En Guyane, les anciennes mines d’or reverdissent… mais leurs sols restent malades

Quelques mois après la fin de leur exploitation, certaines anciennes mines d’or de Guyane commencent déjà à reverdir. Des plantes herbacées recolonisent les terrains mis à nu, les sols se stabilisent et les quantités de particules emportées vers les rivières diminuent fortement. À première vue, la réhabilitation semble donc fonctionner. Mais sous cette végétation retrouvée, le constat est beaucoup plus nuancé.
Une étude publiée en 2025 dans la revue scientifique Science of the Total Environment a suivi pendant cinq ans la réhabilitation d’un site aurifère de Guyane française. Les chercheurs ne se sont pas seulement intéressés à l’érosion ou aux transferts de mercure, de plomb et d’arsenic. Ils ont également observé ce qui se passait à l’intérieur même des sols : carbone, azote, activité enzymatique, diversité et fonctionnement des communautés microbiennes.
Leurs résultats révèlent un véritable paradoxe. Alors que la réhabilitation réduit rapidement l’érosion et le transfert de contaminants vers les cours d’eau, aucune récupération significative des fonctions écologiques du sol n’a été observée au cours des cinq années de suivi. Autrement dit, un ancien site minier peut redevenir vert sans que son sol soit véritablement restauré. Le terme de sol « malade » utilisé dans notre titre est évidemment une image. Ces sols ne sont ni morts ni condamnés. Mais leurs mécanismes biologiques restent profondément perturbés, au point de pouvoir ralentir le retour d’un véritable écosystème forestier. Ces nouvelles recherches invitent ainsi à regarder différemment la réhabilitation des mines d’or guyanaises : non plus seulement depuis la surface, mais aussi sous nos pieds.

L’exploitation de l’or bouleverse d’abord le sol

Avant de comprendre comment restaurer une ancienne mine, il faut revenir brièvement sur ce que l’exploitation aurifère alluvionnaire fait au milieu naturel. Vous pouvez d’ailleurs lire notre ancien article sur le sujet : Le gouffre financier et écologique de Montagne d’Or en Guyane
Dans ce type d’exploitation, l’or se trouve dans des dépôts de sédiments associés notamment aux vallées et aux cours d’eau. Pour atteindre les couches aurifères, la végétation doit être retirée et les couches superficielles du terrain sont déplacées. Les matériaux sont ensuite extraits, lavés et remaniés afin de séparer les particules d’or.
Le sol qui subsiste après exploitation n’a donc plus grand-chose à voir avec celui d’une forêt tropicale intacte. Ses différents horizons ont été déplacés ou mélangés, sa structure physique est bouleversée et une partie de sa matière organique disparaît.

L’Office français de la biodiversité souligne que l’exploitation alluvionnaire peut ainsi entraîner défrichement, destruction ou dégradation d’habitats, perturbation des zones humides et des criques, érosion des sols et modifications de leurs composantes physiques, biogéochimiques et biologiques.
Il faut également distinguer ici exploitation légale et orpaillage illégal.
L’utilisation du mercure pour récupérer l’or est interdite dans les exploitations légales guyanaises. L’orpaillage clandestin continue en revanche de l’utiliser. Mais cela ne signifie pas que les mines légales ne sont concernées par aucun transfert de mercure.

Les sols amazoniens contiennent naturellement du mercure accumulé au cours de périodes géologiques très longues. Lorsque ces sols sont excavés, remaniés et exposés à l’érosion, une partie de ce mercure peut être remise en circulation et rejoindre les milieux aquatiques. Les travaux de Naomi Nitschke montrent par ailleurs que l’origine du mercure diffère selon les situations : du mercure anthropique est notamment retrouvé dans les sédiments associés à des zones d’orpaillage illégal, alors que les sols de sites légalement exploités étudiés présentent principalement le signal du mercure déjà présent dans l’environnement.
La première conséquence de l’exploitation est donc moins visible qu’un arbre abattu : elle consiste aussi à désorganiser complètement un sol construit par des décennies, voire des siècles de fonctionnement forestier.

