En 2015, quelques semaines avant la conférence des parties de la convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques (la COP21) qui s’est tenue à Paris, en France, l’International Council on Mining and Metals (ICMM, le conseil international des mines et métaux), dont les membres représentent les plus grandes sociétés de l’industrie des mines et des métaux à l’international, a publié une courte déclaration concernant sa position face au changement climatique qui appelait à une « transition mesurée » pour réduire les émissions mondiales en ayant davantage recours à l’énergie renouvelable et aux autres technologies rentables à faibles émissions de dioxyde de carbone (CO₂), et en promouvant l’amélioration du rendement énergétique.

Beaucoup de choses ont changé ces six dernières années.

En revanche, la déclaration publiée par l’ICMM juste avant la COP26 à Glasgow, en Écosse, était une feuille de route plus étoffée et détaillée accompagnée d’une lettre ouverte des dirigeants des sociétés membres. Ils annonçaient leur engagement collectif envers la décarbonation dans l’objectif d’atteindre zéro émissions nettes de gaz à effet de serre (GES) de champs d’application 1 et 2 d’ici 2050 ou avant, et encourageaient leurs clients et fournisseurs à collaborer avec eux sur la décarbonation de leurs chaînes de valeur.

Aujourd’hui, la conversation ne porte plus sur les risques d’une décarbonation trop agressive, mais sur ceux d’une transition trop lente. Les implications sont révolutionnaires pour les ressources naturelles dont nous aurons besoin et pour leur extraction.

En tant que fournisseur des métaux et des minéraux nécessaires aux technologies de l’énergie verte au cœur de la décarbonation mondiale, l’industrie minière sera aux premières lignes de cette nouvelle révolution industrielle. Toutefois, en tant que secteur à fortes émissions et énergivore qui dépend énormément des combustibles fossiles, l’industrie devra s’aventurer dans de nouvelles stratégies et technologies pour se mettre au service de la cause. Un nombre croissant d’exploitations ont cependant pris le risque et gagnent du terrain.

Changement des mentalités en matière de décarbonation

« Il est nécessaire d’opérer un changement de mentalité dans pratiquement tous les secteurs », déclarait Theo Yameogo, leader national du secteur des mines et métaux à Ernst & Young (EY) Canada. « Entre les pressions externes croissantes, les répercussions de la pandémie de COVID-19 et les engagements internationaux prononcés lors de la récente COP26, nous sommes à un point de non-retour. Si beaucoup adoptent une attitude attentiste, jusqu’à l’établissement et l’entrée en vigueur de normes internationales, les sociétés doivent agir dès maintenant et se rassembler autour d’une stratégie de décarbonation de manière à ne pas être laissées en retrait dans la course aux talents, au capital et aux actifs. »

Les chefs de file du secteur minier mesurent la gravité de la situation. Dans le monde entier, des dirigeants miniers interrogés cette année entre juin et septembre pour le rapport annuel d’EY sur les dix principaux risques et possibilités d’affaires en 2022 dans le secteur des mines et des métaux ont placé la décarbonation en deuxième place de leurs préoccupations, derrière les questions liées à l’environnement et au social. L’année dernière, cette question occupait la quatrième place.

De l’autre côté de l’équation, l’étude des investisseurs institutionnels d’EY indique que 86 % choisissent les sociétés ayant des stratégies agressives de réduction des émissions de carbone ou une faible empreinte carbone.

La révolution de la décarbonation est sur le point d’amener de profonds changements dans le secteur financier également. La Glasgow Financial Alliance for Net Zero (GFANZ, l’alliance financière de Glasgow pour la neutralité carbone) a été fondée en avril 2021. Sept mois plus tard, à l’occasion de la COP26 à Glasgow, plus de 450 institutions financières dans 45 pays se sont engagées à investir plus de 130 000 milliards de dollars américains de capital privé par l’intermédiaire de la GFANZ pour contribuer à la transformation économique en faveur de la neutralité carbone. Cela fait partie des nombreuses initiatives, qui incluent un rapport sur le climat, la gestion des risques liés au climat et des rendements du capital investi liés au climat, afin de parvenir à la décarbonation à l’échelle mondiale du secteur financier et de ses investissements.

« Les fabricants, les consommateurs et les investisseurs ont un intérêt direct à s’assurer que les matériaux bruts sont obtenus de manière responsable », déclarait Martin Turenne, président et chef de la direction de FPX Nickel, une petite société minière basée à Vancouver à l’origine du développement du projet Decar Nickel District. « Par conséquent, pour que les sociétés minières puissent obtenir les permis sociaux et environnementaux d’exploitation, il est désormais normal qu’elles soient en faveur de la neutralité carbone. »

Un avenir tourné vers l’électrification

De toute évidence, les moteurs des exploitations minières fonctionneront à l’électrique alors que ces dernières procèdent à leur transition vers la décarbonation.

