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Station de traitement des eaux minières. Suite à l’arrêt de l’exploitation minière à Creutzwald, un dispositif associe une station de pompage, une liaison hydraulique et un dispositif de traitement passif des eaux comprenant une succession d’ouvrages de décantation et de lagunage. Vue des bassins de lagunage (Creutzwald, Moselle, 2012). © Laurent Mignaux - MEDDE

La Houve : gestion de l’aquifère minier

15.07.2011
Le BRGM est à l’origine d’un projet de gestion de La Houve, ancien site d’exploitation charbonnière dont l’ennoyage provoque des risques de minéralisation de la nappe phréatique. L’enjeu pour le BRGM est de contrôler cette minéralisation en réduisant les taux de fer et de manganèse des eaux.

Vue aérienne des lagunes (roseaux) d’oxygénation et de déferrisation du site de La Houve après mise en service (Moselle, 2006). © BRGM

L’une des conséquences immédiates de l’abandon d’une exploitation minière est l’arrêt des exhaures (pompage de l’eau dans les exploitations souterraines). Cela a notamment été le cas dans le secteur de La Houve, un ancien site d’exploitation charbonnière de l’est de la Moselle à partir du 11 décembre 2006, ce qui s’est traduit par l’ennoyage des vides miniers.

Des mesures à prendre sans attendre

Depuis la fin du remplissage des vides miniers, en novembre 2008, la nappe phréatique a commencé sa lente remontée vers son niveau d’origine. Si aucune mesure n’est prise, divers risques sont à prévoir : la création de panaches minéralisés à la base de la nappe, des arrivées d’eau dans les sous-sols du bâti, notamment en fond de vallée, et enfin des résurgences non souhaitées.

Premier risque : les panaches minéralisés à la base de la nappe

Parmi les premières priorités à traiter : le risque de panaches minéralisés à la base de la nappe des Grès du Trias inférieur (GTi) qui pourraient impacter la qualité des eaux servant à l’alimentation en eau potable des populations. L’une des principales mesures consiste à accompagner la remontée de la nappe tout en maintenant la pression hydrostatique dans le réservoir minier cinq mètres sous le point le plus bas de la nappe, puis à bloquer sa remontée à une certaine cote afin de préserver le bâti : à cet effet, le BRGM réalise un pompage dans le réservoir minier par l’intermédiaire d’un puits de mine, ce qui assure un drainage de la nappe phréatique vers ce dernier dans des conditions contrôlées.

Débarrasser les eaux pompées de leur teneur en fer et manganèse

Autre grande priorité, celle dont le BRGM s’est précisément préoccupé dans ce projet sur le site de La Houve : la minéralisation des eaux prélevées dans le réservoir minier. Plus précisément, l’équipe a travaillé sur le fer et le manganèse, l’objectif étant de débarrasser les eaux pompées de leur forte teneur en ces deux métaux. Par exemple, la teneur attendue en fer a été évaluée à environ 50 mg/l. À cette teneur, la couleur de l’eau est rouge et, sans traitement, il aurait fallu colorer et colmater tous les cours d’eau régionaux.

Schéma de principe du système de démétallisation de l’eau de mine par traitement passif. © BRGM

Le choix d’un traitement passif

Pour ce faire, le BRGM a opté pour un traitement passif. De quoi s’agit-il ? Une définition figure dans le projet européen de R&D PIRAMID : « Le traitement passif est une amélioration délibérée de l’eau de mine utilisant uniquement des sources d’énergie naturelles disponibles (gravité, énergie métabolique microbienne, photosynthèse…) dans des systèmes qui ne nécessitent qu’une maintenance peu fréquente (quoique régulière) dans le but d’être effectivement efficace pendant toute la durée de vie du système ».

Un traitement du fer en plusieurs étapes

En ce qui concerne le fer, le système mis au point est constitué d’une succession d’étapes. L’eau est pompée dans la colonne d’un des puits (puits Marie au siège 1 de La Houve). Puis on la fait cascader dans un but d’oxygénation (oxydation du fer) avant de la laisser s’écouler dans un bassin de décantation (capacité de 5 000 m3). Ensuite, elle est répartie dans trois lagunes en enfilade pour parfaire l’oxygénation de l’eau et la dépose du fer : ces lagunes sont plantées d’espèces de roseaux (11 000 plants environ) capables de fixer les oxydes de fer.

Des résultats satisfaisants

À ce jour, les résultats sont déjà très satisfaisants au niveau du bassin de décantation : environ 70 % de l’oxyde de fer se dépose (contre seulement 50 % prévus au départ). Bien entendu, il va désormais falloir réfléchir à la manière d’éventuellement curer ces ouvrages, voire d’utiliser ces boues pour certaines applications. Quant au manganèse, il ne s’oxyde qu’à partir du moment où l’eau ne contient quasiment plus d’ions ferreux. Mais au terme du traitement, il est possible d’obtenir un taux d’abattage du fer de 98,75 % et de 82,15 % pour le manganèse.

Des dispositifs transposables sur d’autres communes

Comme le système a été mis en service fin novembre 2009, aujourd’hui celui-ci dispose d’un peu plus d’un an de visibilité. L’ensemble du dispositif de traitement fait maintenant l’objet d’une surveillance globale (sur le site et à l’extérieur du site). Compte tenu de son très bon fonctionnement, le BRGM prévoit de réaliser deux dispositifs similaires sur deux autres communes de Moselle : Forbach et Freyming-Merlebach.

BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34