Tout savoir sur l’exploitation à ciel ouvert des sables bitumineux

26 août 2025

Le Canada dispose de la quatrième plus importante réserve de pétrole au monde, dont 97 % se trouve dans la région des sables bitumineux, au nord de l’Alberta[1]. Les sables bitumineux constituent un mélange naturel de sable, d’argile, d’eau et de bitume, une forme lourde et visqueuse de pétrole brut.

À l’état naturel, le bitume contenu dans les sables bitumineux est très épais. Sa consistance, semblable à celle du beurre d’arachide, l’empêche de s’écouler, ce qui nécessite des méthodes d’extraction spécifiques.

Environ 80 % du bitume contenu dans les sables bitumineux se trouve en profondeur, sous la surface du sol, et est récupéré grâce à des méthodes d’extraction in situ, c’est-à-dire directement sur place. Ces méthodes consistent à injecter de la vapeur dans le sous-sol afin de chauffer le bitume, ce qui le rend moins visqueux et permet de le pomper jusqu’à la surface. Les 20 % restants se situent à faible profondeur (moins de 75 mètres), ce qui permet l’exploitation à ciel ouvert et l’utilisation du procédé de séparation à l’eau chaude de Clark afin d’extraire la ressource[2].

L’exploitation des mines de sables bitumineux comprend plusieurs étapes, notamment la planification et la conception, les approbations relatives au projet, la construction, l’exploitation minière active, le traitement, la remise en état et la fermeture*. Pour en savoir plus sur chacune de ces étapes, consultez les informations ci-dessous.

Planification et approbations

Avant le début de l’exploitation minière, les exploitants élaborent des plans intégrés définissant le cycle de vie d’une mine, depuis sa mise en production jusqu’à sa fermeture, y compris en ce qui concerne la gestion des résidus miniers. Ces plans sont déposés auprès de l’Alberta Energy Regulator (AER) et des consultations sont menées auprès des communautés autochtones et d’autres parties prenantes locales afin de pouvoir cerner et atténuer les préoccupations liées au projet minier et à sa fermeture. Parce qu’il s’agit d’un processus itératif, le dialogue avec la communauté se poursuit tout au long de la durée de vie de la mine. Une évaluation de l’impact environnemental doit également être réalisée afin d’analyser les effets potentiels du projet minier sur l’environnement.

Une fois l’autorisation accordée par l’AER, les exploitants doivent continuer à respecter toutes les réglementations et les exigences relatives au projet, et ce, tout au long de son cycle de vie. Cela comprend la remise en état des terres, dont une partie se déroule progressivement pendant la phase d’exploitation active, lorsque des zones de la mine qui ne sont plus nécessaires à l’exploitation peuvent être remises en état alors même que l’exploitation se poursuit.

Des recherches et des contrôles sont effectués en permanence, ce qui fournit des données pour orienter les plans miniers. Des plans et des rapports annuels sont soumis à l’organisme de réglementation, détaillant les activités au fur et à mesure de l’évolution du projet. Dans un esprit de gestion adaptative, toute nouvelle donnée, technique de remise en état ou information pertinente est intégrée aux plans afin d’orienter les pratiques et les approches futures. Les réglementations peuvent également évoluer à mesure que de nouvelles informations sont disponibles. Si nécessaire, des plans actualisés tout au long de la durée de vie de la mine sont soumis à l’AER pour approbation en réponse aux démarches de gestion adaptative ou à des modifications de la réglementation.