Réhabiliter une mine n’est pas forcément restaurer un écosystème

Une confusion importante apparaît souvent lorsqu’on parle de l’après-mine : réhabilitation, revégétalisation et restauration écologique ne désignent pas exactement la même chose.

• La réhabilitation vise d’abord à rendre au milieu certaines fonctionnalités perdues pendant l’exploitation : remodeler le terrain, limiter l’érosion, reconstituer les cours d’eau, reconnecter leurs affluents ou favoriser le retour de la végétation.

Le guide publié en 2021 par l’Office français de la biodiversité détaille ainsi différentes étapes allant de la gestion des anciennes fosses minières au reméandrage des criques, à la reconstitution de leur lit, à leur remise en eau puis à la revégétalisation des zones concernées.

• La revégétalisation, elle, concerne plus directement le retour d’une couverture végétale, qu’elle soit spontanée ou favorisée par des plantations.

• La restauration écologique porte une ambition plus large : retrouver progressivement les structures, les processus biologiques et les fonctions qui permettent à un écosystème de fonctionner durablement.

La distinction est loin d’être théorique. Un terrain peut être stable et recouvert d’herbes tout en restant très différent d’un sol forestier. De la même façon qu’un champ fraîchement enherbé n’est pas une forêt, le retour d’une couleur verte sur une ancienne mine ne signifie pas que l’écosystème qui existait avant son exploitation s’est reconstitué. Et c’est précisément ce que montrent les recherches réalisées en Guyane.

Premier résultat : la réhabilitation réduit très fortement l’érosion

Commençons par ce qui fonctionne. L’étude menée par Naomi Nitschke et ses coauteurs apporte sur ce point des résultats particulièrement significatifs. Au cours des huit premiers mois suivant la réhabilitation du site étudié, les exports de particules ont été divisés par trois. Quatre ans plus tard, la réduction pouvait atteindre un facteur 2 000 par rapport aux premières mesures. Cette chute spectaculaire est principalement liée à la recolonisation spontanée du terrain par des espèces herbacées. En couvrant rapidement le sol, leurs racines le stabilisent et limitent l’entraînement des particules par les pluies tropicales.

Cet effet est particulièrement important dans un territoire où les précipitations peuvent être très abondantes. Or, le mercure, le plomb et l’arsenic suivis par les chercheurs sont en grande partie transportés avec ces particules. Lorsque l’érosion diminue, leur export vers les cours d’eau diminue donc également.

La réhabilitation remplit ainsi l’un de ses principaux objectifs : stabiliser les terrains après exploitation et réduire les transferts de matières et de contaminants vers les milieux aquatiques. Le reverdissement n’est donc pas un simple effet cosmétique.
Le BRGM rappelle également que les terrassements et la reconstruction du tracé des cours d’eau jouent un rôle essentiel en permettant de mieux contenir les écoulements et en créant des conditions favorables à l’installation de cette végétation pionnière. Mais lorsqu’on cesse d’observer la surface pour analyser le fonctionnement biologique du sol, le tableau change.

Sous la végétation, les fonctions biologiques du sol récupèrent beaucoup plus lentement

Un sol forestier n’est pas seulement un support permettant aux arbres de tenir debout. C’est un écosystème à part entière. Bactéries, champignons et autres microorganismes y décomposent la matière organique, transforment les nutriments, participent aux cycles du carbone, de l’azote et du phosphore et rendent certains éléments disponibles pour les plantes. Sans ces mécanismes invisibles, la végétation peut difficilement évoluer vers un écosystème forestier complexe et autonome.

Pour évaluer cette dimension, l’équipe de Naomi Nitschke a donc suivi plusieurs indicateurs : concentrations en carbone et en azote, activités enzymatiques et évolution des communautés microbiennes. Après cinq années, les résultats sont beaucoup moins encourageants que ceux concernant l’érosion. Les paramètres associés aux fonctions écologiques du sol ne présentent aucune augmentation significative sur la durée de l’étude. Les communautés microbiennes évoluent bien, signe qu’elles sont capables de s’adapter aux nouvelles conditions, mais elles ne convergent pas vers celles que les chercheurs observent dans les sols de la forêt voisine.

