Diminuer les émissions de poussières d'un site d'extraction et de

DIMINUER LES MISSIONS DE POUSSIRES DUN SITE DEXTRACTION ET DE

TRAITEMENT DE PIERRE CALCAIRE

par

Maxime Descteaux

Essai prsent au Centre Universitaire de Formation en Environnement en vue de

lobtention du grade de matre en environnement (M. Env.)

dirig par M. Alexandre Renaud M. Env.

CENTRE UNIVERSITAIRE DE FORMATION EN ENVIRONNEMENT

UNIVERSIT DE SHERBROOKE

Sherbrooke, Qubec, Canada, 15 septembre 2012

i

SOMMAIRE

Mots cls : poussire, matire particulaire, particule, carrire, mine, minire, route,

rosion, pierre, calcaire.

Les entreprises uvrant dans le domaine de lextraction et de la transformation de pierre

doivent assurer lacceptabilit sociale de leurs activits en en minimisant les impacts

environnementaux. Pour cette industrie, les missions de poussires sont un enjeu

crucial, car elles occasionnent divers impacts environnementaux. Cet ouvrage a pour

objectif didentifier les meilleures solutions de rduction des missions de poussires pour

un site dextraction et de transformation de pierre calcaire. cet effet, les sources de

poussires sont identifies et quantifies. Des solutions de rduction pour les plus

importantes de ces sources sont dcrites et compares sur la base de lefficacit, des

cots, de lapplicabilit et des impacts environnementaux. Des recommandations

concernant les solutions implanter sont formules. Une revue des connaissances

actuelles relatives aux impacts environnementaux des poussires est aussi prsente.

Les pires impacts environnementaux sont subis par les humains, les animaux et les

vgtaux. Dautres impacts rapports sont positifs, mais ils amenuisent surtout les impacts

ngatifs dautres pollutions qui devraient tre traites la source. Les voies de circulation

et les superficies rodes par le vent sont les sources de poussires les plus importantes

du site ltude. Les solutions de rduction de ces sources sont lapplication deau (avec

buses fixes ou camion-citerne), lapplication dabat-poussires chimiques, lasphaltage, le

positionnement dcrans, la vgtalisation et la rduction de la vitesse de la circulation.

Les meilleures solutions identifies sont lapplication deau et la rduction de vitesse pour

la circulation, alors que pour les superficies rodables, la vgtalisation est prfrable.

Sur le site ltude, il est suggr de contrler la vitesse des camions et dinstaurer un

plan dapplication deau comprenant des buses fixes, afin de librer le camion-citerne dj

prsent sur le site pour lui permettre de se concentrer sur certaines zones. La

vgtalisation est propose pour contrler lrosion de piles de matriaux. Il est suggr

dimplanter des pratiques pour circonscrire la circulation et pour limiter les dversements

de matriaux afin de maximiser les gains de rduction offerts par les mesures de contrle.

ii

REMERCIEMENTS

Russir insrer la rdaction de cet essai travers mon emploi du temps na pas toujours

t facile, mais jai pu compter sur le soutien de collgues, parents et amis pour y arriver.

Je remercie dabord Alexandre Renaud, qui a permis la ralisation de cet essai en

acceptant de le diriger et qui en a facilit la rdaction, en moctroyant une position au sein

de son quipe chez Graymont. Jen profite aussi pour souligner la participation de divers

employs de cette entreprise qui ont accept de rpondre mes questions, ce qui a

permis de relever la qualit de cet essai. Plus particulirement, Pierre Duchesneau, qui

ma beaucoup aid obtenir des donnes sur le site ltude, Andr Tessier, qui a

rpondu plusieurs questions concernant le site, Rosanne Fortin et Keven Houde, qui ont

fournis beaucoup dinformations concernant les mthodes de contrle des poussires.

Ma famille et mes amis doivent tre remercis surtout pour leur comprhension lorsquils

minvitaient prendre part une activit et que je me dsistais pour rdiger mon essai, ou

pire, lorsque je me prsentais chez eux et que jagissais en sauvage en passant mon

temps rdiger.

Je dois aussi remercier, avec tout lamour que je lui porte, ma douce moiti, Lauranne

Marceau, qui ma non seulement soutenu moralement, mais qui a aussi particip

fortement la correction du franais dans mon essai.

Merci vous tous.

iii

TABLE DES MATIRES

INTRODUCTION ............................................................................................................... 1

1 IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX DES MISSIONS DE POUSSIRES .................. 4

1.1 Eau ...................................................................................................................... 5

1.1.1 Augmentation du pH ..................................................................................... 5

1.1.2 Augmentation de lalcalinit .......................................................................... 6

1.1.3 Modification de la productivit aquatique ...................................................... 7

1.1.4 Pntration et rflexion de la lumire ............................................................ 8

1.2 Air ........................................................................................................................ 9

1.2.1 Modification de lalbdo ................................................................................ 9

1.2.2 Rduction de la concentration en ozone dans la troposphre ..................... 10

1.2.3 Modification des rgimes de prcipitation ................................................... 11

1.3 Sol ..................................................................................................................... 11

1.3.1 Augmentation du pH ................................................................................... 11

1.3.2 Durcissement du sol ................................................................................... 12

1.4 Flore .................................................................................................................. 12

1.4.1 Altration des communauts de lcosystme ............................................ 12

1.4.2 Modification de la productivit des plantes .................................................. 13

1.5 Humain .............................................................................................................. 14

1.5.1 Rduction de la visibilit ............................................................................. 14

1.5.2 Nuisance .................................................................................................... 15

1.5.3 Effets sur la sant ....................................................................................... 15

1.5.4 Transport de maladies ................................................................................ 16

1.6 Faune ................................................................................................................ 17

1.6.1 Dommages sur les branchies ..................................................................... 17

1.7 Ressources........................................................................................................ 17

iv

1.7.1 Gaspillage des ressources .......................................................................... 18

1.8 Rsultats de la caractrisation des impacts environnementaux ......................... 18

2 DESCRIPTION DU SITE LTUDE ....................................................................... 21

2.1 Les carrires et lextraction de la pierre ............................................................. 22

2.1.1 Sources de poussires ............................................................................... 22

2.1.2 Mesure de rduction des missions de poussires ..................................... 23

2.2 Lusine de concassage et de pierre pulvrise .................................................. 23



2.3 Lentreposage en piles des produits de pierre concasse .................................. 24



2.4 Les voies de circulation ..................................................................................... 25



2.5 La gestion du dcouvert .................................................................................... 26



2.6 Autre entreposage et superficie inutilise .......................................................... 27



3 CARACTRISATION DES SOURCES DE POUSSIRES ....................................... 28

3.1 Mthodologie du calcul des missions ............................................................... 28

3.1.1 Procd de concassage, tamisage, points de chute et pulvrisation de la

pierre ................................................................................................................... 30

3.1.2 Schoirs pierre ........................................................................................ 33

v

3.1.3 Dpoussireurs .......................................................................................... 34

3.1.4 Manutention des matriaux par chargeur sur roues (pierre brute et produits

finis) ................................................................................................................... 34

3.1.5 Voies de circulation..................................................................................... 35

3.1.6 Entreposage en piles et surfaces rodables ............................................... 36

3.2 Rsultats du calcul des missions de poussires .............................................. 37

4 SOLUTIONS DE RDUCTION DES MISSIONS DE POUSSIRES DES

PRINCIPALES SOURCES............................................................................................... 42

4.1 Arrosage avec de leau ...................................................................................... 43

4.1.1 Efficacit de rduction des missions de poussires .................................. 43

4.1.2 Aspects environnementaux ......................................................................... 46

4.1.3 Aspects techno-conomiques ..................................................................... 47

4.2 Abat-poussires chimiques ................................................................................ 48



4.2.3 Aspects techno-conomiques et comparaison finale des abats-poussires 53

4.3 Asphaltage ........................................................................................................ 56




4.4 Positionner des crans ...................................................................................... 59




4.5 Vgtaliser ........................................................................................................ 62



vi


4.6 Contrle de la vitesse des vhicules .................................................................. 65




4.7 Autres mesures ................................................................................................. 66

5 RECOMMANDATIONS ............................................................................................. 69

CONCLUSION ................................................................................................................. 75

RFRENCES ................................................................................................................ 77

BIBLIOGRAPHIE ............................................................................................................. 89

ANNEXE 1 DFINITION DE LA COTE GLOBALE OCTROYE AUX IMPACTS

ENVIRONNEMENTAUX .................................................................................................. 95

ANNEXE 2 MISSIONS DE POUSSIRES DU SITE LTUDE PAR ACTIVIT (2011)

........................................................................................................................................ 96

ANNEXE 3 MISSION DE POUSSIRES DU SITE LTUDE POUR LE PROCD

DE CONCASSAGE (2011) .............................................................................................. 97

vii

LISTE DES FIGURES ET DES TABLEAUX

Figure 2.1 : Carte de l'utilisation du site ltude ............................................................. 21

Figure 3.1 : Les quatre lments de l'estimation des missions de poussires ................ 29

Figure 3.2 : Schma de procd typique dune usine de concassage et de pulvrisation de

pierre ............................................................................................................................... 31

Figure 3.3 : Rpartition de limportance des missions de poussires selon les activits sur

le site ltude ................................................................................................................. 37

Figure 3.4 : Rpartition de limportance des missions de poussires du procd de

concassage de la pierre selon ses diffrentes composantes ............................................ 39