« Nous devons adopter les énergies renouvelables à grande échelle, électrifier tout ce qui peut l’être, travailler sur l’intégralité de notre chaîne de valeur et accélérer le développement des nouvelles technologies », déclarait Jakob Stausholm, directeur général de Rio Tinto lors de la journée dédiée aux marchés des capitaux organisée par la société le 20 octobre 2021. La société s’est engagée à effectuer des investissements directs de 7,5 milliards de dollars américains dans la décarbonation entre 2022 et 2030.

L’industrie minière fait une utilisation intensive des capitaux, ce qui la rend également plus prudente face aux risques liés à l’innovation. Toutefois, l’électrification des mines ne serait pas même envisagée aujourd’hui si l’industrie n’avait pas, au cours des quinze dernières années, déjà collaboré avec des fabricants de matériel d’exploitation minière pour s’emparer des technologies électriques à batteries émergentes afin d’électrifier les véhicules miniers. Parmi les premières mines à avoir adopté cette pratique figure l’exploitation de Macassa de Kirkland Lake Gold dans le nord de l’Ontario, qui a commencé à utiliser les véhicules électriques à batterie (VÉB) en 2011. Ces dernières ont contribué à l’avancement de l’électrification de l’équipement minier que beaucoup adoptent dans l’industrie.

À peine cinq ans après l’incursion de Macassa avec les VÉB, Newmont s’est fixé l’objectif ambitieux de faire de sa mine de Borden Lake en Ontario l’une des premières mines souterraines entièrement électriques au Canada. Plus récemment, le projet d’Onaping Depth de Glencore a, de la même manière, conçu un parc minier électrique à batteries. Des projets n’ayant fait l’objet d’aucune exploration antérieure, tels que le projet de nickel-cobalt de Turnagain de Giga Metals en Colombie-Britannique (C.-B.), prévoient de relier le réseau électrique de la province et d’explorer le potentiel d’un parc minier électrifié.

Même les anciens projets auxquels il ne reste que quelques années de vie, qui ne justifient donc pas le remplacement complet de leur équipement diesel, ont des solutions pour pouvoir contribuer à l’électrification.

« Si vous ne souhaitez pas totalement transformer votre parc en véhicules électriques à batteries », déclarait Al Poole, concepteur en chef du réseau électrique à Stantec, « il existe des kits hybrides qui peuvent être installés sur une machine fonctionnant au diesel. Ainsi, lorsque la machine a besoin de plus de puissance, le diesel reprendra le dessus. Le reste du temps, elle fonctionnera à l’électrique. On peut aussi utiliser un système [d’aide aux wagonnets]. On peut [même] commencer par des véhicules de soutien plus petits. Plusieurs options existent. »

Le Canada a de l’hydroélectricité en abondance. Les provinces de l’Ontario, du Québec, de Colombie-Britannique, du Manitoba et de Terre-Neuve-et-Labrador sont les plus gros producteurs. Ceci facilite d’une part l’électrification des exploitations minières au Canada, et leur confère d’autre part un avantage concurrentiel à l’échelle mondiale en tant que producteurs de métaux à faibles émissions de gaz à effet de serre (GES).

L’énergie éolienne et solaire

Les mines situées dans des régions isolées ou dans des pays fortement dépendants de l’électricité produite par la combustion de carburants fossiles doivent se tourner vers l’énergie éolienne et solaire pour réduire leurs GES. Il y a dix ans, ni les développeurs ni les exploitants de mines ne considéraient ces alternatives au diesel comme des options prometteuses.

Avalon Advanced Materials était l’une des premières petites sociétés minières canadiennes à adopter l’énergie solaire en 2009, dans son camp d’exploration du gisement d’éléments des terres rares (ÉTR) de Nechalacho.

« Grâce à notre travail, de plus en plus de sites d’exploration utilisent l’énergie solaire », déclarait Mark Wiseman, vice-président à la durabilité d’Avalon, dont la société a installé des systèmes d’énergie solaire dans son camp des Territoires du Nord-Ouest pour réduire sa dépendance envers son groupe électrogène diesel.

