Alors que l’Afrique du Sud est confrontée au problème croissant de la pénurie d’eau, l’ingénierie de l’eau subit d’importantes transformations : de nouvelles méthodologies et normes, ainsi que des technologies innovantes, façonnent le paysage de la gestion de l’eau, selon SRK Consulting.
Tandis que les industries sont parfaitement conscientes des menaces croissantes qui pèsent sur la sécurité de l’eau dans cette région aride, des facteurs tels que la croissance démographique et le changement climatique posent des défis imminents.
“Le secteur minier est un exemple pertinent du rôle central que joue la disponibilité de l’eau dans la planification initiale des projets. Au cours des études de préfaisabilité, si un problème d’eau majeur est identifié, la probabilité que le projet minier passe à l’étape de la mise en œuvre diminue considérablement. Par conséquent, la résilience de l’infrastructure de l’eau est devenue une considération primordiale dans la planification stratégique des projets miniers et, en fait, pour les entreprises et les municipalités.
Dans ce contexte, il est impératif de procéder à une analyse complète des zones vulnérables, susceptibles de souffrir d’une pénurie ou d’un excès d’eau. La mise en œuvre de mesures d’atténuation efficaces est devenue essentielle pour assurer la durabilité et le succès des projets dans le contexte de la crise de l’eau en Afrique du Sud.
Questions d’héritage
Dans certaines régions, les technologies de traitement ont été adoptées avec empressement pour remédier à l’héritage de l’exploitation minière. Les sociétés minières de la région de Middelburg (Mpumalanga) ont pris l’initiative de créer une grande station d’épuration capable de produire de l’eau potable pour les municipalités environnantes. Il s’agissait d’une tâche ambitieuse de traitement de l’eau dans une zone d’extraction du charbon, où l’eau contaminée était généralement très riche en sulfures et en matières dissoutes totales.
Il est de plus en plus reconnu que l’eau contaminée par les mines constitue une menace considérable pour la disponibilité nette d’eau douce du pays, ce qui souligne la nécessité de traiter les volumes d’eau contaminée excédentaires jusqu’à ce qu’ils soient de qualité potable, afin qu’ils soient distribués et réutilisés par d’autres parties prenantes, au lieu d’être rejetés dans l’environnement. Les mines ont également abordé la question sous d’autres angles, notamment en contribuant à tirer le meilleur parti des effluents d’eaux usées urbaines. Dans la province de Limpopo, au moins une mine a récupéré les eaux usées traitées des villes voisines pour les utiliser dans des applications de traitement des minerais, réduisant ainsi la quantité d’eau qu’elle devait puiser dans les eaux de surface ou les eaux souterraines.
Nouvelles approches
Bien que la technologie soit un catalyseur important de ces initiatives positives, le domaine de l’ingénierie de l’eau dans des industries telles que l’exploitation minière est fortement influencé par l’augmentation des normes et l’évolution des approches pour répondre à ces normes. L’accent mis sur la fermeture des mines, par exemple, a mis en lumière les impacts sur l’eau qui perdurent au-delà de la durée de vie d’une mine. La gestion durable de l’eau doit donc figurer dès le début des études, au même titre que toutes les considérations techniques et financières traditionnelles.
Si l’on remonte dans le temps, on constate que l’absence d’une telle approche – et des réglementations qui l’accompagnent – hante aujourd’hui les régions productrices de charbon d’Afrique du Sud. Les vides créés par l’exploitation minière au fil des décennies ont été remplis d’eau, créant un drainage minier acide et se déversant dans l’environnement. Aujourd’hui, les plans de fermeture des mines sont censés gérer cette éventualité avant qu’elle ne se produise, et garantir que des solutions à long terme – et des provisions financières – sont en place avant que les mines n’atteignent leur fin de vie.
Normes et outils
Parmi les renforcements les plus récents de cette approche figure la norme industrielle mondiale pour la gestion des résidus, qui exige que la fermeture fasse partie de la conception initiale – avant même que la mine ne commence physiquement ses activités. La fermeture n’est plus une question qui se pose après coup, dans les dernières années de la vie d’une mine.
