Le CO2 dans l’industrie minière

L’industrie minière n’est pas étrangère aux climats difficiles. Une grande partie de l’industrie opère dans des environnements hostiles. Cependant, les estimations des dangers tels que les pluies torrentielles, la sécheresse et la chaleur indiquent que ces effets deviendront plus sévères, posant des obstacles plus importants aux opérations minières. Poursuivez votre lecture pour en savoir plus sur les défis auxquels les sociétés minières sont confrontées en ce qui concerne le CO2.

Qu’est-ce que le CO2?

Le dioxyde de carbone est un gaz composé d’un atome de carbone et de deux atomes d’oxygène. Comme les plantes l’utilisent pour fabriquer des hydrates de carbone dans le processus de photosynthèse, c’est l’un des gaz les plus importants de la planète. La photosynthèse est essentielle à l’existence de la vie sur Terre, car les humains et les animaux en dépendent pour se nourrir.

Cependant, le dioxyde de carbone (CO2) est aussi un gaz à effet de serre qui emprisonne la chaleur et qui est libéré par des activités humaines comme la déforestation et la combustion de combustibles fossiles, ainsi que par des processus naturels comme la respiration et les éruptions volcaniques.

Depuis 1850, les activités humaines ont augmenté les concentrations de CO2 dans l’atmosphère de 48 % par rapport aux niveaux préindustriels (source). Cette augmentation est nettement supérieure à celle qui se serait produite de manière organique sur une période de 20 000 ans (du dernier glaciaire maximum à 1850, de 185 ppm à 280 ppm).

L’exploitation minière émet-elle du CO2?

Oui, l’exploitation minière émet du CO2. L’industrie minière a besoin d’énergie pour déplacer et traiter le minerai, de travailleurs pour effectuer le travail et de toutes sortes de matériel et d’équipements placés dans des endroits éloignés. Toutes ces activités et ces facteurs de production font appel, à des degrés divers, à des processus d’émission directe ou indirecte de CO2. 

La bonne tenue des prix ces dernières années a entraîné l’ouverture d’un nombre considérable de nouvelles mines. Les mines souterraines ont une empreinte de gaz à effet de serre plus faible que leurs homologues à ciel ouvert, car elles fonctionnent à des teneurs plus élevées et traitent moins de matériaux.

CO2 dans les mines d’or

Les mines souterraines émettent moins de la moitié de l’équivalent CO2 des mines à ciel ouvert pour chaque once d’or produite. Les tendances en matière d’émissions des mines d’or apparaissent également au niveau local, étant donné que les différentes régions utilisent des procédés d’extraction différents et disposent de sources d’énergie variées.

Avec respectivement 0,85 tCO2e et 0,40 tCO2e, les mines à ciel ouvert génèrent environ deux fois plus de CO2 par once d’or produite que les mines souterraines. En outre, les mineurs à ciel ouvert traitent environ cinq fois la quantité de minerai, avec une teneur moyenne d’environ 1,05 g/t Au pour la population étudiée, contre 3,25 g/t Au pour les mines souterraines. Au final, les mines de cuivre, les sables bitumineux, l’or, le minerai de fer et d’autres ressources naturelles émettent chaque jour des tonnes de CO2, ce qui contribue fortement au changement climatique.

CO2 dans les mines de cuivre

L’extraction du cuivre contribue au changement climatique par le biais d’émissions de gaz à effet de serre à la fois indirectes et directes. L’exploitation minière, la transformation ainsi que le transport nécessitent l’utilisation d’électricité et de diesel (ou d’autres combustibles liquides). Les mines utilisent également souvent des supports de broyage en acier qui produisent des émissions de GES pendant le processus de fabrication.

L’énergie représente un coût d’exploitation important (entre 25 % et 35 % des coûts d’exploitation totaux de l’industrie) pour les mines et la principale source d’émissions de GES. Le carburant est principalement utilisé pour le mouvement du minerai et des stériles des fosses, tandis que l’électricité est utilisée pour faire fonctionner les machines de flottation, le concassage et le broyage, le pompage de l’eau et des boues, l’extraction électrolytique du cuivre métallique pour les minerais oxydés, etc.

