4. Impacts environnementaux

Toxicité

Une étude scientifique s’est penchée sur les impacts environnementaux liés à l’extraction des métaux utilisés dans les soudures sans plomb (Ku, 2003).Cette étude montre que la toxicité de l’indium dans l’environnement est moins importante que celle du plomb, de l’argent ou de l’antimoine. Cependant, les déchets issus de la production d’indium contiennent des substances dangereuses (arsenic, cadmium, plomb, mercure et acide sulfurique) ainsi que d’autres acides puissants utilisés dans les procédés électrolytiques ou de lessivage [[Ku A. (2003). Lead-Free Solders : Issues of Toxicity, Availability and Impacts of Extraction. Electronic Components and Technology Conference, IEEE Conference Publications]]. La dangerosité des principaux éléments présents dans les résidus de l’extraction de l’indium est récapitulée dans le Tableau 1.

ElémentClassificationLimite dans l’eau portable en mg/L (EPA[[EPA : US Environmental Protection Agency]]) Limite dans l’air en mg/m3 (OSHA PEL[[OSHA : US Occupational Safety and Health Administration – PEL : permissible exposure limits]])Effets sur la santé
ArsenicSubstance dangereuse0.050.01Cancérigène
CadmiumDéchet dangereux0.0050.0005Potentiellement cancérigène
MercurePolluant dangereux pour l’air, polluant prioritaire pour l’eau0.0020.1Probable cancérigène

Tableau 1 : dangerosité des principaux éléments contenus dans les résidus de l’extraction de l’indium

Les acides puissants comme l’acide sulfurique et chlorhydrique sont également classés parmi les substances dangereuses. Même si l’EPA ne donne pas de valeurs limites, ces substances sont corrosives et réputées cancérigènes [1].

Parmi les 6 métaux étudiés comme alternative au plomb pour la soudure dans l’industrie électronique (antimoine, argent, bismuth, cuivre, étain, indium), l’indium apparaît en 2nde position derrière l’argent dans un classement partant du moins durable au plus durable sur des critères comme la toxicité, la disponibilité et l’impact environnemental à l’extraction [1].

La majorité de l’indium produit etant issue du minerai de zinc, du plomb dans une moindre mesure, il est logique de parler ici des impacts environnementaux liés à l’extraction et au traitement de ces deux métaux souvent extraits et traités dans les mêmes zones. Une étude présentant les impacts d’une mine de plomb et zinc exploitée au Groenland entre 1956 et 1963 permet d’appréhender les effets à long terme sur l’environnement [[NERI (2008). Environmental Impact of the Lead-Zinc Mine at Mestersvig, East Greenland. NERI Research Note No. 24. National Environmental Research Institute – University of Aarhus. Denmark]]. Ces travaux d’étude d’impact effectués entre 1979 et 2001 ont compilé de nombreuses études scientifiques qui mettent en évidence que les activités minières ont généré une large pollution au plomb et au zinc :

  • Plus de 80% des 400 000 t de déchets miniers laissés sur la zone de stockage des résidus ont été dispersés dans la rivière, ses deltas et les fjords environnants ; les concentrations en zinc de ces déchets ont été évaluées à environ 2,5%
  • La rivière en aval de la zone de stockage présente des taux anormalement élevés de zinc, de plomb et de cadmium ; à 1 km de la zone de dépôt, les taux de zinc en suspension atteignent 400 µg/l et 150 µg/l sous forme dissoute
  • Les sédiments des deltas de la rivière indiquent que des quantités importantes de plomb et de zinc se sont accumulées ; certains échantillons de sédiments du fleuve au niveau de la décharge de résidus révèlent des concentrations très élevées : plus de 3 500 µg/g de plomb et 25 000 µg/g de zinc
  • L’impact sur ??les sols est confiné à une zone dans environ un kilomètre de la mine, où de très fortes concentrations ont été observées, par exemple, entre 8 000 et 15 000 µg/g de zinc
  • Les lichens, fréquemment utilisés comme marqueurs des sites pollués, révèlent des taux élevés de zinc été de plomb dans un rayon de 500 m de la zone de stockage
  • Les concentrations de plomb et de zinc observés sur les plages à plus de 10 km du site montrent une nette diminution en raison de l’érosion qui a entraîné ces éléments dans les eaux profondes ; ceci est confirmé par les taux élevés de plomb, zinc, cuivre et cadmium relevé dans les sédiments marins le long de la côte ; 57 500 m2 de sédiments marins auraient ainsi révélé des taux de plomb supérieurs à 0,1%
  • Les taux de métaux lourds constatés dans l’eau de mer sont variables selon le brassage de la zone de prélèvement ; cependant, les algues permettent de montrer une diminution de la pollution dans le temps ; même constations pour les animaux marins (coquillages, poissons)