Figure 4.1 : Efficacit de rduction des missions de poussires de l'application d'eau en

fonction du ratio d'humidit du sol .................................................................................... 44

Figure 4.2 : Aspersion des voies de circulation par buses fixes ....................................... 47

Figure 4.3 : Clture brise-vent pour protger des piles de matriaux ............................... 60

Figure 4.4 : Bandes caoutchoutes pour contenir les poussires dun point de chute de

matriaux ......................................................................................................................... 67

Figure 5.1 : Principales solutions de rduction des missions de poussires

recommandes pour le site ltude ............................................................................... 72

Tableau 1.1 : Impacts environnementaux des missions de poussires du site ltude 19

Tableau 3.1 : Effet des dpoussireurs sur les missions du procd de concassage

(excluant le schoir 2 non dpoussir) ........................................................................... 40

Tableau 4.1 : Facteurs influenant les missions de particules partir du sol.................. 42

Tableau 4.2 : Estimation des taux et frquences dapplication deau ncessaire la

rduction des poussires sur le site ltude ................................................................... 45

Tableau 4.3 : Cots dimmobilisation et rcurrents pour lutilisation dun camion-citerne

pour humidifier les routes du site ltude ....................................................................... 48

Tableau 4.4 : Minimum et maximum d'efficacit de rduction des missions de poussires

par divers abat-poussires ............................................................................................... 50

Tableau 4.5 : Comparaison des cots de divers abat-poussires distribus au Qubec

pour le site ltude ......................................................................................................... 54

viii

Tableau 4.6 : Cots dimmobilisation et rcurrents pour lutilisation dun camion aspirateur

pour nettoyer les surfaces asphaltes dune usine de concassage qui comprend 1,9 km de

routes asphaltes nettoyer ............................................................................................ 58

Tableau 5.1 : Comparaison de lefficience de rduction des missions de poussires pour

les solutions proposes pour le site ltude (donnes par ha par an) ............................ 69

ix

LISTE DES ACRONYMES, DES SYMBOLES ET DES SIGLES

$ dollar canadien

m micron

BNQ Bureau de normalisation du Qubec

cm centimtre

ENCEM Environnement carrires et matriaux

GIEC Groupe dexpert Intergouvernemental sur lvolution du Climat

h heure

ha hectare

km kilomtre

km kilomtre carr

L litre

m mtre

m mtre carr

m mtre cube

MDDEP Ministre du Dveloppement durable, de lEnvironnement et des Parcs du

Qubec

NIOSH National Institute for Occupational Safety and Health

PM10 particule de moins de 10 microns

PM2,5 particule de moins de 2,5 microns

TM Tonne Mtrique

TPM particules totales

USEPA United States Environmental Protection Agency

V/V volume sur volume

WRAP Western Regional Air Partnership

1

INTRODUCTION

Au cours des dernires annes, les activits minires ont t portes lavant-plan dans

lactualit qubcoise. On en parle pour les emplois et revenus quelles crent, mais aussi

pour les impacts environnementaux et sociaux quelles engendrent. Par exemple, avec

son Plan Nord, le gouvernement libral de Jean Charest sest lanc dans une campagne

dinformation qui vise souligner les bnfices conomiques de lindustrie minire

(Gouvernement du Qubec, 2009), alors que le rcent long mtrage de Richard

Desjardins et Robert Monderie, Trou story (2012), dressait un sombre portrait de cette

industrie. travers cela, on constate la cration de diverses initiatives citoyennes telles

que lInstitut du Nouveau Monde et la coalition Pour que le Qubec ait meilleure mine. Ces

organismes agissent en tant quobservateurs et commentateurs des activits de lindustrie

minire et offrent une plateforme pour que les citoyens du Qubec sexpriment sur le sujet.

Les opinions rapportes par ces organismes sont dailleurs gnralement peu favorables

envers lindustrie (Institut du Nouveau Monde, 2012; Pour que le Qubec ait meilleure

mine, 2012). Dans un tel contexte, les entreprises uvrant dans ce domaine ont intrt

assurer lacceptabilit sociale de leurs oprations.

Les missions de poussires sont un aspect environnemental important des activits

minires dextraction et de la transformation de pierre, un point tel que les nuisances

quelles causent peuvent savrer intolrables pour les populations voisines. On peut citer

en exemple laffaire Ciment du Saint-Laurent inc. c. Barrette (2008) dont le jugement a

contraint lexploitant dune usine de fabrication de ciment verser des indemnits de

plusieurs millions ses voisins qui subissaient les missions de poussires de son

exploitation.

Au-del des populations voisines qui peuvent tre affectes, les exploitants doivent aussi

respecter la rglementation en matire dmissions de particules, dont les exigences

deviennent de plus en plus prcises et contraignantes. Ltat canadien, en partenariat

avec les provinces, dont le Qubec, est en train de prciser ses exigences sur le sujet en

dveloppant des normes nationales en matire de qualit de lair (Conseil canadien des

ministres de lenvironnement, 2003). Le gouvernement provincial a aussi tabli de

nouvelles normes avec le Rglement sur lassainissement de latmosphre (R.R.Q., c. Q-2

2

r. 4.1), qui a t adopt en 2011. Au niveau des particules, ce rglement instaure des

normes de qualit de lair ambiant, impose des normes dmissions et exige des

performances minimales pour les quipements antipollution.

La pierre calcaire est une roche sdimentaire qui est lorigine de produits utiliss dans

des domaines aussi varis que la construction, lagriculture, les ptes et papiers, la

transformation des mtaux et le traitement des eaux uses. Ce type de pierre nest

prsent au Qubec que dans la valle du Saint-Laurent. De ce fait, les sites dextraction et

de transformation sont tous situs dans cette rgion qui est la plus peuple du Qubec. La

proximit des zones habites fait en sorte que lacceptabilit sociale de ces activits revt

un intrt particulirement important. Pour une entreprise qui extrait et traite de la pierre

calcaire dans le sud du Qubec, les nombreuses proccupations que soulvent les

missions de poussires en font un enjeu non ngligeable. Il devient alors essentiel que

ces entreprises sintressent srieusement trouver des moyens de contrler leurs

missions.

Sur un site dextraction et de transformation de pierre, les sources de poussires sont

nombreuses et diversifies. Les mthodes dintervention qui visent rduire ces

missions le sont tout autant, puisquil en existe plusieurs et quelles comportent toutes

une particularit au niveau de leurs cots, de leur efficacit, de leur applicabilit ou de

leurs impacts environnementaux. En loccurrence, il nest pas toujours clair didentifier la

source de poussire qui soit la plus importante, ni la mthode de rduction des missions

qui soit la plus efficace appliquer sur un site en particulier. Le prsent document vise

ainsi identifier les meilleures solutions de rduction des poussires qui sont applicables

un site dextraction et de transformation de pierre calcaire qui est situ Saint-Marc-des-

Carrires et qui comprend une carrire et une usine exploites par lentreprise Graymont.

Pour ce faire, il faut quantifier les missions de poussires du site et inventorier les

solutions de rduction applicables aux sources de poussires les plus importantes.

Ce document identifie donc les sources dmissions de poussires de ce site, pour ensuite

en quantifier les missions actuelles. Un inventaire et une description dtaille des

solutions de rduction applicables sont ensuite faits, ce qui permet enfin de les comparer

et de dterminer lesquelles de ces solutions sont les meilleures. La comparaison termine

3

le document et elle est faite sous forme de recommandations. Par contre, avant dentamer

toute cette dmarche, dans le but de bien saisir limportance de la rduction des missions

de poussires, une revue des connaissances actuelles sur leurs impacts

environnementaux est prsente.

Cette revue de littrature est faite partir des publications les plus rcentes,

principalement des articles scientifiques qui sont rviss par les pairs, mais aussi des

rapports de diffrentes instances gouvernementales qui permettent de confirmer des

tendances gnrales. Au niveau de lidentification des sources de poussires, elle est faite

en ralisant des visites sur le site et en consultant les plans dingnierie de lusine. Pour

lestimation des missions de poussires, elle est faite laide des modles dvelopps

par la United States Environmental Protection Agency (USEPA), qui peuvent tre trouvs

dans son rapport AP-42 qui a t rvis en 2006. Ces modles, qui sont ceux

quEnvironnement Canada (2012a) recommande dutiliser, sont bass sur des

chantillonnages qui ont t raliss sur divers sites dextraction et de transformation de

pierre. La USEPA (2006a) met dailleurs la disposition du public la description de

chacune des campagnes dchantillonnage utilises. Pour ce qui est de lidentification des

solutions de rduction des missions de poussires, des spcialistes de lentreprise

Graymont ont t consults, ainsi que divers guides destins aux entreprises qui sont

produits par des organismes gouvernementaux. Ces solutions sont compares sur la base

de leur efficacit, de leurs cots et de leur applicabilit. Une brve analyse des impacts

environnementaux attendus de ces solutions est aussi prsente afin dassurer que les

rductions de poussires noccasionnent pas dautres impacts indsirables. Lefficacit et

les impacts environnementaux des solutions sont principalement tirs dexpriences qui

ont t recenses dans des articles scientifiques rviss par les pairs. Pour les cots, ils

sont tirs dinformations provenant de diverses sources lintrieur de Graymont.

La dmarche prsente devrait donc permettre lentreprise Graymont de cibler les

meilleures interventions raliser sur son site dexploitation de Saint-Marc-des-Carrires.

