J. Gardner
John Gardner est gestionnaire
de l'environnement pour l'exploitation minière,
Alcoa World Alumina Australia,
Applecross (Australie).
La restauration des mines doit rétablir ou améliorer les valeurs d'utilisation des terres qui existaient avant l'exploitation minière.
Extraction de la bauxite au moyen d'excavatrices à chenilles et de camions de 105 tonnes
- ALCOA
La science et la technologie de la remise en état des terres et de la reconstitution du milieu naturel ont fait des progrès considérables, permettant à la restauration d'atteindre des objectifs multiples et complexes. La sélection des objectifs d'utilisation des terres après une exploitation minière doit tenir compte d'une série de facteurs, notamment de la compatibilité avec l'utilisation des terres avoisinantes, des attentes de la collectivité, de la protection de la biodiversité et des exigences en matière de réglementation.
Le présent article illustre le cas du programme de restauration des mines mis en oeuvre par Alcoa World Alumina Australia, pour réaliser des objectifs d'utilisation multiple des terres dans la forêt de jarrah (Eucalytpus marginata) en Australie-Occidentale. Des techniques de pointe sont utilisées en matière de préparation du terrain, de traitement du sol et des semences, et de multiplication végétative, pour rétablir l'écosystème naturel.
L'exploitation minière d'un site s'accompagne généralement d'un défrichage total du sol, d'une modification radicale du paysage et d'un dérèglement complet de l'écosystème. Lorsqu'elles sont mal gérées, les activités minières peuvent aussi avoir des effets notables au-delà du site, par le fait notamment du déversement d'un drainage contaminé par des sédiments, des produits chimiques et des métaux, ou à l'acidité modifiée. Les opérations minières peuvent également favoriser l'introduction de ravageurs, de prédateurs et de maladies dans les écosystèmes naturels, et exposer des zones isolées à des perturbations d'origine anthropique nouvelles. Trop souvent, les mines ont été abandonnées dans un état fortement perturbé, après avoir fait l'objet d'une restauration limitée, voire nulle. Elles constituent une pollution visuelle et peuvent avoir des effets dévastateurs sur l'environnement, héritage encombrant dont les gouvernements et les communautés se trouvent investis. Ces «pêchés du passé» - dont certains maintiennent toutefois un caractère d'actualité - portent gravement atteinte à la réputation de l'industrie minière. L'exploitation minière est de ce fait souvent considérée comme une forme de développement indésirable, et il est fréquent que l'accès aux terres soit refusé aux sociétés minières, surtout là où il existe des risques potentiels de conflit avec la conservation du milieu naturel. Pourtant, l'exploitation minière et les minerais jouent un rôle essentiel dans le développement futur, et en particulier pour l'amélioration et le maintien des niveaux de vie dans le monde entier.
Pour contribuer réellement au développement futur durable, l'industrie minière doit élaborer des méthodes de gestion de l'environnement judicieuses et les mettre en application partout dans le monde. Il faut notamment, pendant la phase opérationnelle de l'exploitation, que les effets sur l'environnement soient réduits au minimum, sur place comme au-delà des sites. Elle doit aussi faire preuve d'efficacité dans l'extraction et l'exploitation des ressources, et promouvoir une transformation et une utilisation efficaces de ses produits. Les minerais sont une ressource non renouvelable, mais dans bien des cas ils peuvent être efficacement réutilisés et recyclés.
Conformément aux principes de développement durable, les opérations minières doivent être considérées comme une utilisation transitoire des terres. Cela signifie qu'après l'exploitation, le sol doit être remis dans l'état où il se trouvait avant la perturbation, retrouvant ainsi une valeur égale ou supérieure.
