Extraction et traitement des sables bitumineux

Le bitume peut être extrait à l'aide de deux méthodes, selon la profondeur des gisements dans le sol : l'extraction in situ ou l'exploitation à ciel ouvert.

Extraction in situ

On utilise la méthode d'extraction in situ pour récupérer le bitume dans les gisements enfouis plus profondément (plus de 75 mètres dans le sol).  À l'heure actuelle, 80 p. 100 des réserves de sables bitumineux sont accessibles par des techniques in situ.

Le drainage par gravité au moyen de vapeur (SAGD) est actuellement la technique de récupération in situ la plus répandue. Cette technique consiste à percer deux puits horizontaux, un légèrement plus haut que l'autre, dans le gisement de sables bitumineux.  On injecte ensuite de la vapeur en continuité dans le puits supérieur et, à mesure que la température augmente dans ce qu'on appelle la « chambre à vapeur », le bitume se fluidifie et s'écoule vers le puits inférieur. Le bitume est ensuite pompé à la surface.

Exploitation à ciel ouvert

Similaire aux opérations minières classiques, l'exploitation à ciel ouvert s'utilise surtout quand les réserves de sables bitumineux se trouvent plus près du sol (moins de 75 mètres de la surface). Actuellement, 20 p. 100 des réserves de sables bitumineux sont accessibles par les techniques d'exploitation à ciel ouvert.

Le sable est écopé par d'énormes pelles mécaniques, puis transporté par camion vers des broyeurs où sont traitées les grosses particules de terre. Lorsque le sable bitumineux est broyé, on y ajoute de l'eau chaude pour le pomper vers l'unité d'extraction. À l'unité d'extraction, on ajoute encore de l'eau chaude au mélange de sable, d'argile, de bitume et d'eau dans un grand séparateur où les composants décantent et se séparent ensuite. Durant la séparation, une mousse de bitume remonte à la surface pour y être recueillie, diluée et raffinée par la suite.

Valorisation

Le bitume récupéré des mines à ciel ouvert ou provenant de l'extraction in situ est une substance épaisse et visqueuse qui doit être diluée ou valorisée pour être transporté dans les pipelines ou utilisé comme matière première dans les raffineries.

La valorisation vise à transformer le bitume en pétrole synthétique, qui peut être raffiné et commercialisé sous forme de produits de consommation comme le diesel et l'essence.  Le procédé de valorisation consiste à ajouter de l'hydrogène ou à retirer le carbone du bitume pour créer le pétrole synthétique.

Bien que l’organigramme général du procédé de valorisation puisse varier d’une entreprise à l’autre, ce procédé est généralement divisé en deux grands types de valorisation, à savoir primaire et secondaire. La valorisation primaire décompose les molécules lourdes du bitume en molécules plus légères et moins visqueuses.  La valorisation secondaire a pour but de purifier et de distiller le bitume obtenu après la valorisation primaire afin d’éliminer les impuretés indésirables comme l’azote, le soufre et les traces de métaux de façon à pouvoir utiliser le bitume comme matière première dans les raffineries.