Par ailleurs, considrant que la production de poussires est une consquence inhrente

la pratique des activits dextraction et de traitement de pierre, il y a fort parier que les

informations prsentes sont pertinentes pour la prise de dcisions sur dautres sites que

celui qui est ltude.

4

1 IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX DES MISSIONS DE

POUSSIRES

Les impacts environnementaux de la poussire de pierre qui est mise par le site ltude

sont dune part dtermins par les proprits chimiques de la pierre dorigine et, dautre

part, par la taille des particules mises.

Lorigine de la pierre traite sur le site permet de comprendre sa nature chimique. La

pierre calcaire se forme principalement par la consolidation de sdiments dposs dans

les fonds marins, sdiments qui viennent de la prcipitation des carbonates par des

processus biologiques ou par des phnomnes physico-chimiques se produisant dans les

fonds marins (Sanders et Friedman, 1967). Cest pourquoi une telle pierre comporte entre

60 et 100 % de carbonate de calcium (CaCO3) (Graymont, 2012a). Selon les vnements

simultans cette prcipitation de carbonate, ou bien par des altrations subsquentes de

la pierre, dautres matriaux peuvent y tre retrouvs, tels que du carbonate de

magnsium (MgCO3), de la pyrite (FeS2) et de la sidrite (FeCO3), ainsi que des minraux

argileux (ex. : le quartz (SiO2) et les feldspaths (KAlSi3O8, NaAlSi3O8, CaAl2Si2O8)) (King et

al., 2012; Westphal, 2006). travers les gisements, il est aussi possible de retrouver

dimportants nodules de chaille (SiO2), de pyrite et de sidrite (King et al., 2012).

La taille des particules est une autre proprit des poussires qui dtermine leurs effets

sur lenvironnement. Cest pourquoi les matires particulaires sont gnralement dfinies

selon leur taille, soit les particules totales (TSP), les particules de moins de 10 m (PM10)

et celles de moins de 2,5 m (PM2,5). Ces trois classes sont cumulatives, cest--dire que

les TSP incluent les PM10 et que les PM10 incluent les PM2,5. Les TSP sont composes de

toutes les particules qui peuvent tre en suspension dans latmosphre et elles sont

principalement de moins de 62,5 m, bien quelles puissent atteindre jusqu' 80 m selon

certains auteurs. Les plus petites particules (

5

Dans ce chapitre, les impacts environnementaux sont dcrits pour chacune des

composantes de lenvironnement, comme suggr par la norme ISO 14 001-2004 (ISO,

2004a), soit : leau, lair, le sol, lhumain, la faune, la flore et les ressources naturelles.

Ensuite, dans la dernire section, chacun des impacts environnementaux est caractris

selon ce qui est propos dans la norme ISO 14 004-2004 (ISO, 2004b). Les informations

permettant dtablir cette caractrisation qualitative sont dabord prsentes dans les

sections qui suivent.

1.1 Eau

Les plans deau qui sont situs aux alentours du site ltude reoivent

vraisemblablement des dpts de poussires issues des activits du site. Les

caractristiques physico-chimiques de ces eaux peuvent tre modifies, et ce, selon les

trois points de cette section, soit laugmentation du pH, laugmentation de lalcalinit et la

modification de la productivit.

1.1.1 Augmentation du pH

La composition chimique de la pierre extraite du site ltude rvle un fort taux de

carbonates, ce qui fait en sorte que la poussire de cette pierre est alcaline. Le pH dune

solution sature par une telle pierre pulvrise est aux alentours de 8 9,2 (Graymont,

2012a). Les apports de cette poussire dans les cours deau peuvent donc en augmenter

le pH des eaux naturelles qui se situe gnralement lgrement en dessous de 7.

Dans lenvironnement, une hausse de pH entre 8 et 9,2 ne serait pas suffisante pour

compromettre la vie aquatique, mais peut compromettre la baignade, en plus dempcher

lutilisation de cette eau pour des fins de consommation humaine (Ministre du

Dveloppement durable, de l'Environnement et des Parc du Qubec (MDDEP), 2012).

En Espagne, la dposition de sable du Sahara, qui est de lordre de 5,2 TM/km par an

(Goudie et Middleton, 2006b), est responsable de llvation du pH dans les eaux de

ruissellement (Avila et Penuelas, 1999). Aussi, leau des rivires dans un rayon de 10 km

autour dune usine de ciment au Nigeria a t chantillonne par Olaleye et

Oluyemi (2010). Ces derniers ont montr linfluence de la dposition des poussires de

6

lusine sur le pH des cours deau avoisinants. Ces poussires se dposaient un taux de

5,3 TM/km par mois. Bien que le sable du Sahara et les poussires dune usine de ciment

aient des caractristiques chimiques lgrement diffrentes de la pierre calcaire extraite

au site ltude, les rsultats des deux tudes cites permettent de croire que le pH des

plans deau proximit est augment par les missions de poussires du site ltude.

1.1.2 Augmentation de lalcalinit

La prsence de carbonates dans la poussire de pierre du site ltude est une source

dalcalinit, ce qui offre un pouvoir tampon rgi selon le systme de ractions suivant, tir

de Olivier (2009) :

Dissolution du CO2 de l'air dans l'eau, formation d'acide carbonique

CO2 + H2O H2CO3

Formation de bicarbonates

H2CO3 + H2O H3O+ + HCO3

- Ka1 = 4,5E-7

Formation de carbonates

HCO3- + H2O H3O

+ + CO32- Ka2 = 4,7

E-11

Du ct droit des deux dernires quations, on remarque quavec lajout dune source

externe dacidit (H3O+), les carbonates peuvent ragir avec ces H3O

+, ce qui poussera la

raction vers la gauche et vitera laugmentation du pH par laugmentation de la

concentration de H3O+. De cette faon, le carbonate de calcium de la pierre calcaire peut

offrir un pouvoir tampon leau.

Limpact attendu de cette alcalinit est une plus grande stabilit du pH des plans deau o

la poussire de pierre se retrouve, donc une meilleure rsistance aux prcipitations acides

(Bellehumeur et al., 2000). Les cours deau immdiats au site ltude sappuient dj sur

une base de pierre calcaire, ce qui leur assure une certaine alcalinit. Limpact des

poussires de pierre sur lalcalinit de leau devrait donc tre minime. Par contre,

considrant la distance de dplacement potentiel des poussires, il est possible que les

poussires se dplacent suffisamment au nord pour atteindre les rgions o le Bouclier

canadien domine, l o lalcalinit disponible au fond des cours deau est moins

7

importante (Dupont, 1992; Houle et al., 2004; MDDEP, 1999). De ce fait, les poussires

mises par le site ltude pourraient avoir un certain impact positif sur lalcalinit de

leau, mais principalement de grandes distances du site.

On peut rpertorier un exemple potentiel dun tel effet sur les eaux, c'est--dire que lon

souponne les apports de sable en provenance du Sahara dtre lorigine de la stabilit

du pH dans les lacs des Alpes et des Pyrnes. Ces lacs possdent une trs faible

alcalinit. Malgr cela, ils ont rsist sacidifier sous la pression des prcipitations

acides, linstar de plusieurs lacs semblables en Scandinavie o la dposition de sable en

provenance du Sahara est pratiquement nulle en comparaison des valeurs autour de

0,2 TM/km par an dans les Alpes franaises. (Psenner 1999)

Le sable du Sahara ne comporte que 8 % de carbonate (Goudie et Midleton, 2006b) et un

apport aussi faible que 0,2 TM/km par an aurait un impact sur lalcalinit des lacs

(Psenner 1999). Considrant la teneur en carbonate beaucoup plus leve dans la pierre

du site ltude, il semble possible que ses missions de poussires puissent avoir un

impact positif sur lalcalinit des eaux de plans deau au nord du site.

1.1.3 Modification de la productivit aquatique

Adejumo et al. (1994) ont montr que la dposition des poussires mises dune usine de

production de ciment modifiait les paramtres physico-chimiques de lenvironnement

autour de lusine, en plus daugmenter la concentration en divers lments dans le sol et

leau. Certains des lments ainsi amends jouent un rle dans la physiologie du

phytoplancton et des plantes aquatiques, ce qui peut avoir des impacts sur la productivit

de ces organismes autotrophes.

Plusieurs publications ont rapport que les missions de poussires comprenant des

lments tels que le fer, le magnsium, le phosphore ou le molybdne augmentaient la

productivit des organismes autotrophes aquatiques (Goudie et Middleton, 2006c;

Engelstaedter et al., 2006). Ces lments ont des rles prcis dans la physiologie de ces

organismes et lorsque lun de ces lments est en prsence insuffisante dans

lenvironnement, il limite la productivit de ces organismes. De cette faon, si une

8

poussire dpose vient enrichir le milieu dun de ces lments qui tait jusque-l limitant,

cela permet une augmentation de la productivit.

La pierre calcaire peut contenir du magnsium, du fer, du phosphore et dautres lments

nutritifs (Graymont, 2011a), ce qui pourrait augmenter la productivit des plans deau.

Dautre part, Galvez-Cloutier et al. (2012) ont montr que le carbonate de calcium de la

pierre calcaire avait une forte capacit faire prcipiter le phosphore et dautres lments

nutritifs tels que le fer, les rendant alors indisponibles aux organismes autotrophes dans

leau. Ainsi, dans le cas o ces lments limitent la productivit des organismes, la

poussire de pierre calcaire limiterait la productivit en prcipitant les lments nutritifs, ce

qui attnue leutrophisation des plans deau et rduit lincidence des cyanobactries.

