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Environnement

Comment restaurer une ancienne mine de fer?

22-07-2019

Image: Viridis Terra Innovations et T2 Environnement

Est-il possible de reverdir une ancienne mine de fer isolée de tout et condamnée par un climat nordique difficile? Une équipe tente de relever le défi.

Léonie Côté ouvre la porte du frigo pour en sortir des champignons cultivés dans des plats en verre. L’étudiante de l’Université Laval place de grands espoirs dans ces amas gris, blanchâtres ou bruns originaires des alentours de sites miniers délaissés de Schefferville, à quelque 500 km au nord de Sept-Îles. Ces champignons, qui s’associent naturellement aux racines de plantes, pourraient être le remède nécessaire à la restauration de ces anciennes mines de fer.

Mais puisque les champignons peuvent être soit des alliés ou des parasites des plantes, il fallait d’abord désigner lesquels étaient les «bons». C’est pourquoi 1 000 bouts de racines de différentes plantes du complexe minier ont été mis au frigo dans autant de contenants. «J’ai identifié 106 espèces de champignons et j’ai choisi les plus fréquentes, car elles sont peut-être les plus bénéfiques pour les plantes», explique la jeune femme. Elles peuvent faciliter l’absorption de l’eau et des nutriments par exemple.

Ses neuf champignons «finalistes» ont ensuite été mis en contact avec des résidus miniers de Schefferville pour voir comment ils allaient réagir et pour déterminer lesquels étaient des alliés. «À cause du bouleversement du sol, quand une graine germe, elle ne trouve pas nécessairement son champignon qui lui permet de bien croître, dit son professeur, Damase Khasa, du Département des sciences du bois et de la forêt. L’idée est de faire pousser la plantule en serre avec son champignon pour l’aider à bien s’établir quand elle sera transplantée dans la mine.»

Des champignons provenant de Schefferville cultivés en laboratoire par Léonie Côté.

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Car il faudra qu’elle soit robuste pour tenir bon à Schefferville ! Les hectares de terrain perturbé et compacté par la compagnie minière Iron Ore du Canada entre 1954 et 1982 ont essentiellement le même aspect martien qu’à l’époque. Il faut savoir que, jusque dans les années 1990, les entreprises n’étaient pas responsables de la restauration des sites exploités au Québec − des sites qu’on qualifie aujourd’hui d’orphelins.

La compagnie Tata Steel Minerals du Canada (TSMC), qui exploite le fer depuis 2012 dans les mêmes environs, devra quant à elle reverdir le territoire qu’elle aura perturbé et sait que ce ne sera pas aisé sur ce plateau isolé, froid et archi venteux. C’est pourquoi elle finance un projet de recherche et développement depuis trois ans sur un ancien site et sur ses propres exploitations auquel collaborent différentes équipes, dont celle de Damase Khasa qui est soutenue par le Fonds de recherche du Québec − Nature et technologies. Voilà qui tombe à point : le gouvernement du Québec commence les premières analyses en vue de la restauration des 11 sites orphelins dont il a la charge.

Comment s’y prendre pour faire jaillir la végétation sur le sol ferreux ? La feuille de route est à inventer ; il n’y a pas d’exemple québécois à des latitudes aussi élevées duquel s’inspirer. La restauration la plus «nordique» demeure celle de la mine Poirier… à 100 km au nord d’Amos. Et les mines véritablement au nord de la province sont toutes encore en activité.

Solution durable

Par les fenêtres de son bureau, au sous-sol de sa maison de Valcourt, Hugo Thibaudeau Robitaille, cofondateur de la firme T2 Environnement et gestionnaire du projet pour TSMC, pointe les sections de son terrain où il produit des légumes, du bois et du sirop d’érable. La productivité de sa terre n’a rien à voir avec celle du sol rougeâtre qui l’occupe. « Les résidus miniers n’ont aucune matière organique, dit le biologiste. Le but est de les restaurer en intégrant le moins d’intrants [engrais, semences ou autres] possible pour que les écosystèmes se bâtissent d’eux-mêmes. »

Surtout que ces intrants devraient venir de loin, par avion ou par train, car les routes ne relient pas le sud de la province et Schefferville. « Et si l’on ajoute des intrants pour faire une belle prairie, le jour où l’on arrête d’en mettre, la productivité tombe. Ce n’est pas durable. »

Le complexe minier a plusieurs visages : non seulement il est tantôt du côté du Labrador, tantôt au Québec, mais il se trouve aussi dans la zone de transition entre la taïga et la toundra arbustive. La première étape du projet a donc été de dresser l’inventaire des végétaux de ce bout de pays, en collaboration avec la firme Viridis Terra Innovations, qui a une expertise en restauration de mines.