Une grande mine de cuivre à ciel ouvert peut utiliser environ 200 000 L / j de diesel avec un facteur d’émission d’environ 2,7 kg CO2 e / L. Cela équivaut à 200 000 t CO2 e / an d’émissions pour environ 2 – 4 t CO2 e / t Cu produit (source).

Dans l’ensemble, les émissions de GES associées à la production primaire de minéraux et de métaux sont estimées à environ 10 % du total des émissions mondiales de gaz à effet de serre liées à l’énergie en 2018. Quant à l’extraction du cuivre, la consommation d’électricité a augmenté de 32 % par unité de cuivre extrait en Chili tandis que la consommation de carburant a augmenté de 130 % au Chili de 2001 à 2017, ce qui était en grande partie dû à la baisse de la teneur du minerai (source).

Quelle quantité de CO2 l’exploitation minière dégage-t-elle au Canada et au Chili?

Le Canada est le dixième plus grand émetteur de gaz à effet de serre au monde. Il a hésité à adopter de nouvelles sources d’énergie à faible teneur en carbone et à réduire ses émissions minières, bien qu’il dispose d’un vaste réseau de barrages hydroélectriques et d’installations nucléaires qui fournissent la majorité de son énergie.

L’exploitation des sables bitumineux de l’Alberta, ainsi que le soutien du gouvernement aux pipelines destinés à transférer leurs produits à travers le pays, ont suscité l’indignation des groupes environnementaux et autochtones. Le secteur le plus émetteur du Canada est la production de pétrole et de gaz.

Le Canada est le quatrième plus grand producteur de pétrole au monde, les sables bitumineux représentant 96% de ses réserves prouvées. L’industrie pétrolière et gazière est le secteur le plus polluant du Canada, avec d’importantes émissions provenant d’activités minières à forte intensité énergétique. Selon les données gouvernementales sur les émissions, l’exploitation minière canadienne était responsable de 195MtCO2e en 2017, soit à peu près autant que le total de la Malaisie.

Non seulement les sables bitumineux émettent plus de gaz à effet de serre que le pétrole brut traditionnel, mais ils détruisent également des forêts et des tourbières au cours de leur extraction. Toutefois, depuis 2000, les émissions par baril de produits issus des sables bitumineux ont diminué de 28 %, selon Ressources naturelles Canada.

Quant au Chili, il est le 44e plus grand émetteur de gaz à effet de serre au monde (source). L’industrie minière du cuivre au Chili a émis plus de six millions de tonnes métriques de CO2 en 2018, ce qui représente une augmentation de 5,98 millions de tonnes par rapport à l’année précédente.

Au cours de l’année 2019, les émissions de Gaz à Effet de Serre (GES) de l’industrie minière du cuivre ont été enregistrées pour un total de 16 366 milliers de tonnes d’équivalent CO2 réparties en 6 252 milliers de GES directs (38,2 % des émissions totales de l’extraction de cuivre) et 10 114 milliers de GES indirects ( 61,8 % du total).

Le secteur électrique du pays reste largement dominé par le pétrole et le charbon. À ce jour, le Chili est toujours dépendant de ces deux combustibles fossiles importés, même s’il dispose d’abondantes ressources énergétiques renouvelables. Cette dépendance explique pourquoi les prix de l’électricité sont si volatils et pourquoi ils sont parmi les plus élevés du continent sud-américain.

Cependant, le Chili s’est engagé à atteindre un pic d’émissions de gaz à effet de serre d’ici 2025, puis à réduire ses émissions pour émettre un maximum de 95 millions de tonnes de gaz à effet de serre d’ici 2030. Ces objectifs d’émission font partie d’un plan à long terme visant à atteindre la neutralité des GES d’ici 2050. Le pays prévoit d’éliminer progressivement l’énergie au charbon, d’étendre les forêts et de promouvoir l’utilisation de véhicules électriques pour atteindre son objectif de neutralité carbone.