Laugmentation de la productivit dun plan deau peut tre considre comme bnfique

ou bien destructrice, selon le niveau de productivit atteint. Une trop grande productivit

entrainera des phnomnes lis leutrophisation, alors quune productivit moyenne

permettra une faune et une flore riche de sinstaller (Kalff, 2002). Le bassin versant de

la rivire Sainte-Anne, dans lequel se trouve le site ltude, connat des problmatiques

deutrophisation, notamment cause dune importante disponibilit du phosphore

(Corporation damnagement et de protection de la Sainte-Anne, 2006). Cela laisse donc

croire un effet ngatif de laugmentation de la productivit. Ainsi, on peut sattendre ce

que la poussire du site ltude ait un effet positif sur lenvironnement en prcipitant le

phosphore en excs dans les cours deau, ce qui limitera la productivit de lcosystme.

1.1.4 Pntration et rflexion de la lumire

La dposition de particules dans leau peut modifier la faon dont la lumire y pntre,

ainsi que la faon dont leau reflte la lumire (Claustre et al., 2002). Galvez-Cloutier et

al. (2012) ont suivit lvolution de la pntration de la lumire dans leau dun lac eutrophe

o on avait ajout de la pierre calcaire. Les rsultats de leur exprience montrent que la

pntration de la lumire tait meilleure avec lajout de pierre calcaire, manifestement en

raison de la capacit de prcipitation du calcaire de la pierre qui rduisait les matires en

suspension et les matires dissoutes dans leau (Galvez-Cloutier et al., 2012).

9

La rflexion de la lumire par leau peut aussi tre influence par la poussire qui sy

dpose. Claustre et al. (2002) ont mit lhypothse que, dans la Mditerrane, la portion

de lumire absorbe par leau qui ntait pas attribuable la chlorophylle tait due

labsorption par les particules de poussires qui restaient en suspension dans la colonne

deau. Cette modification de la rflexion de la lumire serait particulirement perceptible

dans le cas dun plan deau oligotrophe et donnerait une teinte plus verte leau.

On peut donc sattendre ce que la dposition de la poussire en provenance du site

ltude occasionne une augmentation de la transparence de leau dans le cas de plans

deau eutrophes et une augmentation de la teinte verte de leau dans le cas des plans

deau oligotrophes. Ces modifications organoleptiques de leau sont gnralement

perues comme positives par la population (MDDEP, 2012).

1.2 Air

Lorsquelle est mise, la poussire est en suspension dans latmosphre pour un certain

temps. Pendant cette priode, la poussire peut affecter la qualit de lair, et ce, en

modifiant la faon dont la lumire la traverse et en interagissant avec les autres

composantes de latmosphre. De cette faon, les poussires peuvent influencer lalbdo

de latmosphre, la concentration en ozone et les rgimes de prcipitations, dont le dtail

de ces effets est prsent dans cette section.

1.2.1 Modification de lalbdo

Un des effets des missions de poussires est labsorption ou la rflexion de la lumire

dans latmosphre. Ceci fait en sorte de modifier lalbdo de la terre, ce qui a des effets

sur la temprature de celle-ci, localement, mais aussi globalement. Goudie et

Middleton (2006c) affirment quil est difficile de dterminer la tendance gnrale de cet

effet des poussires, car celles-ci varient en taille, en forme et en composition, ce qui

module leur capacit respective dabsorption ou de rflexion de la lumire. Selon le

Groupe dexperts Intergouvernemental sur lvolution du Climat (GIEC) (2001), les

particules de sol qui sont mises dans latmosphre ont gnralement un effet de rflexion

de la lumire suffisamment important pour rflchir plus de lumire quelles nen

10

absorbent, ce qui cre un effet de refroidissement de latmosphre par une augmentation

de lalbdo de la terre. Cet effet pourrait par contre tre inverse dans le cas o le sol

possde dj un albdo qui rflchit la majorit de la lumire, tel que lorsque le sol est

recouvert de neige. Cet effet a t observ dans les Alpes, o la poussire dpose en

provenance du Sahara augmentait la vitesse de fonte de glacier cause dune rduction

de lalbdo de la neige souille par la poussire (Engelstaedter et al., 2006). Leffet de la

poussire mise par le site ltude reste donc difficile valuer. Les publications sur le

sujet sentendent dailleurs pour dire que les donnes mesures sur ces effets sont

fragmentaires et que la comprhension de la contribution des poussires sur leffet de

serre ncessite dtre approfondie (Engelstaedter et al., 2006; GIEC, 2001; Goudie et

Middleton, 2006c).

1.2.2 Rduction de la concentration en ozone dans la troposphre

Les poussires mises dans latmosphre ragissent avec les molcules dozone (O3)

quelles rencontrent, ce qui a comme effet de rduire la concentration en ozone dans la

troposphre (Goudie et Middleton, 2006c). Ce phnomne a t corrobor avec des

mesures prises en Italie, o on a ralis que la concentration en ozone dans la

troposphre tait la plus faible pendant des pisodes de grande dposition de sable en

provenance du Sahara (Bonasoni et al., 2004). Laccumulation dozone troposphrique

joue un rle dterminant dans la formation de smogs photochimiques (Olivier, 2009).

Ainsi, les poussires prsentes dans la troposphre peuvent contribuer rduire la

formation de smogs photochimiques.

Ce genre de smogs se forme principalement autour des territoires largement urbaniss, l

o il y a une grande combustion dhydrocarbures (Grosjean, 2002; Jessen, 2007). Le site

ltude est dans une rgion agricole, relativement loigne des zones densment

urbanises. Les missions de poussires du site ltude ont donc probablement un

impact limit sur la formation des smogs photochimiques.

11

1.2.3 Modification des rgimes de prcipitation

De faon gnrale, les auteurs sentendent pour affirmer que les particules prsentes

dans latmosphre permettent aux nuages daccumuler plus deau avant de mener une

prcipitation, ce qui augmente la dure de vie dun nuage et rduirait donc la frquence

des prcipitations (GIEC, 2001; Goudie et Middleton, 2006c). On peut alors sattendre ce

que les particules mises par le site ltude aient cet effet sur les prcipitations dans la

rgion. Il faut en outre noter que certains auteurs croient quun effet inverse pourrait

contrebalancer ce dernier, car les particules peuvent favoriser la formation de glace dans

les nuages, ce qui dclencherait prmaturment les prcipitations dans certains nuages

(Toon, 2003).

Outre le fait que les particules dans latmosphre influencent les prcipitations, elles

auraient un effet sur le rchauffement plantaire, puisquen augmentant la dure de vie et

la densit des nuages, ils pourraient absorber ou reflter plus de lumire. Par contre, la

comprhension de ces mcanismes est encore trop embryonnaire pour avancer le sens et

lampleur de cet effet. (GIEC, 2001; Goudie et Middleton, 2006c)

1.3 Sol

Une fois dposes sur le sol, les poussires mises du site modifient les caractristiques

des sols selon les proprits chimiques quelles prsentent. De cette faon, le pH et la

cohsion entre les molcules du sol sont influencs, comme il est dcrit ci-aprs.

1.3.1 Augmentation du pH

De mme qu'il a t dcrit dans la section Eau de ce chapitre, le pH du sol peut tre

augment par la dposition des poussires du site ltude. Cet effet pourrait rduire

lincidence des prcipitations acides dans la rgion autour du site ltude, tel quobserv

dans dautres tudes sur la dposition de poussires alcalines (Avila et Rod, 2002;

Delmas et al., 1996). Divers impacts ngatifs ont t identifis en ce qui concerne

lincidence des prcipitations acides sur les plantes (Aber et Mellilo, 2001a). La hausse du

12

pH occasionne par les poussires du site ltude pourrait donc rduire lincidence de

ces prcipitations sur les plantes.

De plus, si lapport de poussires est suffisamment lev pour supplanter lacidit qui

provient des pluies, on peut sattendre ce que la hausse de pH ait un effet bnfique sur

la retenue et la disponibilit de nutriments essentiels aux plantes dans le sol, ce qui

favoriserait la croissance de certaines plantes (Aber et Mellilo, 2001b). Ce dernier aspect

est approfondi dans la section Flore de ce chapitre.

1.3.2 Durcissement du sol

La poussire qui comprend une certaine fraction de calcaire est responsable de la

formation dune crote de sol dans les rgions arides et semi-arides (Goudie et Middleton,

2006c). Considrant que le site ltude nest pas situ dans une telle rgion et quaucune

mention dun tel effet dans les rgions tempres nait t releve, il est peu probable que

ce mcanisme soit important dans ce cas prcis.

1.4 Flore

Tel que vu dans les prcdentes sections, les apports de poussires modifient les

conditions de lenvironnement. Les plantes tant troitement en lien avec leau, lair et le

sol, elles subissent ces modifications comme il est dcrit dans cette section.