Ces deux partenaires ont remarqué que les résidus miniers ne sont pas tous désertés par les végétaux. « Il y a des haldes [ces immenses buttes de résidus] qui sont exemptes de toute végétation, mais il y en a aussi qui ont été

colonisées par des plantes, mentionne M. Thibaudeau Robitaille. On a sélectionné cinq espèces pionnières, c’est-à-dire celles qui favorisent le démarrage des écosystèmes. »

Les deux entreprises ont réalisé toutes sortes de tests avec ces cinq espèces sur les sites en 2017 et 2018. Elles ont ainsi vérifié l’efficacité de l’hydroensemencement et de différentes façons de planter les boutures ou de remodeler le terrain. Pendant ce temps, les racines des espèces clés avaient fait leur chemin jusqu’à l’Université Laval pour que s’opère l’inventaire des champignons.

« Cet été, on va essayer d’implanter des grappes de végétation pour voir si elles se disséminent. On veut aussi créer un verger de boutures pour le saule [l’une des cinq espèces sélectionnée] parce que c’est fastidieux de les recueillir directement dans la nature », indique Hugo Thibaudeau Robitaille, qui s’amuse comme un petit fou avec ce projet.

Daniel Tarte, cofondateur de T2 Environnement, lors d’un suivi des essais sur le terrain, en septembre 2018. Image: Viridis Terra Innovations et T2 Environnement

Les plantes qui seront utilisées pour les grappes sont celles qui ont grandi dans les serres de l’Université Laval grâce aux soins de Roudy Jean. Dans une vingtaine de bacs bleus remplis de terre rouge, des boutures de saule prennent racine. Elles sont dopées par l’inoculum secret du doctorant : une « soupe » nutritive à laquelle il ajoute les champignons recommandés par Léonie Côté.

« Je teste trois champignons sur les boutures et j’ai aussi des bacs sans champignon, signale le jeune homme. Je vais ensuite prendre des mesures physiologiques : le taux de photosynthèse et la biomasse », pour comparer l’effet des différents inoculums. Au fond de la serre, ses semis d’aulnes crispés et de bouleaux glanduleux pétants de santé se feront également servir une soupe avant de prendre l’avion et d’être plantés sur le site.

Si les essais sont concluants et que l’industrie manifeste un intérêt pour cette solution, les plants pourraient un jour être cultivés et inoculés dans une pépinière sur place, ouvrant la porte à un nouveau secteur économique pour les communautés locales. Non seulement un grand territoire doit déjà être restauré, mais d’autres sites seront à verdir dans le futur ; deux minières sont toujours actives et la quête de gisements se poursuit.

Regard sur le microbiome

Dans un laboratoire du Conseil national de recherches du Canada situé au fond du quartier industriel de Mont-Royal, Charles Greer nous montre différents séquenceurs, dont le petit dernier, un MinION pas plus gros qu’une barre de chocolat et qui permet des analyses sur le terrain.

Son travail dans le projet consiste à décrire le microbiome des racines pour trouver, un peu comme pour les champignons, les bactéries qui vivent en symbiose avec des plantes des sites. « On s’est intéressés au microbiome à l’extérieur des racines, mais aussi à l’intérieur des racines. Comme les humains, les plantes ont beaucoup de bactéries qui peuvent les protéger, les aider ou leur nuire. »

Pour découvrir tout ce beau monde, « on prend la plante, on coupe les racines qu’on veut utiliser et on les secoue pour enlever le gros de la terre, mime le microbiologiste. Celle qui est encore collée aux racines est celle qu’on veut analyser parce que les bactéries qui sont bénéfiques pour les plantes en sont proches ». Grâce aux séquenceurs, son équipe a pu obtenir l’ADN « total » des échantillons, c’est-à-dire l’ADN mélangé de tous les systèmes biologiques d’un échantillon de terre. Ensuite, il a suffi de comparer l’amas d’informations recueillies avec des banques de données pour désigner les espèces de bactéries qui répondent « présentes » !

Quant aux populations bactériennes à l’intérieur des plants, il a fallu stériliser l’extérieur des racines avant de les broyer pour en extraire, encore une fois, l’ADN total et le décortiquer.

Par la suite, l’équipe de M. Greer a déterminé quelles bactéries se trouvent avec quelles espèces végétales sur des sites miniers et naturels. « On remarque par exemple deux souches communes pour trois sites perturbés. Ça peut signifier qu’elles sont importantes. » Il souhaite concevoir et mettre à l’essai un autre inoculum avec ces « bonnes » bactéries ; si tout va bien, ce produit sera testé à la mine à l’été 2020.