La valeur d'une terre peut être mesurée en termes économiques, sociaux ou écologiques. Il existe de nombreux exemples de terres exploitées puis remises efficacement en état pour l'agriculture, la foresterie, la conservation du milieu naturel ou encore des usages urbains ou industriels (Laurence, 2001). Dans certains cas, l'utilisation préalable à l'exploitation minière a été rétablie, tandis que dans d'autres elle a changé. Certaines des utilisations nouvelles du territoire ont été le fruit d'une planification et d'une mise en oeuvre attentives, tandis que d'autres ont été le résultat d'une évolution, parfois à l'issue d'une longue période d'abandon de la terre (Moffat, 2001). La récupération ou la régénération des sites miniers doit être un processus de conversion des terres précédemment exploitées à une utilisation future satisfaisante; il ne s'agit pas d'enfouir les déchets, de niveler le site et de mettre en place un couvert végétal pratiquement dénué de valeur.
La première chose à faire, au moment d'élaborer un programme de restauration efficace d'un site minier, est de fixer un objectif d'utilisation du sol après l'exploitation, clairement défini. Cet objectif doit être compatible avec l'utilisation des terres environnantes, favoriser la diversité des espèces, correspondre aux attentes de la communauté locale et être approuvé par les propriétaires fonciers et les organismes de réglementation. Il est essentiel de bien appréhender la propriété future du terrain. En dépit des meilleures intentions, il peut être inutile de s'efforcer d'envisager une utilisation productive, comme la culture fruitière, de terres communes inexploitées; lorsque la compagnie quittera le site, qui recueillera les bénéfices et qui se chargera de l'entretien? Qui sera responsable de la terre si celle-ci se dégrade par manque d'entretien?
Une fois que les objectifs d'utilisation du sol appropriés sont établis, la restauration peut commencer. Il s'agit avant tout de remettre les sites miniers perturbés dans un état physique sûr et stable, intégré dans le paysage environnant. La sécurité devrait être considérée en termes de risques pour l'homme, pour les animaux domestiques et pour la faune sauvage, mais le site régénéré doit aussi refléter le milieu environnant; si le paysage local présente des fronts de falaise naturels ou des pentes abruptes et rocheuses, ces caractéristiques pourront être acceptables comme valeurs esthétiques ou d'habitat. En revanche, si la nature présente parfois une géomorphologie instable, il est difficile d'imaginer une bonne raison de la préserver ou de la créer. Les sols stables ont de meilleures probabilités de reverdir efficacement et de soutenir la productivité, et ils offriront une couverture de protection contre les matériaux hostiles enfouis au-dessous, comme les roches acidifiantes ou les sous-sols présentant des concentrations en sel ou en métaux toxiques. Les sols stables permettront en outre d'éviter les effets hors-site, tels que la turbidité et l'envasement des cours d'eau.
La plupart des programmes de récupération prévoient également une certaine forme de remise en végétation (reverdissement). Indépendamment de l'objectif d'utilisation du terrain, le couvert végétal choisi doit être productif et durable. Si la végétation est installée à des fins commerciales, la productivité doit alors être au niveau des productions analogues entreprises sur des sols naturels. Là où la végétation d'origine est restaurée, le niveau de productivité doit être suffisant pour établir et maintenir un écosystème autorégulateur. La restauration de la diversité des espèces peut être un objectif fondamental des programmes de remise en état visant à rétablir les écosystèmes naturels. Le succès d'une telle entreprise dépend souvent de l'établissement préalable de processus appropriés de remise en état de l'habitat et de l'écosystème, qui favoriseront ensuite la reconstitution complète de la flore et de la faune.
La science et la technologie de la récupération des sites miniers et de la reconstitution du milieu naturel sont aujourd'hui bien connues. Des livres, des publications, des conférences et des sociétés professionnelles y sont consacrés. Il n'en était pas ainsi lorsqu'en 1963, la compagnie Alcoa World Alumina Australia (ici appelée Alcoa) a commencé à extraire de la bauxite dans la forêt de jarrah, dans le sud-ouest de l'Australie. Il s'agissait au départ d'une exploitation minière à relativement faible échelle, intéressant chaque année une trentaine d'hectares de forêt défrichée. Les gisements de bauxite sont superficiels et leur exploitation requiert l'excavation de la terre végétale et des morts-terrains (à une profondeur d'environ 0,5 à 1 m) avant l'extraction du minerai à une profondeur moyenne de 3,5 à 4 m.