1.4.1 Altration des communauts de lcosystme

La dposition de poussires occasionne lenrichissement des milieux en certains lments

qui sont contenus dans la poussire (Adejumo et al., 1994). Olaleye et Oluyemi (2010) ont

montr que les communauts phytoplanctoniques des cours deau autour dune usine de

ciment taient grandement influences par la poussire qui sy dposait. Les rsultats de

leurs chantillonnages ont montr que, dune part, le nombre despces retrouves tait

plus faible autour de lusine et que, dautre part, les communauts phytoplanctoniques

taient composes principalement despces alcalinophiles diatomes. Cette composition

des communauts tait probablement attribuable au pH alcalin et la prsence accrue de

calcium dans les eaux (ibid). Comme il a t avanc dans la section Eau de ce

13

chapitre, la poussire du site ltude peut effectivement apporter une augmentation du

pH de leau ainsi quune hausse de la concentration en calcium. Les apports de

poussires du site ltude peuvent donc avoir un effet perturbateur sur les communauts

de lcosystme, mais il faut considrer que les eaux autour du site sont potentiellement

naturellement alcalines et riches en calcium, ce qui fait que la poussire du site pourrait

avoir un effet ngligeable en comparaison avec le caractre naturel des eaux (Olaleye et

Oluyemi, 2010). On peut donc sattendre ce que cet effet soit perceptible uniquement

dans les cours deau adjacents au site ltude, o la dposition de poussires est la plus

importante.

1.4.2 Modification de la productivit des plantes

Divers travaux ont montr que les apports de poussires de diffrentes sources avaient un

impact ngatif sur le taux de photosynthse des plantes, soit par des interactions

physiologiques, soit par rduction de la lumire qui atteint les organes photosynthtiques

(New-Zealand Ministry for the Environment, 2001). Par exemple, Mcrea (1984) a rapport

les effets ngatifs de la poussire mise de routes non asphaltes, alors que Nanos et

Ilias (2007) ont mesur une rduction photosynthtique chez des oliviers dont les feuilles

recevaient des dpts de poussires dune usine de ciment. Il apparat que ces effets sur

la photosynthse nuisent aux plantes un point o leur croissance et reproduction est

rduite (Mcrea, 1984).

Il faut par contre noter que dans les tudes mentionnes, les effets taient observs

uniquement de forts taux de dposition de poussires. Par exemple, pour ltude de

Mcrea (1984), les effets ntaient pas mesurables au-del de 250 m dune route non

asphalte. Il semble donc que les missions de poussires du site ltude puissent nuire

la photosynthse chez les plantes, mais seulement pour les plantes les plus prs de la

source dmission, l o le taux de dposition est le plus lev.

Pour ce qui est des plantes prsentes des distances plus importantes, comme il a t

mentionn la section Sol de ce chapitre, ce serait potentiellement une hausse du pH

qui pourrait influencer leur productivit. Pour la majorit des plantes cultives en

agriculture, on devrait sattendre une augmentation de leur productivit. La plupart des

14

processus lis laccs lazote pour ces plantes mnent lacidification du sol (Bolen et

al., 1991). Lacidification du sol influence divers autres processus et fait en sorte de

rduire la disponibilit de lazote (Edmeades et al., 1984). Ainsi, les poussires de pierre

calcaire peuvent contribuer augmenter ou du moins maintenir la productivit des sols

agricoles. Enfin, les apports de nutriments essentiels tels que le magnsium contenu dans

les poussires peuvent aussi augmenter la productivit lorsque ces nutriments sont en

carence dans le sol (Aber et Melillo, 2001b).

On peut donc affirmer qu faible distance du site, limpact des poussires sur la

productivit des plantes sera ngatif, alors qu plus grande distance, cet impact sera

plutt positif.

1.5 Humain

On peut distinguer deux types deffets sur les tres humains. Les effets qui affectent leur

sant et les effets qui affectent leur bien-tre. Les effets sur la sant sont surtout lis

linhalation des particules (Nel, 2005). Pour ce qui est des effets affectant le bien-tre, ils

regroupent les effets limitant la jouissance des biens et dtruisant ou altrant les biens.

Cette section traite dabord de deux effets sur le bien-tre des humains, alors que la suite

concerne des effets sur leur sant.

1.5.1 Rduction de la visibilit

La rduction de la visibilit est un impact important des poussires mises par le site. Ces

impacts ont t observs des chelles beaucoup plus grandes, telles que lors dune

tempte de poussires sur la route Interstate 5 aux tats-Unis, o 164 vhicules ont t

impliqus dans un carambolage (Pauley et al., 1996).

Les missions de poussires, lorsquelles sont suffisamment denses pour rduire la

visibilit, causent de srieux problmes de scurit. De telles missions sont observes

directement sur le site ltude, ce qui cause des dangers aux travailleurs et visiteurs sur

le site. On peut aussi parfois observer ces missions en dehors du site ltude en raison

15

de la dposition de poussires transportes par les vhicules sur les routes la sortie du

site. (Tessier, 2012)

1.5.2 Nuisance

La principale nuisance associe aux poussires est le nettoyage quobligent les

accumulations de poussires (Huszar et Piper, 1986; Tozer, 2012; Williams et Young,

1999). Dans leur valuation de cet impact des poussires sur la vie des habitants du

Nouveau-Mexique, Huszar et Piper (1986) avaient inclus tout ce qui tait reli lentretien

des maisons et qui tait d aux poussires en provenance de lrosion des dserts

environnants. Ils ont effectivement trouv que lincidence des bris de matriel par lrosion

tait trs faible, alors que celui du nettoyage d laccumulation de poussires tait le

plus important. Il est de mise de mentionner le jugement de laffaire Ciment du Saint-

Laurent inc. c. Barrette qui a contraint une entreprise exploitant une usine de ciment

ddommager ses voisins rsidents pour les nuisances occasionnes par la dposition de

poussires. Ces nuisances provenaient principalement des nettoyages ncessaires de

leurs biens. On peut donc sattendre un effet semblable sur les rsidences proximit

du site ltude, bien que lintensit de dposition des poussires puisse tre diffrente.

1.5.3 Effets sur la sant

Lexposition aux matires particulaires a t associe une rduction de lesprance de

vie aux tats-Unis (Dockery et al., 1993; Pope III et al., 2009) et une hausse de la

morbidit (Samet et al., 2000). Les principales incidences sont linflammation des voies

respiratoires qui peuvent mener lasthme et aux bronchites chroniques ainsi que des

problmes cardiaques et la mort subite (Nel, 2005). Par exemple, Samet et al. (2000) ont

trouv une augmentation de 0,51 % du taux de mortalit pour chaque augmentation de

10 g/m en PM10, et, pour la mme augmentation en PM10, ils ont observ une hausse de

0,68 % de lincidence des maladies cardio-vasculaires et respiratoires.

La taille, la forme et la composition des matires particulaires dterminent grandement

leur toxicit envers ltre humain. Il apparat que les matires particulaires de plus de

2,5 m ont le plus faible potentiel de toxicit, alors que celles qui sont de moins de 1 m

16

sont les plus toxiques. De plus, les auteurs sentendent pour affirmer que les particules

contenant du carbone organique, dont celles issues de la combustion, sont les particules

qui revtent les caractristiques les plus toxiques. La principale caractristique identifie

responsable de la toxicit de ces particules serait la capacit des molcules et lments

qui la composent raliser des ractions doxydorduction avec les tissus des voies

respiratoires. (Nel, 2005; USEPA, 2004)

Le prsent ouvrage ne visait pas lestimation des missions de particules des sources de

combustion du site ltude, mais plutt les missions dorigine minrale. Il semble donc

que les missions de poussires qui sont traites ici devraient reprsenter un moindre

danger pour la sant humaine. Le principal mcanisme qui pourrait laisser croire que les

matires particulaires dont il est question peuvent avoir des effets sur la sant est

labrasion physique des voies respiratoires, ce qui est un mcanisme de moindre

importance dans la toxicit des matires particulaires (Nel, 2005).

Malgr le fait que les matires particulaires traites dans ce document semblent avoir un

impact limit sur la sant, il faut noter que les vhicules et schoirs pierres prsents sur

le site sont des sources de matires particulaires organiques de combustion qui, elles,

reprsentent de plus grands risques pour la sant.

1.5.4 Transport de maladies

Les matires particulaires dans latmosphre sont des vecteurs de virus, de bactries et

d'autres pathognes (Goudie et Middleton, 2006c). Un exemple assez explicite de cela

provient des mesures ralises par Chen et al. (2010) qui rvlent des taux plus

importants de concentration du virus de la grippe dans latmosphre de Taiwan lorsque

des vnements dentrainement de poussires subviennent dans la ville. Les poussires

du site ltude pourraient donc galement agir de la sorte.

17

1.6 Faune

Les impacts sur la faune terrestre sont probablement trs semblables aux effets sur la

sant chez les humains. Par contre, trs peu dinformations sur ce genre deffet sont

disponibles. Un effet potentiel sur la faune aquatique peut par contre tre identifi.

1.6.1 Dommages sur les branchies

Une fois que la poussire mise par le site est dpose sur une surface quelconque ou

directement sur leau, cette poussire peut tre entraine dans un plan deau et contribuer

en augmenter la concentration en matires en suspension, tel quil a t observ par

Olaleye et Oluyemi (2010). Laugmentation en matires en suspension dans leau a t

reconnue pour crer des dommages aux branchies des organismes aquatiques (Au et al.,

2004; Li et Shen, 2012; Cheung et al., 2005).