« L’énergie est onéreuse dans les lieux reculés, car il faut souvent expédier le carburant dans des barils par bateau ou par avion », indiquait M. Wiseman. « La météo peut également constituer une difficulté. Nous vivons des hivers longs et froids avec un ensoleillement réduit, suivi d’étés chauds. Nous étions curieux de voir si un système d’énergie renouvelable pouvait fonctionner dans ce genre d’environnement. »

Le système d’énergie renouvelable s’est toutefois avéré être très efficace.

La société a analysé les lieux où l’on utilisait le plus le diesel. Le chauffage des tentes dans les camps constituait l’un des principaux usages du diesel sur le site, avec un coût d’environ 500 000 dollars sur trois ans. C’est pourquoi Avalon en a fait le cœur de son expérience avec le solaire, qui comprenait une alimentation en électricité de secours reposant sur un système de batterie rechargeable pour le groupe électrogène diesel. En rechargeant les batteries à l’aide de l’énergie solaire, on pouvait éteindre le groupe électrogène périodiquement, pendant que le camp était alimenté par les batteries. Les chauffages à commande électrique ne requièrent que 0,7 litre de diesel par heure lorsqu’ils fonctionnent à haute température, par rapport à deux litres par heure pour le groupe électrogène au diesel. Avec 15 chauffages allumés chaque jour, les émissions de gaz à effet de serre ont été réduites de près de 1,3 tonne, uniquement pour le chauffage des tentes. En outre, les rendements de l’exploitation ont réduit les coûts liés au chauffage de 90 %, se traduisant par une période de récupération de 11 jours sur le coût des nouveaux chauffages. Parmi les autres économies réalisées figuraient un profil de risque plus bas, moins d’heures-personnes, et moins de risques liés à la sécurité dans la manipulation de lourds barils de diesel.

Iamgold a aussi adopté l’énergie solaire relativement tôt. De fait, la société a installé une usine de 12 millions de dollars américains de cinq mégawatts constituée de plus de 16 000 panneaux en 2014 à sa mine à ciel ouvert de Rosebel, au Suriname. Puis en 2018, Iamgold a mis en service sa centrale solaire de 15 mégawatts d’une valeur de 25 millions de dollars américains, équipée de 130 000 panneaux photovoltaïques à sa mine d’or d’Essakane au Burkina Faso. L’énergie solaire a remplacé les six millions de litres de carburant nécessaires chaque année, et réduit les émissions de la mine de 18 500 tonnes de CO₂ par an.

« Iamgold reconnaît que le changement climatique est l’un des plus grands enjeux que nous rencontrons aujourd’hui, et qui nécessite de prendre des mesures », déclarait Daniella Dimitrov, vice-présidente directrice et directrice des finances d’Iamgold. « Notre décision d’atteindre des émissions nettes négatives était fondée sur cette évaluation, et était conforme à notre vision Dommage zéro dans l’exploitation minière durable. »

Lorsque Glencore a fait équipe avec Tugliq Energy pour installer un moteur éolien de trois mégawatts à sa mine de nickel de Raglan dans la région du Nunavik, dans le nord du Québec, en 2014, beaucoup se sont montrés sceptiques car les projets reposant sur l’énergie éolienne dans les climats septentrionaux sont rares. Avec l’ajout d’un second moteur éolien en 2018, le projet a marqué un nouveau tournant dans l’exploitation de l’énergie éolienne dans les climats rudes du nord. Les turbines produisent environ 10 % de l’énergie nécessaire à la mine, ce qui permet d’économiser sur les quatre millions de litres de diesel chaque année et d’éliminer les émissions de 12 000 tonnes de CO₂ qu’ils auraient produites. Tugliq collabore avec Glencore afin d’identifier la prochaine étape pour l’intégration de l’énergie propre et la décarbonation totale du site minier.

Au-delà de l’énergie éolienne, Glencore et Tugliq expérimentent également l’énergie solaire. D’après un article rédigé par Marc-Antoine Dufour, ingénieur en efficacité énergétique à la mine de Raglan, la construction d’un parc de panneaux solaires sur le site de la mine 2 s’est terminée en juillet 2021. Le système dispose d’un total de 108 panneaux solaires monofaces et bifaces qui « captent le rayonnement solaire reflété sur la neige » et génèrent 40 kilowatts-crête (kWc) d’énergie. « L’énergie produite par les cellules sera convertie à partir de courants continus et alternatifs par le biais d’un onduleur, afin d’être intégrée dans le réseau de distribution de 25 kilovolts et d’alimenter les sites de Katinniq, des mines 2 et 3, de Qakimajurq, de PM8H et de PM14. »

Dans le monde entier, un nombre croissant d’exploitations minières envisagent maintenant de mêler les énergies solaire et éolienne afin de remplacer la production d’énergie reposant sur les combustibles fossiles, et de poser les bases d’une future électrification de leurs exploitations. Rio Tinto, par exemple, prévoit la décarbonation du réseau de minerai de fer dans sa région de Pilbara en remplaçant une usine d’énergie de gaz naturel, ce qui éliminera un million de tonnes d’émissions de CO₂ et, à terme, aidera à totalement électrifier le système de Pilbara de Rio Tinto, dont tous ses camions, son équipement mobile et son service ferroviaire.