Les activités de récupération ont démarré en 1966, mais elles étaient alors très rudimentaires. Des espèces de pins et d'eucalyptus importées des régions orientales de l'Australie étaient implantées en monoculture. Les courbes de niveau des puits de mines n'étaient pas rétablies, les morts-terrains et la terre végétale étaient répandus sans aucun travail du sous-sol, tandis que les arbres étaient plantés avec une quantité arbitraire d'engrais organiques. Pour ces sites, l'objectif d'utilisation du terrain était la production de bois d'oeuvre, mais la croissance des arbres y était généralement très faible et beaucoup d'entre eux étaient déracinés et abattus par le vent par le fait d'une carence en éléments nutritifs et de l'impossibilité de s'enraciner dans les sols compactés de la mine.
La compagnie s'est rapidement rendue compte que les résultats obtenus étaient inférieurs aux normes et qu'une mise au point s'imposait. Les travaux ont démarré immédiatement, portant sur un programme de recherche et des essais sur le terrain. En l'espace de cinq ans, des améliorations ont été apportées au programme de restauration des mines. Cet effort s'est poursuivi pendant trois décennies et la qualité de la restauration des sites miniers a désormais atteint un niveau très élevé (Baker, Gardner et Ward, 1995).
Aujourd'hui, l'objectif de restauration répond au principe de l'usage multiple des terres de la forêt de jarrah, aux attentes de la communauté et aux techniques et capacités de régénération existantes qui, pour la plupart, ont été mises au point localement. La forêt de jarrah s'étend sur près de 1,8 million d'hectares; il s'agit pour l'essentiel d'une forêt domaniale, gérée en tant que telle. La communauté végétale est une forêt claire de haute futaie où le jarrah (Eucalyptus marginata) et le marri (Corymbia calophylla) prédominent. Elle est caractérisée par une grande diversité botanique, avec la présence de 780 espèces végétales dans la zone forestière, selon les estimations. La forêt primaire représente moins de 10 pour cent du total. Les réserves de conservation, qui intéressent environ 15 pour cent de la forêt, renferment des échantillons de l'ensemble des peuplements végétaux de la forêt et protègent les zones primaires résiduelles. L'exploitation minière n'est pas autorisée dans les réserves, et à ce jour, toutes les zones d'exploitation ont fait au moins une fois l'objet d'une coupe sélective.
Des principes de gestion forestière écologiquement durable sont appliqués pour l'aménagement de la forêt à des fins de conservation et pour la protection des bassins versants, la production de bois d'oeuvre, le tourisme, les loisirs, l'exploitation minière et l'exploitation industrielle des fleurs sauvages (Department of Conservation and Land Management, Australie-Occidentale, 1994). La forêt se trouve à la sortie de Perth, la capitale de l'Australie-Occidentale, qui compte plus de 1 million d'habitants. Cette population exige beaucoup de la forêt, mais elle se soucie également de son bien-être.
Défonçeuse à griffes fixée à l'arrière d'un bulldozer
- ALCOA
Alcoa exploite deux mines de bauxite à Huntly et à Willowdale, situées respectivement à quelque 90 km et 135 km au sud-est de Perth. Une troisième mine, celle de Jarrahdale, dont la production a cessé en 1998, est désormais désaffectée et le site a été totalement restauré. Actuellement, environ 550 ha sont exploités et remis en état chaque année. Depuis le commencement de l'exploitation minière, 12 560 ha ont ainsi été défrichés et 10 600 ha récupérés. L'objectif de restauration d'Alcoa est de rétablir dans la forêt de jarrah un écosystème autorégulateur qui réponde aux usages qui étaient faits de la terre avant l'exploitation minière. L'objectif de conservation spécifique est de favoriser, au niveau de la flore, de la faune et du sol, le développement de caractéristiques similaires à celles de l'écosystème naturel de la forêt de jarrah (Nichols et al., 1991). Une disposition en matière de restauration, élaborée en 1979 et révisée depuis tous les deux ans, fait l'objet d'un accord officiel entre Alcoa et les principaux organismes de réglementation. Des critères et des normes de résultats pour le retour final des zones récupérées à la gestion exclusive de l'État, ont également été mis au point et approuvés (Elliott et al., 1996). Préalablement à leur approbation par le gouvernement, ces critères et normes ont été examinés par des organismes de réglementation et par des membres du monde académique, de groupes écologistes, de l'industrie et de la communauté.