Les concentrations de matires en suspension observes par Olaleye et Oluyemi (2010)

taient occasionnes par des taux de dposition de poussires importants (entre 17 et

25 TM/km par mois). Une telle augmentation des matires en suspension est donc

attendue seulement dans les zones les plus rapproches du site ltude, l o la

dposition est la plus forte. L o la dposition est plus faible, il est plus probable

dobserver une rduction des matires en suspension qui serait cause par la capacit du

calcaire prcipiter dautres polluants (Galvez-Cloutier et al., 2012). On peut donc

sattendre une augmentation de matires en suspension, mais seulement pour les plans

deau directement adjacents au site ltude. Cest donc seulement l que les effets

nfastes sur les branchies des organismes aquatiques pourraient tre observs.

1.7 Ressources

La principale ressource consomme dans le procd du site ltude est la pierre calcaire

extraite. On peut aussi considrer lnergie consomme pour lextraction et le traitement

de cette pierre. Cette nergie provient principalement de llectricit, puis des

combustibles fossiles. Le seul impact identifiable des missions de poussires du site sur

les ressources est le gaspillage de celles-ci.

18

1.7.1 Gaspillage des ressources

Les missions de poussires sont des ressources perdues pour lentreprise et pour les

gnrations futures. La pierre qui disparat en poussires dans latmosphre nest pas

vendue et utilise pour sa valeur. De plus, lnergie qui a t dpense pour lextraction et

le traitement de cette pierre disparat en poussires, ce qui constitue aussi un gaspillage.

1.8 Rsultats de la caractrisation des impacts environnementaux

Le tableau 1.1 prsente les rsultats gnraux de la caractrisation qualitative des

impacts environnementaux. Cette caractrisation est base sur les critres proposs par

la norme ISO 14 004-2004 (ISO, 2004b) qui sont dfinis dans le prsent document comme

suit : le type (positif ou ngatif), la svrit (altration lgre, moyenne ou totale dun

lment de lenvironnement), ltendue (locale (

19

Tableau 1.1 : Impacts environnementaux des missions de poussires du site ltude

Composante de l'environnement

Description de limpact environnemental Type tendue Degr Dure Impact global

Eau

Augmentation du pH - Local Lger Moyen terme Faible

Augmentation de l'alcalinit + Rgional Lger Moyen terme Moyen

Rduction de la productivit aquatique + Rgional Lger Moyen terme Moyen

Modification de la rflexion et de la pntration de la lumire

+ Rgional Lger Moyen terme Moyen

Air

Modification de l'albdo Indfini NA

Rduction de la concentration en ozone + Rgional Lger Court terme Faible

Modification des rgimes de prcipitation Indfini NA

Sol Augmentation du pH + Rgional Lger Moyen terme Moyen

Durcissement du sol Indfini NA

Humain

Rduction de la visibilit - Local Moyen Court terme Faible

Nuisance - Local Moyen Court terme Faible

Altration de la sant - Rgional Lger Moyen terme Moyen

Transport de maladies - Rgional Moyen Court terme Moyen

Faune Dommages sur les branchies - Local Moyen Moyen terme Moyen

Altration de la sant - Rgional Lger Moyen terme Moyen

Flore

Altration des communauts de l'cosystme

- Local Moyen Long terme Moyen

Rduction de la productivit des plantes - Local Moyen Moyen Moyen

Augmentation de la productivit des plantes

+ Rgional Lger Moyen Moyen

Ressources Gaspillage de la ressource - Local Total Long terme lev

La dure reprsente la priode pendant laquelle un impact peut perdurer aprs larrt de

lmission de poussires. Cest pourquoi les impacts induits par la suspension des

poussires dans lair sont court terme, alors que les impacts sur leau et le sol sont plutt

de moyen terme, considrant que la dposition des poussires depuis plusieurs annes

continuerait davoir des impacts malgr l'arrt des missions. Les modifications plus

intrinsques de lenvironnement, telles que laltration des communauts de lcosystme

ou la perte des ressources, sont considres sur le long terme puisque le renversement

de ces situations est plus lent.

La caractrisation qualitative prsente au tableau 1.1 permet davoir une ide des

composantes de lenvironnement qui subissent le plus les impacts des poussires, ainsi

que de l'importance relative de ces impacts. On voit quil ny a pas dimpact qui est

vraiment trs fort, mis part le gaspillage de la ressource qui est irrversible. On peut

aussi observer que plusieurs impacts environnementaux sur les composantes plus

primaires de lenvironnement (eau, air et sol) sont positifs, alors que les impacts sur les

composantes suprieures de lenvironnement (humain, faune et flore) sont plutt ngatifs.

20

De plus, les impacts ngatifs se font sentir surtout au niveau local, o la charge de

poussires est la plus importante.

Enfin, il faut noter que les impacts environnementaux positifs identifis sont plutt

associs lattnuation dimpacts environnementaux issus dautres activits

(prcipitations acides, eutrophisation). Cette approche dattnuation par ajout dun agent

dans lenvironnement (poussires de pierre) est de type bout de tuyaux (Chevalier,

2010). Dans une approche long terme, les impacts environnementaux de ces autres

activits devraient tre traits la source. Dans cette mesure, les apports en poussires

de pierre calcaire risqueraient de modifier lenvironnement de faon plus ngative. Par

exemple, si on limine les prcipitations acides, les apports de poussires feront en sorte

daugmenter le pH de lenvironnement, sans contrepartie acide neutraliser.

21

2 DESCRIPTION DU SITE LTUDE

Lusine de concassage qui est tudie dans cet ouvrage est situe Saint-Marc-des-

Carrires, dans la MRC de Portneuf, au Qubec. Le site de cette usine a un historique qui

remonte plus de 75 ans, lexploitation industrielle du gisement de pierre calcaire situ

cet endroit ayant dbute vers 1936 (Graymont (Portneuf), 2011). travers le temps,

diverses installations visant la production de diffrents types de produits de pierre y ont t

installes, certaines tant toujours en fonction, dautres tant dsutes. Ainsi, outre les

installations ncessaires lexploitation actuelle de lusine, on retrouve sur le site plusieurs

btiments pars, de lentreposage de vieux quipements ainsi que des produits de pierre

plus ou moins transforme datant dexploitations antrieures. Une carte reprsentant

lutilisation des superficies du site est prsente la figure 2.1. Cette carte a t prpare

partir dune photo arienne datant du 25 juillet 2002. Les informations relatives

lutilisation des superficies et aux activits effectues sur le site ont t confirmes par une

visite ralise le 2 mai 2012.

Figure 2.1 : Carte de l'utilisation du site ltude

(fait avec Quantum GIS (Licence libre, 2012)

22

Les missions de poussires du site ltude sont inhrentes aux activits ralises et

aux usages des superficies du site qui sont dcrits dans ce chapitre. Les sources

dmission de poussires y sont aussi identifies, incluant les mesures de rduction des

missions qui sont en place. La caractrisation dtaille de ces sources dmission de

poussires est ralise au chapitre 3.

2.1 Les carrires et lextraction de la pierre

Plus de la moiti du site ltude est consacre lextraction de la pierre calcaire. Les

deux carrires en exploitation ont ensemble une superficie denviron 65 hectares.

Lensemble de cette superficie est directement sur le roc, avec une faible paisseur de

dpt dagrgats et de poussires de pierre provenant des activits du site. On distingue

deux types de pierre extraite dans les carrires. Il y a la pierre grise, qui a une forte teneur

en carbonate de calcium (CaCO3), ce qui permet den faire des produits dusage agricole

par exemple, et il y a la pierre noire, dont la composition chimique ne permet pas de tels

usages. Cette dernire est donc plutt rserve pour la pierre construction.

Aussi, dans les deux carrires, on observe deux mthodes diffrentes dextraction. Il y a

dabord lextraction la scie, qui permet dextraire des blocs de pierre de trs grande taille

(plus de un m). Ces blocs sont nettoys, inspects et entreposs au fond de la carrire,

puis ils sont vendus tel quel pour divers usages. Ensuite, il y a la pierre qui est extraite par

dynamitage. Pour effectuer le dynamitage, laide dune foreuse, on perce des trous dans

le banc de pierre pour pouvoir y insrer les explosifs et on effectue le dynamitage. Aprs

le dynamitage, cette pierre est ramasse par un chargeur sur roues qui la dpose dans la

benne dun camion lourd qui peut transporter environ 43 TM de pierre la fois (Dominion

enterprises, 2012; Duchesneau, 2012).

2.1.1 Sources de poussires

Les sources dmissions de poussires provenant des carrires sont les suivantes :

- forage;

- dynamitage;

23

- dpt de la pierre dans les camions lourds;

- taille des blocs de pierre avec une scie;

- lavage des blocs de pierre de taille.

2.1.2 Mesure de rduction des missions de poussires

Une seule mesure concrte est prsente pour rduire les missions de poussires des

activits de la carrire, cest--dire la prsence de dpoussireur sur les foreuses.

2.2 Lusine de concassage et de pierre pulvrise

Lusine de concassage est situe peu prs au centre du site et le sol qui lentoure est

constitu dagrgat et de poussires provenant des oprations du site. Lusine comprend

un point dentre pour la pierre brute, trois concasseurs en srie qui sont entrecoups par

une dizaine de tamiseurs de diffrentes tailles et une multitude de convoyeurs qui

acheminent la pierre et les produits concasss travers lusine. Les produits finis sont

achemins par convoyeurs leur point de chute final qui peut consister en un silo, un

entrept avec un toit ou une simple pile extrieure. Ces points de chute finaux se

retrouvent un peu partout autour de lusine. Lusine est ainsi accessible de tous les cts

pour permettre daller recueillir les divers produits leur point de chute final. Lusine de

concassage comporte aussi un schoir pierre qui est utilis pour scher certains

produits en hiver.