Les sociétés qui ont ajouté des projets d’énergie solaire et éolienne à leur bouquet énergétique ont ouvert la voie à un avenir permettant aux mines de produire leurs propres besoins énergétiques à l’aide d’un microréseau entièrement alimenté par des énergies renouvelables qui exploitent le stockage avancé de batteries pour garantir un approvisionnement énergétique stable. La technologie n’est pas encore éprouvée, mais on y arrive.

Début novembre 2021, la société sud-africaine Gold Fields annonçait l’ouverture officielle d’un microréseau hybride reposant sur les énergies renouvelables à sa mine Agnew Gold, qui se trouve dans une région isolée à environ 1 000 kilomètres au nord-est de Perth, en Australie-Occidentale. Créé en partenariat avec le fournisseur d’énergie EDL, le microréseau de 98 millions de dollars offre à la mine une moyenne quotidienne de 50 % à 60 % de son énergie à partir de sources renouvelables. Dans les bonnes conditions météorologiques, les sources renouvelables du microréseau fournissent jusqu’à 85 % de l’énergie de la mine.

Cette performance est un gigantesque bond en avant. Avant l’intégration du système de stockage de l’énergie basé sur les batteries lithium-ion de Saft, qui offraient un total de 13 mégawatts de puissance et une capacité de stockage de l’énergie de 4 mégawatts-heures (MWh), l’énergie éolienne et solaire du microréseau ne parvenait à fournir que 10 % des besoins de la mine en électricité. EDL prétend pouvoir améliorer sa technologie de batterie à lithium-ion pour augmenter la pénétration des énergies renouvelables, et elle explore l’utilité de l’ajout d’hydrogène dans le bouquet.

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Énergie ancienne génération : les nouveautés

Le monde va avoir besoin de bien plus d’électricité pour remplacer les combustibles fossiles. Ni l’hydrogène ni l’énergie nucléaire ne sont de nouvelles technologies d’énergies renouvelables, mais toutes deux sont explorées et développées agressivement en tant que solutions à la décarbonation. Certains pays tels que l’Espagne placent tous leurs espoirs sur l’énergie verte associée à l’hydrogène pour atteindre la neutralité carbone d’ici 2050. Cette technique consiste à créer de l’hydrogène par l’électrolyse, et l’énergie renouvelable alimente le processus de production.

Dans le secteur minier, Anglo American et d’autres explorent les façons dont cet élément pourrait alimenter les camions de transport à l’avenir. La société mettra à l’essai un camion de transport hybride alimenté à l’hydrogène à sa mine de Mogalakewna, en Afrique du Sud. Si tout se passe comme prévu, la société prévoit d’acquérir un parc de 40 camions de transport alimentés par de l’hydrogène produit par l’énergie solaire à la mine en 2024.

M. Poole de Stantec indiquait qu’il suit avec beaucoup d’intérêt le développement des camions de transport alimentés à l’hydrogène car on pourrait les utiliser rapidement afin d’aider les sociétés minières dans la décarbonation. À son avis, l’hydrogène en tant que combustible serait une solution rapide pour contribuer à réduire les émissions des camions de transport durant la transition vers la décarbonation.

« Cette technologie n’a rien de nouveau », indiquait-il. « Dans le passé, je travaillais pour une société où l’on effectuait des essais et des phases pilotes sur une pile à hydrogène pour un camion de transport. Ce projet était fort intéressant, mais on ne trouvait aucun acheteur. »

Au Canada, chef de file mondial en matière de technologie nucléaire, les petits réacteurs modulaires (PRM), une nouvelle catégorie de réacteurs portables et modulables plus petits que les 19 réacteurs à grande échelle qui produisent actuellement quelque 15 % de l’électricité du pays, ont été identifiés par les gouvernements fédéraux et provinciaux comme essentiels à la décarbonation.

