épais que 11,5 pieds ont bloqué la sortie du lac. Les efforts de restauration sont en cours.

Consommation d’eau

Les taux de consommation d’eau sont suivis par l’United States Geological Survey. En 2015, environ 4 000 milliards de gallons par jour ont été pompés hors de la terre pour le lavage nécessaire au processus de broyage de l’exploitation minière. (Ce chiffre inclut à la fois l’exploitation minière à ciel ouvert et l’exploitation minière en tunnel.) Les eaux souterraines en étaient la source à 72 %. Le reste était constitué d’eau de surface, dont 77 % d’eau douce.

Destruction des déchets et de l’habitat

Les mines à ciel ouvert sont creusées directement au sommet des montagnes. La végétation a disparu. Le sol est parti. L’habitat est complètement détruit.

Jusqu’en 1977, la loi fédérale n’exigeait pas que les mines à ciel ouvert soient assainies ou réhabilitées de quelque manière que ce soit après la cessation des opérations minières. Depuis cette année, l’Office fédéral de la remise en état et de l’application des lois sur les mines à ciel ouvert régit la remise en état de concert avec diverses agences d’État. Les réglementations varient selon les États mais, en général, les sociétés minières doivent nettoyer le site. Ils ne sont pas obligés de reconstruire les sommets des montagnes. Ils n’ont pas besoin de restaurer l’habitat. Ils doivent simplement redonner à la terre une forme utilisable.

Concernant le mot « utilisable » : le Département de la Conservation de Californie, par exemple, insiste simplement pour que les fosses soient utilisées à des fins bénéfiques. Ce ministère répertorie les espaces ouverts, les habitats fauniques, l’agriculture ou le développement résidentiel et commercial comme moyens appropriés par lesquels les terrains de mine peuvent être récupérés.

Une partie de l’énorme carrière Beckman à San Antonio, au Texas, est devenue un parc d’attractions Six Flags et un centre commercial. La mine Big Brown, près de Fairfield, au Texas, est désormais une réserve faunique et un lac privé. Le parcours de golf Pete Dye de Bridgeport, en Virginie occidentale, classé n°9 au classement Golfweek des meilleurs parcours modernes, se trouve sur le site d’une ancienne mine à ciel ouvert.

Pollution sonore et lumineuse

Pour maximiser l’utilisation de ces machines coûteuses, de nombreuses mines à ciel ouvert fonctionnent sept jours sur sept, 24 heures sur 24. Cela crée une pollution sonore et lumineuse incalculable qui dérange les humains et la faune à proximité.

Effets à long terme (assainissement et remise en état)

Obligées de nettoyer les sites à ciel ouvert, les sociétés minières aplatissent parfois les déchets solides riches en métaux lourds et les placent à l’intérieur de la fosse à remblayer. S’il y avait de la pyrite dans la mine, une couche d’argile est déposée sur toute la fosse afin que la pyrite et tout soufre qu’elle contient n’interagissent pas immédiatement avec l’eau et l’air et ne créent pas de drainage minier acide supplémentaire. (Malheureusement, il n’existe aucune étude à long terme sur le succès des couches d’argile).

La mine elle-même peut être remplie de stériles. Ensuite, il est remodelé. De la terre végétale est ajoutée et de la végétation est plantée.

La dure vérité est que, dans les mines à ciel ouvert réhabilitées, le sommet de la montagne a disparu à jamais. Pendant ce temps, lorsqu’une mine ferme, les pompes qui empêchent l’eau d’entrer dans la fosse sont fermées. La topologie à proximité peut faire en sorte que l’eau de pluie s’écoule toujours dans la fosse assainie. Parfois, la zone se transforme en lac, même si ses eaux sont particulièrement toxiques.

L’exploitation minière à ciel ouvert est-elle sûre ?

Pour les mineurs, l’exploitation minière à ciel ouvert est plus sûre que l’exploitation minière en tunnel, mais elle n’est pas exempte de risques.

Les tunnels miniers peuvent s’effondrer ou brûler de manière catastrophique, tuant plusieurs centaines de mineurs à la fois. Par exemple, en 1942, un mélange de gaz et de poussière de charbon a explosé dans la mine de charbon Honkeiko, près de Benxi, dans la province chinoise du Liaoning. Lorsque les tunnels se sont effondrés et que le feu a ravagé la mine, 1 549 mineurs sont morts.

Même lorsque les gaz de mine n’explosent pas, ils peuvent tuer, soit parce qu’ils sont toxiques lorsqu’ils sont inhalés, soit parce qu’ils absorbent un pourcentage important du gaz respirable disponible dans l’espace étroit. Cela prive les mineurs d’oxygène et les étouffe silencieusement.

Les dangers pour les mineurs des mines à ciel ouvert sont bien moindres. Selon le CDC, les chutes de pierres, les problèmes de machines, l’électrocution et divers autres accidents courants dans les industries sont également endémiques à l’exploitation minière à ciel ouvert. En 2020, 29 mineurs ont été tués aux États-Unis.