Une autre section plus ou moins indpendante de lusine de concassage est le systme

de pulvrisation de la pierre. Cette section consiste en une gamme de tamis et de

sparateurs ariens qui permettent de produire de la pierre trs fine (entre 1 m et 75 m).

Cette section comporte aussi un schoir pierre qui est essentiel lopration du systme

ainsi quun petit broyeur marteaux pour la pierre.

24


Les sources dmissions de poussires provenant de lusine de concassage et de pierre

pulvrise sont les suivantes :

- points de chute des matriaux;

- concasseurs;

- tamiseurs;

- schoirs pierre;

- dpoussireurs.


Les mesures qui visent rduire les missions de poussires des oprations de lusine de

concassage sont diverses. Certaines oprations sont ralises dans des btiments ferms

et plusieurs convoyeurs sont couverts. Des dpoussireurs sont installs pour recueillir les

poussires aux tamiseurs, aux concasseurs et aux points de chute des matriaux. Des

jupes sont installes certains points de chute pour diminuer la hauteur de chute.

2.3 Lentreposage en piles des produits de pierre concasse

Les produits de pierre concasse ne sont pas gnrs au fur et mesure des ventes.

Dimportantes rserves de pierres sont conserves sur le site. Cest pourquoi une

superficie considrable denviron 20 hectares est consacre lentreposage des produits

de pierre concasse. Les produits finis sont rcuprs par camion ou chargeur sur roues

partir des points de chute finaux pour tre ensuite dposs sur les piles rserves

chacun des produits finis. Les lieux dentreposage sont concentrs principalement un

seul endroit, bien que certaines zones dentreposage plus ou moins temporaire soient

utilises dautres endroits sur le site.

25


Les sources dmissions de poussires provenant de lentreposage des piles sont les

suivantes :

- dchargement des produits sur les piles;

- chargement des produits pour les clients;

- rosion des piles par le vent.


On peut identifier trois mesures visant rduire les missions de poussires de

lentreposage en piles des produits. Premirement, certains produits sont entreposs dans

des abris, dont certains sont en pression ngative grce des dpoussireurs.

Deuximement, deux bermes sont riges aux limites de proprits prs des

entreposages en piles, dans un axe nord-ouest et sud-ouest. Troisimement, une bonne

pratique est implante quant au chargement des produits trs fins avec un chargeur sur

roues. Cette pratique consiste limiter la quantit du produit qui est charge dans la

benne du chargeur sur roues chaque pellete, ce qui a pour effet de limiter les pertes.

2.4 Les voies de circulation

Une panoplie de vhicules et quipements mobiles circulent sur le site ltude. On y

retrouve principalement les huit chargeurs sur roues, les six camions lourds, les

16 camionnettes ainsi que lensemble des vhicules des clients qui peuvent atteindre la

centaine par jour. Comme lensemble des voies de circulation du site sont en agrgat et

poussires de pierre, de la poussire est entraine dans lair chaque passage dun de

ces vhicules.


Les sources dmissions de poussires provenant des voies de circulation se rsument

la poussire qui est entraine dans latmosphre lors du passage des vhicules pour les

activits suivantes :

26

- transport du dcouvert de la carrire vers le lieu dentreposage;

- transport de la pierre de la carrire vers le concassage;

- transport des produits finis de lusine de concassage vers lentreposage;

- transport des camions de clients entre la balance et les piles dentreposage;

- dplacements divers des camionnettes de maintenance, supervision et opration;

- dplacement des chargeurs sur roues.


Deux mesures de rduction des missions de poussires dues la circulation peuvent

tre identifies. Dune part, lentre de lusine a t asphalte jusqu la balance. Dautre

part, un camion-citerne applique de leau sur les diffrentes voies de circulation environ

deux fois par jour par temps sec.

2.5 La gestion du dcouvert

Avant de pouvoir dynamiter et exploiter de nouvelles zones de la carrire, il faut enlever la

vgtation et la terre qui sy trouve. Le dcouvert qui est ainsi retir est transport par

camion et dpos sur le dessus dune pile pour un entreposage long terme, en attendant

la restauration de la carrire. Tout le dcouvert qui provient des carrires du site ltude

est entrepos au mme endroit sur une pile de plus de 30 mtres de haut.


Les sources dmissions de poussires provenant de la gestion du dcouvert sont les

suivantes :

- chargement du dcouvert;

- dchargement du dcouvert.


Aucune mesure particulire nest prise pour limiter les missions de poussires de ces

sources.

27

2.6 Autre entreposage et superficie inutilise

Plusieurs superficies qui sont nu sur le site servent soit au stationnement dquipements

mobiles, soit lentreposage dautres quipements ou lentreposage dquipements ou

de matriaux datant dactivits antrieures. Certaines superficies nu sont tout

simplement inutilises.


On peut identifier une seule source de poussires provenant de telles superficies. Il est

question de lrosion par le vent des superficies nu.


Aucune mesure particulire nest prise pour limiter les missions de poussires de ces

sources.

28

3 CARACTRISATION DES SOURCES DE POUSSIRES

Lensemble des sources de poussires relies lexploitation de lusine de concassage a

t identifi dans le chapitre 2. Le prsent chapitre vise dterminer limportance relative

de ces sources de poussires les unes par rapport aux autres par lestimation des

quantits de poussires mises par chacune delles. Il sera donc dabord question de la

mthodologie du calcul des missions, puis des rsultats de ces calculs.

3.1 Mthodologie du calcul des missions

Les estimations sont ralises laide de facteurs dmission publis dans le rapport AP-

42 de la USEPA (2006a) et, dans une moindre mesure, avec ceux du Guide pour les

carrires et sablire dEnvironnement Canada (2012b). Le rapport de la USEPA dfinit un

facteur dmission comme tant une valeur qui tente dexprimer la relation entre un certain

paramtre dune activit et la quantit dun certain polluant qui est mis par lactivit. Par

exemple, un facteur de tonnes de poussires mises dans latmosphre par quantit de

pierre concasse dans un certain procd peut tre utilis. Un tel facteur est

gnralement obtenu en mesurant directement les missions lors du fonctionnement du

procd, tout en associant ce taux dmission au taux dalimentation du procd au

moment de la mesure.

La USEPA (2006a) affirme que dans la majorit des cas, les facteurs dmission sont des

moyennes des meilleures donnes qui sont disponibles concernant une activit et que

celles-ci devraient tre reprsentatives des missions long terme du secteur dactivit en

question. Malgr cela, il faut sassurer dutiliser les bons chiffres pour pouvoir tirer profit de

ces facteurs et avoir les meilleures estimations possible. On peut considrer quil y a

quatre lments qui doivent tre vrifis adquatement dans les calculs et ceux-ci sont

prsents schmatiquement la figure 3.1.

29

Figure 3.1 : Les quatre lments de l'estimation des missions de poussires

Premirement, il y a lidentification du bon facteur dmissions, avec la bonne activit

valuer. Certaines activits peuvent se ressembler, bien quelles diffrent dans leur

potentiel dmission de poussires. De plus, pour certaines d'entre elles, il existe plus dun

facteur dmission, selon la manire dont lactivit est ralise, selon les intrants utiliss

pour lactivit ou selon les mthodes de contrle des missions qui sont en place.

Deuximement, il faut sassurer dutiliser le bon taux dactivit, cest--dire la bonne valeur

du paramtre de lactivit qui doit multiplier le facteur dmission (ex. : la quantit de pierre

concasse). Cette valeur du paramtre est primordiale pour pouvoir estimer la bonne

intensit les missions relies lactivit propre au site.

Troisimement, il faut choisir adquatement les mesures de contrle des missions et leur

efficacit. Les missions dune activit ralise avec une mesure de contrle qui a une

efficacit de 95 % de rduction peut faire toute la diffrence dans les estimations.

Quatrimement, il faut tre certain de considrer adquatement les variables

environnementales telles que les prcipitations, le gel et le vent dans le calcul des

missions, car ces variables ont un effet sur les missions de poussires. Les donnes de

30

prcipitation et de vent utilises pour le calcul des missions dans ce document

proviennent toutes de la station mto de Deschambault, situe 6,5 km du site ltude

et dont les donnes sont retrouves sur le site Internet dEnvironnement Canada (2012a).

Le chiffrier lectronique quutilise Graymont pour estimer les missions atmosphriques de

ses usines de chaux dans le but de les rapporter dans lInventaire National des Rejets de

Polluants du Canada a t utilis comme base pour la dfinition des variables et

mthodes utiliser. Malgr cela, chacun des facteurs dmission utiliss pour le calcul des

missions de poussires du site ltude a t valu en gardant en tte les quatre

lments vrifier afin dassurer que les estimations reprsentent le mieux les missions

relles du site. De plus, tous les calculs ont t faits partir des donnes de 2011, anne

de rfrence la plus rcente pour laquelle les donnes sont disponibles.

Les sous-sections suivantes sont consacres la description des mthodes de calcul

utilises ainsi qu leur justification pour chacune des sources estimes. Toutes les

sources de poussires qui ont t identifies au chapitre 2 ne sont pas estimes dans ce

chapitre, faute de lexistence de facteurs dmission ou de donnes fiables sur les

oprations du site ltude. Ainsi, le forage, le dynamitage, la taille et le lavage de pierre

ainsi que la gestion du dcouvert nont pas t inclus dans les calculs.