« Chaque pays rencontre des difficultés qui lui sont propres pour atteindre le " net zéro ", la neutralité carbone », indiquait John Gorman, président et chef de la direction de l’association nucléaire canadienne (ANC). « Dans le contexte canadien, nous disposons déjà d’un système d’électricité relativement propre. Ceci signifie cependant que, contrairement aux États-Unis et à d’autres pays, nous ne pourrons pas réaliser d’économies en nous contentant de rendre plus propre notre secteur de l’électricité. Notre enjeu reste bel et bien de déterminer comment procéder à la décarbonation d’industries lourdes telles que l’industrie minière. »

La feuille de route et le plan d’action canadien des petits réacteurs modulaires (PRM), élaborés par les gouvernements provinciaux et fédéraux en collaboration avec des groupes et communautés autochtones, le secteur privé et des innovateurs tels que la Mining Innovation, Rehabilitation and Applied Research Corporation (MIRARCO, une société spécialisée dans l’innovation, l’assainissement et la recherche appliquée dans le secteur des mines), sont déjà en cours de mise en œuvre. Actuellement, 12 sociétés de technologies de PRM différentes sont soumises à un processus d’examen et d’obtention de permis auprès de la Commission canadienne de sûreté nucléaire (CCSN). L’une d’elles, NuScale Power basée aux États-Unis, a récemment signé un protocole d’entente avec la société de conseil Piela Business Engineering et la société minière polonaise KGHM d’exploitation du cuivre et de l’argent. Le partenariat explorera si l’usine actuelle alimentée au charbon de KGHM peut être progressivement remplacée par la technologie de PRM de NuScale.

Diane Hughes, vice-présidente du marketing et des communications à NuScale, expliquait les avantages en termes de décarbonation des PRM. « Une centrale électrique NuScale de 924 mégawatts permettrait de réduire les émissions à hauteur de plus de huit millions de tonnes de CO₂ par an, par rapport au charbon, ce qui équivaut à retirer 1,7 million de véhicules du réseau routier. »

La seule chose de sûre, c’est le changement

La révolution industrielle, qui reposait sur le charbon, a transformé l’exploitation minière et le monde. Nous sommes au seuil d’une nouvelle ère tout aussi transformatrice. Mais comme durant toute période de transition, l’incertitude dominera. « Entre le développement de produits, la technologie, la politique et la régulation, de nombreuses lacunes restent à combler. Et ces facteurs évoluent rapidement », expliquait M. Yameogo de EY. « Les sociétés ne peuvent se permettre d’attendre l’arrivée d’une plus grande clarté pour traduire leur parole en actes afin de répondre aux engagements ambitieux en matière d’émissions de CO₂. Pour beaucoup, il faudra tout d’abord bien comprendre la véritable signification que chacun attribue à la neutralité carbone. Chaque feuille de route sur la décarbonation sera différente, mais au travers d’une planification active des scénarios, les sociétés peuvent s’assurer que l’incertitude, la flexibilité et l’adaptabilité sont prises en compte dès le départ. »

La vitesse à laquelle progressent les technologies des énergies renouvelables s’accélère chaque jour. « Parfois, elles progressent si rapidement que le fabricant n’a pas le temps de construire [les produits] et les sociétés minières de les mettre en œuvre », indiquait M. Poole. « Ainsi, lorsqu’on opte enfin pour une solution et que l’on s’apprête à acheter l’équipement, l’installer et commencer à l’utiliser, la génération suivante commence déjà à pointer son nez. »

Plus que jamais, il est primordial de collaborer avec des fabricants d’équipement d’origine (FEO) qui sont flexibles et proposent des solutions pour faire face à cet enjeu, ajoutait-il. Il est aussi très important de mener une analyse méthodique et holistique de l’impact des nouvelles technologies sur une exploitation. L’utilisation des VÉB sous terre, par exemple, ne permet pas uniquement de réduire les coûts liés au carburant. Elle contribue également à une diminution des coûts de l’aérage car ces véhicules n’émettent pas de particules.

Par ailleurs, ajoutait M. Poole, le développement d’une stratégie modulaire pour une mise en œuvre étape par étape de solutions reposant sur l’énergie renouvelable constitue un bon moyen d’avancer. Le tout est de se rapprocher de la décarbonation et d’être « un bon citoyen face aux enjeux climatiques », indiquait-il.

Tout comme les mines qui ont adopté très tôt la technologie et ont pris des risques en le faisant, et qui ont encouragé l’industrie à avancer, chaque pas qu’une exploitation minière fait aujourd’hui en direction de la décarbonation aide aussi à ouvrir la voie à l’amélioration des technologies de demain et contribue à atteindre l’objectif de neutralité carbone dans l’industrie minière d’ici 2050.

Traduit par Karen Rolland