Quel pourcentage des émissions de CO2 provient de l’industrie minière?

Selon un rapport du Carbon Disclosure Project, 50 entreprises des industries lourdes de combustibles fossiles, dont 20 sociétés minières, ont représenté la moitié des émissions industrielles de gaz à effet de serre dans le monde en 2015.

L’exploitation minière est actuellement responsable de 4 à 7 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Les émissions de CO2 de portée 1 et de portée 2 du secteur provenant des opérations minières et de la consommation d’électricité totalisent 1 %, tandis que les émissions fugitives de méthane provenant de l’extraction du charbon sont estimées à 3 à 6 %. Les émissions de portée 3 (indirectes), qui comprennent la combustion du charbon, représentent une part considérable des émissions mondiales (28 %).

Comment l’exploitation minière peut se décarboniser

Tout effort significatif pour atteindre les objectifs de l’accord de Paris nécessiterait une contribution importante de l’ensemble de la chaîne de valeur. Pour rester dans le rythme d’un scénario mondial à 2°C, tous les secteurs devraient réduire les émissions de CO2 d’au moins 50% d’ici à 2050 par rapport aux niveaux de 2010. Une réduction d’au moins 85% serait nécessaire pour maintenir le réchauffement en dessous de 1,5 °C. 

Voici les principaux moyens par lesquels l’industrie minière peut se décarboniser :

• Utilisez l’intelligence artificielle (IA) et l’apprentissage automatique pour améliorer le taux de réussite dans la recherche de gisements minéraux.
• Systèmes de gradiomètre gravimétrique avancés pour faciliter la détection et les capacités de cartographie géologique des produits minéraux et des styles de gisement.
• Systèmes d’alignement des trous de forage pour augmenter la précision de l’alignement des trous de forage et optimiser la récupération du minerai et la détection du corps minéralisé
• Solutions de stabilisation des sols
• L’intégration des intrants de la planification géologique et minière pour analyser les options de scénario.
• LiDAR (capacités de détection de portée et de lumière)
• Solutions de suppression de la poussière
• Optimisation du plan de mine pour optimiser la conception de la mine et donc réduire les distances de transport et les mouvements de matériaux à l’avenir.
• Des technologies de drones autonomes pour optimiser la surveillance de l’exploration et des opérations à distance
• Systèmes de renforcement satellites (SBAS)
• Principales technologies d’exploration
• Modélisation minérale 4D pour prédire la distribution et la compréhension du corps minéralisé
• Etc.

Comment ABC Dust peut-il aider les mines à décarboniser leur processus?

Les solutions intelligentes de contrôle des poussières et de stabilisation des sols d’ABCDust aident les sites miniers à réduire leur empreinte carbone en:

• Réduisant de 90 % l’eau utilisée pour le contrôle des poussières, ce qui se traduit par une diminution des heures de travail des camions-citernes et de la consommation d’énergie pour déplacer et traiter l’eau. 
• Améliorant la résistance au roulement des routes grâce à des solutions de stabilisation des sols et de contrôle des poussières. La résistance au roulement est l’énergie perdue en raison de la résistance et de la friction d’un pneu roulant sur une surface. Une réduction de 10% de la résistance au roulement permettrait d’améliorer la consommation de carburant d’environ 3 à 5% pour les véhicules légers et lourds et d’améliorer le cycle de vie de vos pneus jusqu’à 5 %. Les mines à ciel ouvert utilisent des camions de transport tout-terrain qui consomment en moyenne 50 litres de diesel par heure. Les grandes mines disposent d’une flotte de 70 à 150 camions de transport fonctionnant 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 et 365 jours par an. Cela peut représenter une réduction de 300 000 litres de la consommation de diesel et des émissions de CO2 par an, sans compter les économies de carburant. 
• Augmentant la durée de vie utile des routes minières, réduisant la fréquence de nivellement et de reprofilage nécessaires et en réduisant le besoin de prêts matériels pour améliorer les propriétés routières.
• Augmentant la durée de vie utile des pneus et des camions de transport. Une route meilleure et sans poussière use moins de pneus et augmente la durée de vie des systèmes de suspension et des filtres des camions de transport.