Comme on peut le constater, les impacts sur l’environnement sont importants et durables dans le temps. De nombreuses études scientifiques consacrées à des sites miniers occidentaux (abandonnés ou encore en activité) extrayant les métaux principaux dont est issu l’indium (aux USA [[Schmitt C.J. (2007). Accumulation of metals in fish from lead–zinc mining areas of southeastern Missouri, USA. Ecotoxicology and Environmental Safety, 67, 14–30]], au Royaume Uni [[Carruthers M. (1979). Evidence of cadmium toxicity in a population living in a zinc-mining area. The Lancet, 845-847]], en Belgique [[Cappuyns V. (2006). Environmental impact of the former Pb–Zn mining and smelting in East Belgium. Journal of Geochemical Exploration 88, 6– 9]], au Japon [[Shikazono N. (2008). Zinc contamination in river water and sediments at Taisyu Zn–Pb mine area, Tsushima Island, Japan. Journal of Geochemical Exploration 98, 80–88]], au Canada [[Newhook R. (2003). Releases from copper smelters and refineries and zinc plants in Canada : human health exposure and risk characterization. The Science of the Total Environment 301, 23–41]]) font état de résultats similaires. Bien entendu, certaines de ces études montrent les impacts résultants d’une époque où les préoccupations environnementales n’étaient pas primordiales. Elles donnent cependant une idée des impacts résultants de pratiques qui prévalent certainement encore de nos jours dans certaines circonstances : pays émergents ou pays sous-développés en Chine [[Zhang X.W. (2011). Estimation of lead and zinc emissions from mineral exploitation based on characteristics of lead/zinc deposits in China. Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 21, 2513-2519]], mines artisanales ou illégales, voire même dans les pays développés où une activité minière subsiste. Mais il est vrai que dans la majorité des cas, pour des raisons d’épuisement ou de stratégie, l’extraction minière, comme la production minière (et les pollutions qui vont avec) s’est largement externalisée. Pour donnée une idée précise des bouleversements environnementaux provoqués par une des plus importantes mines de zinc actuellement en activité (Antamina au Pérou), un rapport montre que durant la durée d’exploitation de cette mine (entre 2001 et 2021), celle-ci aura produit environ 500 million de tonnes de minerai et 1,36 milliards de tonnes de déchets rocheux. La mine à ciel ouvert finale aura un diamètre de 1,7 km pour une profondeur de 465 m [[BNI (2006). Biodiversity Offset Case Study : Compañía Minera Antamina’s Polylepis Initiative. Biodiversity Neutral Initiative]].

Énergie

Il ne semble pas exister de données pour mesurer la consommation énergétique de l’extraction de l’indium. Dans le cas où l’indium est un sous-produit du plomb, il est raisonnable d’estimer que la consommation énergétique nécessaire à extraire l’indium du minerai de plomb est au moins supérieure à celle pour extraire le plomb, soit supérieure à 73,7 MJ/kg [1]. Concernant l’extraction du zinc, une étude donnait une consommation énergétique de 50 MJ/kg [[Boustead I. (1998). Étude européenne de l’éco profil de la production primaire de zinc. Étude réalisée pour le compte de l’International Zinc Association. Référence citée sur http://www.vmzinc.fr/construction-durable/energie.html (dernière consultation le 28/09/2012)]].

La consommation énergétique est un élément important de l’impact environnemental de l’extraction des métaux car la production d’énergie est la principale source de pollution de l’environnement. Les combustibles fossiles (charbon, pétrole et gaz naturel) fournissent environ 95 % de toute l’énergie commerciale dans le monde. L’industrie de la première transformation des métaux consomme plus de 25 % de cette énergie [[Bishop, 2000 cité dans Ku, 2003]]. Ce n’est certainement pas en voie de s’améliorer : nous avons exploité les gisements les plus faciles, les concentrations en matières premières diminuent dans les minerais et il faut chercher toujours plus profond, même au fond des océans. Aujourd’hui, pour extraire les minerais nécessaires aux industriels, il faut donc de plus en plus d’énergie, de matériel, au moment où, justement, l’énergie bon marché commence à faire défaut. Nous sommes entrés dans un cercle vicieux [[Bihouix P., de Guillebon B. (2010). Quel futur pour les métaux ? Raréfaction des métaux : un nouveau défi pour la société. EDP Sciences]]. La combustion des combustibles fossiles pour produire de l’électricité libère des polluants atmosphériques (dioxyde de soufre, hydrocarbures, particules, métaux, …) et du CO2 dans l’atmosphère. Ces rejets contribuent à la dégradation de l’environnement, la formation de pluies acides, de smog et au réchauffement climatique [1].


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