3.1.1 Procd de concassage, tamisage, points de chute et pulvrisation de la

pierre

Le calcul des missions de poussires du concassage, du tamisage, des points de chute

de matriaux et de la pulvrisation de la pierre est bas sur les facteurs dmission

prsents aux tableaux 11.19.2-1 et 11.19.2-3 du AP-42 de la USEPA (2006b). Ces

facteurs dmission sont rputs tre reprsentatifs des missions dune usine de

concassage de pierre calcaire (USEPA, 2006b). La USEPA (2006b) suggre dailleurs un

schma de procd typique du concassage et de la pulvrisation de la pierre qui est

prsent la figure 3.2. Ce schma de procd saccorde avec celui de lusine de Saint-

Marc-des-Carrires (Graymont (Portneuf), 2007a; 2007b).

31

Figure 3.2 : Schma de procd typique dune usine de concassage et de pulvrisation de

pierre

(modifi de : USEPA, 2006b, p. 11.19.2-3 et p. 11.19.2-4).

Pour lapplication des facteurs dmission, chacun des points dmission du procd a t

identifi sur les schmas de procd de Graymont (Portneuf) (2007a; 2007b). Les facteurs

dmission sont dfinis sensiblement de la mme faon pour le concassage et la pierre

pulvrise, c'est--dire que lon a un facteur dmission pour chaque concasseur (ou

broyeurs dans le cas de la pulvrisation) et un facteur dmission pour chaque tamis (ou

filtre en tissu dans le cas de la pulvrisation). Ensuite, il y a un facteur dmission pour

chaque point de transfert des matriaux sur un convoyeur.

Les facteurs dmission utiliss cette tape sont exprims en kilogramme dmission de

poussires par tonne de pierre ayant pass dans le procd. Il faut donc dterminer les

quantits de pierre qui sont passes par chacune des tapes du procd. Ce dtail

32

dinformation ntait pas disponible, seules les quantits totales de pierres entres dans le

systme de concassage et dans le systme de pierre pulvrise ainsi que la quantit

produite de chacun des produits finis taient disponibles. Ainsi, llaboration de certaines

hypothses a t ncessaire afin dappliquer les facteurs dmissions ces diffrentes

quantits.

Pour la pierre concasse, il a t dtermin que le concasseur primaire et les tamis qui le

suivent reoivent 100 % de la pierre qui est achemine lusine. Pour ce qui est du

concassage secondaire, il a t dtermin que cest 75 % de la pierre qui y passe, ainsi

que dans les tamis qui le suivent, alors que cest 50 % pour la pierre qui passe dans le

concasseur tertiaire et dans les tamis qui le suivent. Pour ce qui est de la pierre

pulvrise, il ny a quun broyeur qui est rput recevoir 100 % de la pierre pulvrise, puis

il y a un premier tamis qui reoit aussi 100 % de la pierre. Ensuite, il a t dtermin que

les sept filtres en tissus qui suivent recevaient chacun un sixime de la pierre pulvrise

totale. Ces estimations ont t utilises puisquil tait impossible de savoir exactement

quelle proportion de la pierre passait travers chacune des tapes du procd, mais quil

semblait invraisemblable dutiliser les quantits totales de pierre entres dans le systme,

tel quil tait suggr dans le chiffrier utilis par Graymont pour les dclarations

lInventaire National des Rejets de Polluants.

Pour les points de chute, autant du ct de la pierre pulvrise que du concassage, un

chemin thorique quemprunterait une pierre a t dtermin, de sorte que cette pierre

passerait travers chacun des tamis quelle rencontre. Pour la pierre concasse, cela

rsulte donc ce que la pierre passe par 12 points de transfert, excluant la chute de la

pierre brute dans lalimentation primaire du concassage, qui est calcule selon une autre

formule la sous-section 3.1.4. Pour la pierre pulvrise, on retrouve 11 points de

transfert pour un tel cheminement de la pierre. Ainsi, lensemble de la quantit de pierre

concasse a t multipli par les facteurs dmission associs chacun des points de

transfert et la mme chose a t ralise pour la pierre pulvrise.

La chute de chacun des produits leur destination finale dans le procd de concassage

a t calcule part, puisque la quantit produite de chacun des produits tait connue. De

33

cette faon, un point de transfert a t associ chacun des produits et le facteur

dmissions associ a t multipli par la quantit de produits correspondante.

Ensuite, pour chacun des points dmission, lefficacit du contrle a t dtermine.

Grce au schma de procd de Graymont (Portneuf) (2007a; 2007b), il a pu tre

dtermin que la majorit des sources dmission taient relies un systme de

dpoussirage sec dont lefficacit est estime 95 % de rduction selon

Environnement Canada (2012b). Les sources dmissions qui comportaient une mthode

de contrle diffrente taient le concassage primaire, qui est dans une enceinte partielle

(efficacit de 85 %), le tamisage humide (efficacit incluse dans le facteur dmission) et la

pierre pulvrise (efficacit incluse dans les facteurs dmission). Aussi, quatre points de

chute des produits leur destination finale ont t considrs comme nayant aucun

contrle des missions, en accord avec les informations transmises par Tessier (2012).

Enfin, pour les points dmissions concernes par cette sous-section, les facteurs

environnementaux (vent, prcipitations) nont pas t considrs, puisque les facteurs

dmission disponibles ne les incluaient pas.

3.1.2 Schoirs pierre

Aucun facteur dmission ntait disponible pour les missions dun schoir pierre. Il a

donc t dtermin dutiliser les facteurs dmission des schoirs sable et gravier

prsents au tableau 11.19.1-1 du AP-42 de la USEPA (2006c). Ces facteurs sont

exprims en kilogramme dmission de poussires par tonne de pierre ayant pass dans

le schoir. Ainsi, il a fallu dterminer la quantit de pierre passant dans chacun des deux

schoirs pierre de lusine ltude. Le schoir numro 1 sert scher la pierre avant

son entre dans le systme de pulvrisation de la pierre. Ainsi, il a t considr que

100 % de la pierre qui a t pulvrise est passe par ce schoir. Pour le schoir

numro 2, la quantit de pierre quil a sche tait connue, elle a donc t utilise.

Les facteurs dmission pour les schoirs pierre considrent les mthodes de contrle

des missions. Ainsi, le facteur dmission utilis pour le schoir 1 est celui dun schoir

34

avec un dpoussireur sec, alors que le facteur dmission du schoir 2 est celui dun

schoir sans aucun mode de contrle.

Enfin, les facteurs environnementaux (vent, prcipitations) nont pas t considrs

puisque les facteurs dmission disponibles pour les schoirs ne les incluaient pas.

3.1.3 Dpoussireurs

Bien que les dpoussireurs soient destins limiter les missions des autres sources,

ceux-ci mettent tout de mme des poussires. Ce sont soit de trs fines particules qui

passent travers les filtres, soit des particules qui passent travers des imperfections du

systme. Les facteurs dmission utiliss pour ces sources proviennent du Ministry of the

Environment of Ontario (2009) et ils sont exprims en kilogramme de particules mises

par m de gaz mis des dpoussireurs. Ainsi, il fallait connatre le dbit des

dpoussireurs et leurs heures de fonctionnement pour utiliser ces facteurs dmission.

Les spcifications des dpoussireurs taient connues et leurs heures dopration ont t

dtermines comme tant les mmes que les heures de production des quipements de

concassage qui taient connues. Les missions des dpoussireurs de la pulvrisation de

la pierre nont pas t calcules puisquelles taient incluses dans le facteur dmission du

procd.

3.1.4 Manutention des matriaux par chargeur sur roues (pierre brute et produits

finis)

La pierre qui entre au dbut du procd de concassage est dcharge par camion lair

libre. Aprs avoir travers le procd, les matriaux arrivs leur point de chute final sont

transports par chargeur sur roues ou par camion vers des piles dentreposage o ils sont

dchargs. De plus, de ces piles, les camions des clients sont remplis laide de

chargeurs sur roues. Les missions de ces points de dchargement de matriaux sont

calcules laide des facteurs dmission calculs avec lquation 1 de la section 13.2.4

de lAP-42 (USEPA, 2006d). Cette quation permet au facteur dmission de reflter les

conditions de vent qui prvalent sur le site ainsi que lhumidit attendue des matriaux

manipuls. Le facteur dmission obtenu doit tre multipli par la quantit de matriau qui

35

a t manipule. Ainsi, la pierre brute entre dans le concassage, la production de chaque

produit et les quantits vendues de chaque produit ont t utilises pour calculer les

missions de leur manutention. Aucune mesure de contrle des missions na t

considre pour ces activits.

3.1.5 Voies de circulation

Les vhicules et quipements mobiles qui circulent sur le site ltude entrainent la

poussire qui est sur les voies dans latmosphre. Lestimation de lmission de

poussires par ces sources sest effectue laide de lquation 1a du chapitre 13.2.2 de

lAP-42 de la USEPA (2006e). Cette quation tablit un facteur de quantit de poussires

par distance parcourue par les vhicules sur les routes non asphaltes. Il a donc fallu

dterminer ces distances, ce qui nest pas vident pour les vhicules qui nont pas de

trajets prcis. Cest pour cela que les camionnettes et les chargeurs sur roues ont t

exclus du calcul.

Ainsi, seuls les camions lourds qui sont utiliss pour le transport de la pierre b

Documents

Diminuer les émissions de poussières d'un site d'extraction et de