Contrôle intelligent de la poussière et solution de stabilisation des sols par ABC Dust

Élimination de la poussière

Les solutions d’élimination des poussières et les stabilisateurs de sol haute performance de DMS ont été créés en combinant des:

• Solutions d’élimination des poussières à haute performance DMS 
• Stabilisateurs de sol avec équipement d’irrigation à commande électronique
• Systèmes géoréférencés de surveillance de la poussière et du frottement routier
• Systèmes de surveillance géoréférencés de la rugosité

En conséquence, une demande de brevet pour une toute nouvelle technologie de suppression de la poussière a été créée et générée. Nos produits sont livrés précisément au moment et à l’endroit où ils sont nécessaires, ce qui se traduit par une plus grande productivité, une durabilité à long terme et une sécurité accrue. L’élimination de poussières, l’amélioration de la stabilisation des sols, la conservation de l’eau, la réduction des distances de freinage et les faibles coûts de maintenance sont tous des caractéristiques des produits DMS. 

Les véhicules DMS® suivants sont disponibles pour aider à réduire la poussière :

• DMS-DS : Contrôle de la poussière sur les routes. Le dépoussiéreur DMS-DS® convient aux routes minières, aux autoroutes de transport et aux hautes montagnes, et peut supporter jusqu’à 600 tonnes de marchandises.
• DMS-EB : Le DMS-EB® est un véhicule écologique qui piège les particules et améliore la stabilité des routes et des sols.
• DMS-DS 80 : Il s’agit d’un dépoussiérant et d’un stabilisateur de sol à faible coût, qui ne contient pas de chlorure et qui est sain pour l’environnement. Il pousse bien dans une variété de sols, bien que les sols limoneux et à faible rétention d’eau produisent de meilleurs rendements.
• DMS-TDS : Il s’agit d’un dépoussiérant non ionique conçu pour les systèmes à bande continue sur les fronts de chargement et/ou les systèmes de transport de matériaux à haute fréquence.

En utilisant les produits et services d’ABC Dust, vous pouvez obtenir une réduction de la poussière de 95 à 99%, ce qui permet de sauver des vies, d’améliorer l’environnement, d’économiser de l’argent et d’assurer votre continuité opérationnelle et votre licence sociale. N’hésitez pas à nous contacter pour plus d’informations.

Stabilisation des sols

Nous utilisons des solutions de stabilisation des sols pour améliorer de nombreux types de routes et de sites dans différentes industries telles que l’exploitation minière, la foresterie et la construction au Canada, au Chili, au Pérou et en Colombie. Nos solutions renforcent le sol et lui permettent de résister à plus de pression et de capacité des poids lourds, améliorant ainsi la logistique des chantiers.

Nous offrons une grande variété de produits (enzymes, polymères, huiles synthétiques et émulsions d’asphalte) qui ont été formulés pour répondre aux différents besoins routiers et réduire le besoin de granulats et d’entretien routier. Notre sélection de produits de stabilisation des sols est très rentable, sans danger pour l’environnement et non toxique.

Voici nos solutions de stabilisation des sols :

• DMS-DS® 100 est spécialement conçu pour la stabilisation des sols et le contrôle de la poussière des routes industrielles, des routes de transport et des surfaces bien compactées, améliorant sa résistance globale et l’agglutination des matériaux routiers.
• EZISS PRO® est une enzyme liquide naturelle de stabilisation des sols, qui améliore les propriétés des sols indigènes/locaux.
• CHEM-STAB® est un stabilisateur de sol à base de produits chimiques (ioniques) sulfonés, formulé avec des complexes ionisants associés à des éléments échangeurs d’ions.
• SOILCELLS® sont des panneaux en polyéthylène haute densité utilisés pour le confinement des sols. La structure tridimensionnelle des alvéoles permet de confiner le matériau granulaire et ainsi d’éviter tout déplacement provoqué par l’érosion ou les charges statiques ou dynamiques. Ce matériau polyvalent peut être utilisé pour la rétention des pentes, le renforcement des sols et des infrastructures routières, ainsi que comme mur de soutènement.