Construction, exploitation minière active et traitement

1. Tout d’abord, les exploitants coordonnent avec les entreprises forestières locales le déboisement et le débroussaillage de la zone d’exploitation minière.
2. Une fois les arbres et la végétation retirés, des dérivations ou des fossés sont aménagés afin de diriger les eaux de surface et les eaux souterraines peu profondes soit autour du site minier actif, soit vers des bassins de collecte. Ces derniers sont surveillés, puis leurs eaux sont rejetées dans les cours d’eau locaux.
3. Des équipements sont ensuite utilisés pour retirer les couches de sol. Ce sol est récupéré conformément aux exigences réglementaires, puis entreposé en vue d’une remise en état à venir ou, lorsque cela est possible, transporté et déposé dans des zones prêtes à être restaurées dans le cadre d’une remise en état progressive[3].
4. Une fois la terre, la fondrière et les autres matières organiques retirées, il reste une couche de matières minérales appelée « morts-terrains » (composée d’argile, de limon, de sable et de rochers) qui doit être enlevée. Ces matières sont extraites à l’aide d’équipements lourds, puis utilisées pour la construction de barrages, de routes et de plateformes, ou placées dans des entrepôts de morts-terrains.
5. Une fois tous les matériaux sus-jacents retirés, le minerai de sables bitumineux peut être extrait. De grandes pelles chargent les sables bitumineux dans des camions de transport lourd.
6. Les camions transportent ensuite le minerai vers un concasseur, où il est broyé en petits morceaux et mélangé à de l’eau chaude. De l’air est également injecté dans le mélange puisque, tout comme l’eau chaude, il aide à séparer le bitume du reste des matériaux.
7. Ce mélange de sables bitumineux, d’eau et d’air est acheminé par un pipeline (également appelé « ligne de conditionnement de la boue liquide ») vers une usine d’extraction. Une fois rendu à destination, il passe par une boucle de pipeline située à l’intérieur de l’installation, qui facilite la fragmentation des particules et la séparation. Le mélange est ensuite acheminé vers un réservoir de séparation où le bitume remonte à la surface et est écumé. Apprenez-en plus sur le procédé de séparation à l’eau chaude de Clark, breveté dans les années 1920 par le professeur Karl Clark de l’Université de l’Alberta.
8. Le bitume écumé du réservoir de séparation qu’on appelle « mousse » contient encore de l’eau et des particules fines. Un hydrocarbure plus léger ou un diluant est ajouté pour aider à éliminer l’excès d’eau et les particules du bitume.
9. À partir de là, le bitume est généralement acheminé vers une usine de valorisation pour y être traité. Composé de nombreuses molécules complexes, il doit généralement être décomposé avant d’être expédié à une raffinerie. La valorisation permet de briser ces molécules, d’éliminer les impuretés et de réduire la viscosité du bitume. Dans certains cas, selon la manière dont le bitume est traité par l’exploitant après la séparation, une valorisation supplémentaire n’est pas nécessaire et le bitume peut être envoyé directement à la raffinerie.
10. Une fois à la raffinerie, le pétrole brut est transformé en divers produits finis, comme l’essence, qui sont ensuite vendus aux consommateurs.
11. Les résidus qui subsistent après l’extraction du bitume sont appelés « résidus miniers ». Les résidus des sables bitumineux sont composés de sable, d’argile, d’eau et d’hydrocarbures résiduels. Ils sont déposés dans des installations appelées « bassins de décantation ». La plus grande partie des résidus est constituée de sable grossier qu’on utilise pour la construction d’installations de gestion des résidus et qu’on mélange à des flux de résidus plus fins de sorte à créer des dépôts qui peuvent être récupérés conformément au plan de fermeture de chaque mine. L’eau libérée des résidus par décantation et traitement est recyclée vers l’usine d’extraction.
12. Les résidus miniers restants sont gérés séparément, conformément au plan de gestion intégrée des résidus, élaboré lors de la demande d’approbation du projet et mis à jour au besoin tout au long du cycle de vie de la mine.

Le saviez-vous? En 2023, 79 % de l’eau utilisée pour l’exploitation des sables bitumineux était de l’eau recyclée[4].

Remise en état des terres et fermeture

La remise en état s’effectue progressivement pendant la phase d’exploitation minière active. Les parties de la mine qui ne sont plus nécessaires à l’exploitation peuvent être restaurées même pendant que des activités ont lieu. Une fois l’exploitation minière terminée, les exploitants suivent les plans de fermeture de la mine afin de créer un paysage comparable à celui que l’on trouve dans la forêt boréale de l’Alberta. Les plans de fermeture des mines actuelles prévoient la recréation de paysages aussi bien terrestres qu’aquatiques. Les eaux souterraines, la faune et la flore sont surveillées tout au long du cycle de vie de la mine ainsi que pendant la remise en état.

Dans le cadre de ses travaux de remise en état, l’Alliance canadienne pour l’innovation dans les sables bitumineux (COSIA) et ses membres ont mis en place une coopérative de végétation afin de collecter et de stocker des graines qui seront utilisées pour rétablir les espèces indigènes après l’exploitation minière. En collaboration avec des groupes autochtones, des écologistes, des scientifiques spécialisés dans les semences et des professionnels des pépinières, les exploitants des sables bitumineux échangent leurs connaissances sur les espèces indigènes et les pratiques de végétalisation. Les membres de la coopérative soutiennent également la recherche sur la science des semences, leur stockage et leur longévité, leur propagation et l’implantation d’espèces indigènes boréales. Depuis 2009, la coopérative a commandé des récoltes annuelles de semences et, à ce jour, a récolté plus de 231 millions de semences composées de 50 espèces différentes[5].

Le saviez-vous? L’Alliance canadienne pour l’innovation dans les sables bitumineux (COSIA) est la branche innovation de l’Alliance nouvelles voies. Ses membres misent sur l’action et l’innovation collaboratives pour concevoir des technologies environnementales destinées à l’exploitation des sables bitumineux, et ce, dans quatre domaines environnementaux prioritaires : les résidus, l’eau, les terres et les gaz à effet de serre.

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[1] « Cahier d’information sur l’énergie, 2024–2025 ». Ressources naturelles Canada, 2024.

[2] Oil sands 101 | Alberta.ca (en anglais)

[3] AER – What Really Happens at an Oil Sands Mine? (en anglais)

[4] Water Use Performance | Alberta Energy Regulator (en anglais)

[5] Restoration Resource Center Oil Sands Vegetation Cooperative (OSVC): A Collaborative Initiative for Sustainable Plant Community Establishment (en anglais)

*Les termes « terres remises en état » et « remise en état des terres » sont utilisés en référence aux activités de remise en état et n’indiquent pas nécessairement que le statut « remise en état permanente » ou « certifiée » a été attribué conformément à la Specified Enactment Direction (SED) 001 et 003 de l’Alberta Energy Regulator (AER).