Une série d’outils de durabilité ont été développés pour guider les praticiens qui mettent en œuvre cette approche responsable. L’une des méthodes les plus utiles et les plus pratiques est l’évaluation de la demande en eau et de la gestion de la conservation pour les stratégies de l’eau des mines. En appliquant des outils de ce type, les mines peuvent potentiellement réutiliser la majeure partie de leur eau, minimiser les volumes nécessitant un traitement et réduire les volumes d’eau importés, tout en diminuant la quantité d’eau sale produite.
Les mines peuvent utiliser un algorithme étape par étape, avec des formules permettant de classer les niveaux de durabilité atteints par les différentes interventions, sur la base d’informations telles que le rapport entre la réutilisation de l’eau et les importations d’eau propre. Le secteur dispose encore d’une grande marge de manœuvre pour adopter des outils tels que ceux-ci, qui ont été conçus pour être utilisés dans les conditions sud-africaines.
Relever la barre
Les ingénieurs-conseils ont un rôle précieux à jouer pour faciliter la mise en œuvre de ces approches et méthodologies. Dans le cadre de notre travail avec des clients du secteur minier, par exemple, il s’est avéré inestimable d’étudier les possibilités de durabilité de l’eau avec la direction de l’usine, les ingénieurs des procédés et les opérateurs. En explorant les besoins spécifiques des différents processus miniers, nous pouvons définir les différents flux d’eau et les niveaux de qualité requis, en tenant compte des volumes d’eau et de la demande pour chaque flux.
De cette manière, la réutilisation de l’eau peut être optimisée, de même que les possibilités de retraitement à des qualités appropriées pour l’un ou l’autre des flux de traitement. Lorsque l’eau doit être éliminée, il convient de prévoir les qualités requises pour le rejet, conformément à la législation nationale. La minimisation des besoins en eau propre et potable est également prise en compte. Dans un cas, une mine a pu formuler un plan d’optimisation de son processus au point de ne plus avoir à s’approvisionner en eau auprès de la municipalité locale. La séparation des flux d’eau sale – qui étaient auparavant combinés – a joué un rôle central dans l’obtention de ce résultat.
L’intendance
Ce type d’ingénierie de l’eau innovante s’intéresse de plus en plus à des questions qui dépassent les frontières de la licence d’exploitation minière – et prend en compte d’autres parties prenantes dans le bassin versant de la mine. Conformément à l’approche de la gestion de l’eau, SRK recommande à ses clients d’adopter une vision plus large de leur gestion de l’eau. L’objectif est d’établir une collaboration avec les autres utilisateurs du bassin versant – les communautés, les municipalités, les entreprises et les autres mines. Cette approche devient de plus en plus pertinente à mesure que la concurrence pour les ressources en eau s’intensifie ; sans une vision plus complète des schémas d’utilisation et des volumes de ressources, tous les utilisateurs pourraient être exposés au même risque de pénurie d’eau inattendue.
L’ingénierie de l’eau peut aujourd’hui tirer parti d’approches nouvelles et de normes en constante évolution pour relever la barre en termes d’application d’une gestion durable et responsable de l’eau. Les résultats positifs se traduiront non seulement par une plus grande résilience aux risques liés à l’eau, mais aussi par des relations plus stables et moins conflictuelles entre toutes les parties prenantes d’un bassin versant.
Texte
Steve Bartels, SRK Consulting, associé et technologue principal
Jennifer Meneghelli, ingénieur principal, SRK Consulting et présidente de la division d’ingénierie environnementale de la SAICE
EXERGUES
“Le secteur minier est un exemple pertinent du rôle central que joue la disponibilité de l’eau dans la planification initiale des projets »
« la résilience de l’infrastructure de l’eau est devenue une considération primordiale dans la planification stratégique des projets miniers »