Surveillance des poussières

En raison de la nature des processus de réduction de la taille et de ségrégation, le dynamitage, le transport, le broyage et le concassage des minéraux sont les principales sources de poussière dans l’air. Les travailleurs, l’environnement et la faune environnante sont tous affectés par cette poussière.

ABC Dust fournit à ses clients un service de surveillance de la poussière qui utilise la technologie de mesure des PM10-2.5 de quasi-référence de l’EPA pour donner une évaluation cohérente des niveaux de poussière dans une variété de circonstances environnementales et de niveaux de production minière (tonnes/h). Pour évaluer les niveaux de poussière PM10-2.5 créés par les opérations minières, nous utilisons des méthodes de gestion de la poussière.

Voici quelques-unes des caractéristiques de notre solution de surveillance de la poussière :

• Pour les particules PM 10, 5, 4, 2,5 et 1, les niveaux de poussière multicanaux jusqu’à 4 000 mg/m3 sont surveillés en permanence.
• Des échantillons gravimétriques sont utilisés pour décrire et quantifier les émissions de poussières en mg/m3.
• Modélisation des émissions de poussières à l’aide de divers paramètres (vents, humidité, production, type de matériau, etc.)
• Des solutions d’élimination des poussières sont proposées (entretien, sec, brouillard fin, dépoussiéreurs, additifs, etc.)
• Avant et après le déploiement, les options d’amélioration sont examinées
• Rapport sur les émissions avant et après la mise en œuvre de la mesure

Réhabilitation des sites miniers

De nombreuses pratiques minières actuelles causent des dommages considérables à l’environnement, notamment en éliminant la couche de terre arable nécessaire à la croissance des plantes et en augmentant l’acidité du sol et de l’eau, ce qui rend la zone hostile à la nouvelle flore et favorise l’érosion du sol. Lorsqu’une entreprise minière a plié bagages et est partie, l’érosion peut souvent persister pendant des années.

En conséquence, de nombreux anciens sites miniers sont désormais improductifs, inutilisables par les propriétaires et presque hostiles à la vie végétale et animale. Cependant, les dommages ne sont pas toujours irréversibles. Les entreprises peuvent recourir à diverses stratégies de réhabilitation des terres pour réaffecter les terres exploitées ou accélérer leur régénération naturelle.

Équipement écologique

Les entreprises minières qui cherchent à réduire leur impact sur l’environnement peuvent passer à des machines plus respectueuses de l’environnement, utiliser des énergies renouvelables et trouver des sources renouvelables de ressources naturelles. Les équipements miniers alimentés par des batteries sont souvent plus performants que ceux fonctionnant au diesel. Les entreprises minières peuvent réduire les émissions de CO2 en remplaçant les moteurs diesel par des moteurs électriques chaque fois que cela est possible.

De manière générale, l’industrie minière s’oriente vers l’équipement électrique, un nombre croissant d’entreprises minières proposant des solutions respectueuses de l’environnement. Certaines entreprises prennent des engagements plus importants, comme Epiroc, un fabricant suédois d’équipement minier qui veut devenir 100 % électrique dans les prochaines années. Une campagne visant à inciter les sociétés minières à n’utiliser que de l’équipement électrique pourrait potentiellement entraîner une réduction des émissions de carbone.

Les entreprises qui s’efforcent d’être plus durables devraient passer à des équipements plus avancés et plus robustes qui durent plus longtemps, ce qui réduit le taux de rotation des machines et les besoins en ressources. L’amélioration de la durabilité peut contribuer à réduire les coûts environnementaux des équipements cassés, comme le caoutchouc ou le plastique qui se détachent lorsqu’un équipement se brise. Des changements simples, tels que le passage à des pneus offrant une meilleure longévité et un meilleur rendement dans les situations où il y a des cailloux, peuvent réduire les dépenses d’équipement au fil du temps tout en réduisant la quantité de caoutchouc et de plastique utilisée.