Le recours aux organismes vivants pour restaurer des sites miniers est un phénomène encore nouveau, déclare M.Charles Greer, qui travaille depuis plusieurs années à la remise en état de sites d’exploitation de sables bitumineux. «L’industrie minière a moins l’habitude de travailler avec les biotechnologies, sauf pour certaines techniques d’extraction qui font appel aux microbes.»

C'est la qualité de la terre qui me tracasse. C'est quasiment du sable, et du sable plein de fer.

Mariana Trindade, gestionnaire des questions environnementales à TSMC

Du sable plein de fer

Mariana Trindade a une vue à la fois sur Montréal et sur Schefferville. Une grande carte couvre une partie d’un mur de son bureau lumineux au 11e étage d’une tour du centre-ville. La gestionnaire des questions environnementales de TSMC nous propose une visite guidée à vol d’oiseau. « Là, c’est Schefferville ; la ligne pointillée, c’est la route ; et notre site commence ici, au Labrador. Au bout de la route, on revient au Québec et l’on trouve les sites Goodwood et Sunny, dont l’exploitation n’a pas encore commencé. »

La minière a investi quelque 300 000 $ depuis 2016 dans la recherche en vue de la restauration des lieux et continuera à verser 100 000 $ annuellement pour accroître les connaissances qui lui seront utiles dans quelques années, quand elle fermera un premier site. Mariana Trindade espère que la sélection judicieuse des végétaux, du modèle de plantation et des champignons et bactéries suffira à verdir les montagnes rouges, mais elle demeure sceptique. « C’est la qualité de la terre qui me tracasse, avoue-t-elle. C’est quasiment du sable, et du sable plein de fer… »

Elle s’est donc tournée vers Didier Barré, au Conseil national de recherches du Canada. Il commencera bientôt un travail de caractérisation du sol pour établir ce qu’il y manque et ce qui pourrait y être ajouté. « Mais encore une fois, l’idée est d’utiliser ce qui est déjà sur place pour enrichir le sol, dit Mme Trindade. Faire du compost n’est pas facile dans la région, à cause du climat et aussi de la présence d’ours, qui rôdent dans les parages. Mais on pourrait songer à déchiqueter le carton et les palettes de bois pour les ajouter au sol. »

Il faut penser à toutes les possibilités, selon elle. « Les conditions sont tellement hétérogènes qu’on n’arrivera pas à une recette unique. Quand on plante sur une pente pour éviter l’érosion, les résultats peuvent être complètement différents d’un côté à l’autre. Ça va être un travail titanesque », reconnaît-elle.

Cet été, Mariana Trindade prévoit aller sur le terrain avec l’équipe. « Ça demande beaucoup de main-d’œuvre d’un coup. Je serai là comme ouvrière ! » Toutes les paires de bras comptent quand on s’attaque à un monstre de fer.

Qu’en est-il des sites orphelins de Shefferville?

Le gouvernement du Québec a hérité de 11 sites d’exploitation du fer qui ont été fermés dans les années 1980. L’étude de ces sites répartis sur 15 km commence cet été et devrait se terminer en 2021.

« La caractérisation permet de faire le constat environnemental du site, qui inclut notamment d’évaluer s’il y a présence de drainage minier », explique Sophie Proulx, ingénieure de projet à la Direction de la restauration des sites miniers du ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles. Ce drainage peut entraîner une lixiviation des métaux, c’est-à-dire que des métaux peuvent se retrouver en trop grande concentration dans l’eau de surface, les sédiments ou l’eau souterraine. S’il s’agit de métaux problématiques, comme des éléments qui pourraient contaminer la chaîne alimentaire, il faudra corriger la situation avant de restaurer les lieux.

Après cette évaluation, les sites seront classés comme prioritaires ou non, par rapport aux autres sites orphelins québécois, ce qui influencera la vitesse d’action sur place. Car au total, Québec doit restaurer 82 sites d’exploitation minière (6 en font actuelle- ment l’objet) et 223 sites d’exploration, selon le dernier bilan, datant de mars 2018.

Le ministère a-t-il confiance que des entreprises seront capables de relever le défi ? Les recherches à Schefferville montrent que restaurer un site en milieu nordique et isolé, ce n’est pas de tout repos ! « C’est sûr que notre bassin de consultants n’est pas très grand, dit Mme Proulx. Mais il y en a qui ont l’habitude de travailler en milieu reculé, ailleurs dans le monde. On en tiendra compte. »

La restauration des vieux sites est toujours complexe. « On répare des pots cassés il y a 50 ans», rappelle l’ingénieure.

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