La restauration commence par le reprofilage des parois de 2 à 5 m de hauteur du puits de mine, à un angle de pente maximal de 18°. Le rétablissement des courbes de niveau des puits de mines désaffectés vise à reproduire le paysage naturel d'origine. Les morts-terrains, qui sont séparés de la couche arable et généralement empilés à proximité, sont alors remis en place. La terre arable est récupérée des zones nouvellement défrichées (selon une technique dite du retour direct) ou des dépôts de terre végétale, lorsque cela n'est pas possible. Le retour direct de terre végétale fraîche favorise l'introduction dans le sol de semences viables, d'éléments nutritifs, de matières organiques et de micro-organismes utiles. Pour maintenir à la surface ces propriétés importantes du sol, la terre végétale est enlevée, puis répandue à nouveau en couche la plus fine possible, généralement de 10 à 15 cm.
Une fois la terre végétale remise en place, on dépose dans les zones exploitées quelques souches, troncs d'arbres et roches qui serviront d'habitat à la faune. Le sol est alors défoncé sur 1,5 m de profondeur à l'aide d'une défonçeuse à griffes. Cette opération est effectuée en été et en automne pour une pulvérisation maximale du sous-sol compacté. Des courbes de niveau à un intervalle vertical de 3 à 5 m, sont arpentées et piquetées sur le terrain, et le défonçage suit ces courbes avec précision. Des sillons d'environ 0,4 m de profondeur et de 1,5 m de large et suivant les courbes de niveau, sont ainsi creusés. Ils sont essentiels pour prévenir le ruissellement pluvial et l'érosion du sol.
Aussitôt après le défonçage et avant l'arrivée des pluies d'automne, on disperse sur le sol fraîchement travaillé un mélange de semences de nombreuses espèces végétales locales (entre 70 et 100 espèces). Procéder aux semis immédiatement après le défonçage maximise l'établissement des plants à partir des semences répandues (Ward, Koch et Ainsworth, 1996). Les graines sont dispersées à la main, ou bien déposées directement sur le sol à peine défoncé à l'aide d'une semeuse fixée à la défonçeuse. La dose de semences mélangées appliquée est d'environ de 2 kg par hectare. Les semences des essences forestières dominantes, le jarrah et le marri, sont intégrées au mélange selon des taux qui permettent l'établissement de ces arbres dans une proportion analogue à celle de la forêt naturelle. Le mélange de semences n'est constitué que d'essences indigènes et toutes les graines proviennent de sites situés dans un rayon de 15 km autour de chaque mine, afin de conserver le matériel génétique local dans les zones restaurées.
Les espèces végétales difficiles à réimplanter à partir de semences, de par la faible viabilité, faculté germinative ou disponibilité des graines, sont multipliées en conteneurs dans la pépinière et le laboratoire d'Alcoa, par culture de tissus, bouturage ou ensemencement. Alcoa a ainsi installé 215 000 de ces plantes «récalcitrantes» dans les sites miniers en 2001.
L'épandage des engrais dans les zones restaurées est effectué par hélicoptère, en fin d'hiver ou en début de printemps. On utilise un engrais composé (NPK et micronutriments) à raison de 500 kg par hectare.
Les pluies d'hiver sont généralement fiables, avec un bon établissement des plantes au cours de la première année. Si les opérations de défonçage selon les courbes de niveau ont été effectuées de manière efficace et que l'érosion est évitée la première année, les sites se stabilisent et ne sont pas sujets à l'érosion dans les années qui suivent. La croissance des arbres après un ensemencement à la volée est généralement inférieure à 0,5 m au cours de la première année, mais elle atteint 1 m par an les années suivantes. Le sous-étage se développe lui aussi rapidement.
