Recherche et innovation

COMPAs - Etude du développement de nouveaux procédés de drainage minier

statut du projet | En cours
Détails de la manifestation
Date de début : Janvier 2018
Date de fin : Janvier 2022
Appel à projets de recherche : Gesipol - Gestion intégrée des sites et sols pollués : aide à la recherche et au développement
Année de l’appel à projets : 2018
Programme de la stratégie de Recherche : Gestion durable des sols, sites pollués et stockage du CO2
Organisme coordinateur : BRGM - D3E
Partenaires : CNRS-DR13 - HSM
Partenaires : ARMINES - LGEI
Partenaires : BURGEAP - Dpt R&D
Partenaires : ARMINES - GEOSCIENCES
Zone d’implantation
des porteurs du projet :
Occitanie / Gard / Saint-Sébastien-d'Aigrefeuille

Le projet COMPAs a pour objectif de déterminer la combinaison optimale d’étapes de traitement passives ou semi-passives permettant de réduire l’impact environnemental de drainages miniers acides riches en métaux et en arsenic.

Un traitement chimique en réponse à la pollution des drainages miniers

Les drainages acides liés à la réalisation d’anciens travaux miniers représentent une source de pollution par des substances inorganiques toxiques. Il est en général très difficile de stopper ou de réduire ces exhaures qui doivent être traitées en continu sur une durée indéterminée. Le coût de ces traitements représente une charge importante pour la société. La mise au point de procédés peu coûteux en énergie et en réactifs chimiques et produisant le moins de déchets possible, représente un enjeu majeur pour la gestion à long terme des districts miniers.

Les deux principales étapes biologiques sont :

  • La bio-oxydation induisant une co-précipitation de fer et d’arsenic ;
  • La sulfato-réduction, permettant d’éliminer les métaux sous forme de sulfures.

Ces étapes ont déjà fait l’objet de travaux de recherche et d’optimisation au laboratoire et jusqu’au prototype sur site pour la bio-oxydation. Cependant, aucun de ces deux procédés ne permet une augmentation du pH indispensable pour conférer à l’eau traitée une qualité compatible avec un rejet dans l’environnement. Les étapes biologiques doivent donc être combinées à un procédé passif physico-chimique utilisant du calcaire.

Une réponse en laboratoire, et en terrain

Le projet COMPAs propose de comparer différents scénarios de traitement, combinant les étapes biologiques précédemment étudiées, mais nécessitant des optimisations sur site, à des étapes de drains calcaires, soit dans l’espace d’une station de traitement classique, soit dans une zone plus étendue, en mode extensif, tirant parti de la topographie naturelle en aval d’un site. Le projet intégrera des approches de modélisation et de conception en ingénierie associées à des expériences sur site, incluant des pilotes de réacteurs biologiques, ainsi qu’un programme de tests au laboratoire pour la mise au point des drains calcaires.

Deux modes seront envisagés :

  • Le mode extensif, dans une zone étendue tirant parti de la topographie naturelle en aval d’un site.
  • Le mode compact dans l’espace compact d’une station de traitement classique.

Le projet intégrera des approches de modélisation et de conception en ingénierie associées à des expériences sur site, incluant des pilotes de réacteurs biologiques, ainsi qu’un programme de tests au laboratoire pour les drains calcaires. Les objectifs du projet seront atteints sur la base d’avancées scientifiques dans le domaine de la mise en relation de l’activité des communautés bactériennes dans les bioréacteurs avec les paramètres imposés par le fonctionnement en conditions réelles sur site, et de l’optimisation basée sur la modélisation numérique.

Les avancées techniques porteront principalement sur le changement d’échelle pour la sulfato-réduction et sur la combinaison support bactérien/mode d’oxygénation pour l’étape de bio-oxydation. Le projet bénéficiera d’une part d’une grande connaissance du site sur lequel les travaux seront réalisés par les partenaires du projet et d’autre part de l’expertise solide de ces derniers dans le domaine de l’environnement minier, mais dans des disciplines complémentaires (géochimie, microbiologie, génie des procédés, modélisation, extrapolation de procédés de bioremédiation, mise en oeuvre sur site).

Les résultats attendus à l’issue du projet consisteront en un ensemble de caractéristiques des différentes étapes, passives ou semi-passives, du schéma global des deux types de dispositifs de traitement, le premier extensif et le second compact. Le projet COMPAs s’inscrit dans le contexte territorial du district minier de Carnoulès, mais vise également à acquérir des connaissances et des règles d’extrapolation applicables sur différents sites.

Il participera à la mise à disposition de la société de systèmes de traitement passifs pour des DMA riches en métaux et métalloïdes tels que l’arsenic. Ces dispositifs de traitement passifs généreront des bénéfices environnementaux et économiques au niveau d’anciens sites miniers pour lesquels il est nécessaire de contrôler et traiter les exhaures avant leur rejet dans l’environnement.

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