Development of fingerprinting methods to quantify the impact on nickel mining on river hyper-sedimentation and lagoon siltation of New Caledonia
Développement de méthodes de traçage sédimentaire pour quantifier l'impact des mines de nickel sur l’hyper-sédimentation des rivières et l'envasement des lagons de Nouvelle-Calédonie
Résumé
New Caledonia, an island located in the south-western Pacific Ocean and currently the world's sixth largest producer of nickel, is facing unprecedented sedimentary pollution of its river systems. Indeed, nickel mining that started in the 1880s accelerated soil erosion and sediment transport processes. Hyper-sedimentation of the Caledonian hydro-systems has been observed after the deployment of mining activities on the archipelago. Although this phenomenon exacerbates the flooding problems experienced in these tropical regions, the sediment contributions generated by nickel mining remain unknown and are nevertheless required to guide the implementation of control measures to reduce these sediment inputs.To this end, a sediment fingerprinting study was carried out in a "pilot" catchment: the Thio River catchment (397 km²), considered as one of the first areas exploited for nickel mining in New Caledonia. Different tracers such as radionuclides, elemental geochemistry or "colour" properties were tested to trace and quantify the mining source contributions to the sediment inputs generated during two recent cyclonic flood events (tropical depression in 2015, cyclone Cook in 2017). A sediment core was also collected in the floodplain of the Thio River catchment to reconstruct the temporal evolution of these mining source contributions. The results of this study show that mining sources dominated sediment inputs with an average contribution ranging from 65-68% for the 2015 flood event to 83-88% for the 2017 flood event. The impact of the spatial variability of precipitation was highlighted to explain the variations in the contributions of these sources across the catchment. The temporal variations in the contributions of the mining sources deduced from the analysis of the sediment core were interpreted at the light of the mining history in the Thio River catchment (pre-mechanization, mechanization, post-mechanization of mining activity). The contributions of mining sources were again dominant with an average contribution along the sedimentary profile of 74 %. Once validated, this tracing method has been tested in four other catchments of New Caledonia in order to evaluate the validity of the approach in other contexts.
La Nouvelle-Calédonie, île située au Sud-Ouest de l’Océan Pacifique et actuel 6e producteur mondial de nickel, est confrontée à une pollution sédimentaire sans précédent de ses cours d’eau. En effet, l’exploitation minière débutée dès les années 1880 a fortement amplifié les processus d’érosion des sols et de transport sédimentaire. Une hyper-sédimentation des hydro-systèmes calédoniens a notamment été constatée suite au déploiement de l’activité minière sur l’archipel. Bien que ce phénomène constitue un facteur aggravant les problèmes d’inondation caractéristiques de ces régions tropicales, les contributions sédimentaires générées par l’exploitation minière restent encore inconnues à ce jour et sont pourtant importantes pour guider la mise en œuvre de mesures visant à réduire ces apports sédimentaires.À cette fin, une étude de traçage sédimentaire qualifiée de fingerprinting a été menée sur un bassin « pilote » : le bassin versant de Thio (397 km²), considéré comme le « berceau » de l’activité minière en Nouvelle-Calédonie. Différents marqueurs tels que les radionucléides, la géochimie élémentaire ou la « couleur » ont été testés pour quantifier les contributions des sources minières aux apports sédimentaires générés par deux crues cycloniques récentes (dépression tropicale en 2015, cyclone Cook en 2017). Une carotte sédimentaire a également été prélevée dans la plaine inondable de la rivière Thio afin de reconstruire l’évolution temporelle des contributions des sources minières. Les résultats de cette étude montrent que les contributions des sources minières dominent, avec une contribution moyenne comprise entre 65-68% pour la crue de 2015 et entre 83-88% pour celle de 2017. L’impact de la variabilité spatiale des précipitations a notamment été mis en évidence pour expliquer les variations des contributions de ces sources. Les variations temporelles des contributions des sources minières déduites de l’analyse de la carotte sédimentaire ont, quant à elles, pu être associées aux différentes périodes historiques de l’exploitation minière sur le bassin versant de Thio (pré-mécanisation, mécanisation, post-mécanisation de l’activité minière). Les contributions des sources minières restent, là encore, dominantes avec une contribution moyenne le long du profil sédimentaire de 74%. La méthode de traçage validée a ensuite été testée sur quatre autres bassins versants de Nouvelle-Calédonie afin d’évaluer la transposabilité de cette approche.
Origine : Version validée par le jury (STAR)