Les doses de semis sont déterminées de manière à obtenir un minimum d'une légumineuse par mètre carré et entre une demie et une plante non légumineuse par mètre carré. Grâce à la bonne disponibilité d'éléments nutritifs apportés par une fertilisation à la volée, le couvert forestier et le sous-étage s'approchent de ceux que l'on trouve dans les forêts adjacentes, dès les cinq premières années. À ce stade, bon nombre d'espèces végétales à courte durée de vie, les acacias notamment, commencent à atteindre la maturité, contribuant ainsi à la constitution rapide d'une couverture détritique.
Défonçage en profondeur le long des courbes de niveau d'un puits de mine aménagé après la remise en place des morts-terrains et de la terre végétale
- ALCOA
Divers programmes de suivi sont mis en oeuvre dans les zones récupérées. Un premier contrôle est effectué après neuf mois pour vérifier si les conditions d'établissement du couvert forestier et du sous-étage ont été remplies. Les zones restaurées sont aussi inspectées en vue de détecter d'éventuels problèmes d'érosion. Au bout de 15 mois, on mesure la richesse du territoire en espèces végétales.
Des études de la succession végétale, des groupements de végétation, de la croissance des arbres, de l'accumulation de la biomasse, du cycle nutritif, de l'utilisation de l'eau et de la qualité du bois ont été conduites (Alcoa World Alumina Australia, 2001). La reconstitution et la succession de la faune ont également été étudiées à plusieurs reprises. Ces études ont confirmé que les besoins en nourriture et en habitat des animaux sont satisfaits. Elles ont également permis d'identifier au niveau des techniques de restauration, des carences méritant une certaine attention, comme la nécessité de mettre en place un plus grand nombre de troncs, de souches et de roches pour rétablir l'habitat terrestre (Nichols et Gardner, 1998).
La récente accélération donnée par Alcoa à l'amélioration des techniques de restauration, avait pour but d'accroître la diversité en espèces dans les sites récupérés, pour parvenir au niveau observé dans la forêt voisine. En 1992, cette diversité représentait dans les zones récupérées, à peine plus de 60 pour cent de la moyenne forestière. Lors de la dernière évaluation effectuée en 1999 dans les zones restaurées, elle atteignait 96,8 pour cent de la moyenne forestière. Les progrès réalisés dans ce domaine sont le fruit d'une amélioration au niveau des méthodes de traitement de la terre végétale, de la collection de semences, des méthodes de traitement et d'application, et de la plantation d'espèces de germination difficile cultivées en pépinière. En règle générale, toutes les vérifications indiquent que les zones récupérées atteindront l'objectif fixé. Toutefois, considérant la gravité de la perturbation causée par les activités minières et l'âge que la forêt devra atteindre pour remplir la totalité de ses fonctions, il faudra encore quelque temps pour que cela se confirme.
Site restauré, après la mise en place de troncs et de roches pour l'habitat de la faune et l'implantation d'espèces végétales à germination difficile; certaines espèces sont protégées pour empêcher les kangourous de les brouter pendant l'implantation
- ALCOA
Site de récupération après un an
- ALCOA
Site de récupération après 14 ans
- ALCOA
Le secteur minier australien a la chance d'opérer dans un environnement juridique, réglementaire, politique, de planification stratégique et d'investissement solide et stable, et de devoir suivre des directives clairement définies en matière d'évaluation de l'impact sur l'environnement, de planification, de mise en oeuvre et de suivi. Toutefois, bien que cela constitue indéniablement une base de départ utile pour une gestion réussie des mines et pour le processus de récupération postérieur, les bons résultats d'Alcoa ont été en grande partie induits de l'intérieur, au niveau local, par-delà l'application des règlements. Alcoa s'efforce en effet de transférer les meilleures pratiques et d'adopter partout dans le monde les mêmes principes et normes de récupération - et de démontrer ainsi que les meilleures pratiques ne sont pas applicables que dans les pays développés et stables. Les grandes compagnies internationales ont de nombreuses occasions de contribuer à améliorer les normes environnementales relatives à l'exploitation minière dans le monde et de promouvoir le renforcement des capacités dans les communautés à vocation réglementaire, technique et académique dans les pays en développement.
Bibliographie
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