Shawn Lewenza, professeur à la faculté des sciences et de la technologie de la Athabasca University, a mis au point une technologie révolutionnaire, en instance de brevet, qui aiderait les entreprises exploitant les sables bitumineux à surveiller les contaminants dans les bassins de résidus. À terme, sa technologie pourrait améliorer le nettoyage de ces eaux usées.

À proximité de la rivière Athabasca, des installations industrielles retiennent 1,5 milliard de mètres cubes de résidus de sables bitumineux, dont 400 millions de mètres cubes d’eaux usées. Ces eaux ne peuvent être rejetées dans l’environnement sans danger, car elles contiennent de grandes quantités de composés toxiques appelés acides naphténiques, qui peuvent persister pendant des années.

Le gouvernement de l’Alberta élabore actuellement des lignes directrices sur le traitement et, à terme, le rejet dans l’environnement de ces eaux usées. Il est crucial de pouvoir déterminer les concentrations en acide naphténique dans ces eaux, mais le processus est coûteux et chronophage.

C’est là qu’entrent en jeu les travaux de M. Lewenza.

« Nous avons mis au point une méthode de surveillance rapide, bon marché et relativement simple », explique-t-il. « Elle contribue au processus d’assainissement et permet de confirmer que les systèmes de traitement fonctionnent. On peut ainsi rejeter les eaux usées avec l’esprit tranquille. »

M. Lewenza prévoit que le brevet en instance sera octroyé d’ici un ou deux ans. En attendant, il a créé une entreprise, Luminous BioSolutions, pour commercialiser la technologie novatrice.

En plus de faciliter la surveillance dans le cadre de l’assainissement des eaux usées, cette technologie a aussi le potentiel d’améliorer l’exploitation quotidienne des sables bitumineux.

Selon Jeff Violo, directeur de l’exploitation chez Luminous BioSolutions, les sables bitumineux de l’Alberta ont généré une richesse et une prospérité considérables pour la province et l’ensemble du pays, mais ils posent des défis de taille.

L’une des principales difficultés dans le traitement et le rejet des eaux usées issues de l’exploitation de ces sables tient à la capacité de mesurer les niveaux d’acides naphténiques rapidement et à bas prix. Actuellement, la méthode de référence repose sur la spectrométrie de masse, qui peut coûter plus de 500 $ par échantillon et nécessiter plusieurs semaines avant l’obtention d’un résultat.

Cependant, la recherche en microbiologie de M. Lewenza l’a conduit à une solution : produire des microbes qui montrent les concentrations en acides naphténiques dans un échantillon d’eau rapidement et efficacement.

« Nous utilisons des microbes qui, à l’origine, ont été découverts dans des bassins de résidus. Nous savons qu’ils vivent dans un environnement où il y a des acides naphténiques et qu’ils peuvent donc s’adapter à de telles conditions. Nous avons fini par découvrir qu’ils peuvent dégrader ces produits chimiques. Du point de vue microbiologique, la solution à ce problème environnemental se trouve dans l’eau contaminée elle-même », précise M. Lewenza.

Le chercheur et son équipe ont réussi à isoler les gènes de ces microbes qui sont activés en présence d’acides naphténiques. À l’aide de techniques issues de la biologie de synthèse, le groupe a ensuite génétiquement modifié les organismes pour leur faire émettre une lueur mesurable lorsque ces gènes sont activés, signalant ainsi la présence de contaminants.

L’an dernier, M. Lewenza a comparé des résultats obtenus par spectrométrie de masse à haute résolution avec ceux obtenus grâce à ses biocapteurs, dans des systèmes expérimentaux de traitement en zone humide. Les données ont montré une forte corrélation entre les deux ensembles de résultats.

« À mon avis, ce sera une révélation de constater à quel point cette méthode est simple, rapide, précise et quantitative », déclare M. Lowenza. « Cette approche va montrer à l’industrie que la surveillance à grande échelle est désormais possible. »

Luminous BioSolutions s’appuie sur une base de données utilisant l’IA pour analyser rapidement les données recueillies grâce aux microbes luminescents et pour produire des rapports à ce sujet.

M. Violo ajoute qu’en plus d’appuyer les efforts d’assainissement environnemental cette nouvelle technologie présente un intérêt économique pour la clientèle potentielle, et souligne toute la portée de la recherche menée à la Athabasca University.

« C’est vraiment très réjouissant de voir cette excellente recherche menée par la Athabasca University se concrétiser sur le plan commercial. »

Le CRSNG a soutenu la recherche de M. Lewenza par l’intermédiaire du Programme des subventions à la découverte.

Le présent article a été adapté, traduit et publié avec l’autorisation de la Athabasca University.