Ce constat ne sort d’ailleurs pas de nulle part. Dès 2012, une étude menée sur cinq anciennes zones minières de Guyane et cinq forêts de référence avait montré une forte dégradation des processus microbiens après exploitation. L’activité enzymatique liée à la dénitrification pouvait être dix fois plus faible dans les zones perturbées et la respiration microbienne environ deux fois plus faible que dans les sols forestiers de référence.
Plus de dix ans séparent ces travaux de la nouvelle étude, mais leur enseignement converge : observer la végétation ne suffit pas pour savoir si un sol fonctionne à nouveau normalement.

Le manque d’azote pourrait freiner le retour du sol vivant

Pourquoi les plantes reviennent-elles rapidement alors que l’activité biologique du sol peine à suivre ? L’une des hypothèses avancées par les chercheurs concerne l’azote. Lorsqu’un ancien site minier est recolonisé par des plantes herbacées pionnières, celles-ci ont besoin de nutriments pour assurer leur croissance rapide. Sur des sols déjà fortement appauvris et remaniés, elles peuvent absorber une part importante de l’azote disponible.

Or les microorganismes du sol en ont eux aussi besoin. Une forme de compétition pourrait donc s’installer entre plantes et communautés microbiennes. La végétation qui protège efficacement le terrain de l’érosion pourrait simultanément contribuer à épuiser les faibles stocks d’azote restant disponibles pour reconstruire certaines fonctions du sol.

Le paradoxe est intéressant. Les premières plantes constituent une partie de la solution physique, mais elles ne suffisent pas nécessairement à enclencher la restauration biologique.

Cette hypothèse doit néanmoins être maniée avec prudence. L’étude ne démontre pas que la végétation herbacée bloque systématiquement la restauration de toutes les anciennes mines de Guyane. Elle identifie plutôt une limitation en azote susceptible d’expliquer la trajectoire observée sur le site suivi.
D’autres facteurs peuvent intervenir : perte de matière organique, compaction, mélange des horizons, modification de la texture du sol ou disparition d’une partie des communautés microbiennes présentes avant l’exploitation.
La restauration d’un sol est donc un processus beaucoup plus complexe que sa simple recolonisation végétale.

La forêt voisine pourrait jouer un rôle essentiel dans la reconquête des anciennes mines

Les chercheurs ont pourtant identifié un signal encourageant. Si les fonctions biologiques progressent peu dans le temps sur l’ensemble du site étudié, elles ne sont pas identiques partout. À proximité de la forêt qui entoure l’ancienne zone minière, les concentrations de carbone et d’azote ainsi que certains indicateurs d’activité enzymatique sont plus élevés qu’au centre du site.

Cette différence pourrait s’expliquer par un phénomène appelé effet lisière. Depuis la forêt voisine, les pluies, le vent et les animaux contribuent à apporter des feuilles, de la matière organique, des microorganismes et des graines sur le terrain dégradé. Petit à petit, la forêt fournit ainsi une partie des matériaux biologiques nécessaires à la reconstruction du milieu.

La restauration pourrait donc progresser depuis les bordures vers le centre. Cette observation ouvre une piste particulièrement intéressante pour la gestion future des sites : la capacité d’une ancienne mine à retrouver un fonctionnement forestier dépend peut-être aussi de sa forme, de sa superficie et de la proximité avec les écosystèmes préservés qui l’entourent.

Elle rappelle également que la forêt amazonienne n’est pas seulement une collection d’arbres. Elle fonctionne comme un réseau d’interactions dans lequel sols, végétation, microorganismes, eau et biodiversité s’influencent mutuellement. Préserver les continuités avec les milieux forestiers pourrait donc devenir un élément important des stratégies de restauration.

Certaines plantes peuvent aider à reconstruire le sol

Attendre la recolonisation naturelle n’est toutefois pas la seule option. Depuis plusieurs années, des chercheurs et des entreprises guyanaises expérimentent des méthodes de restauration plus actives, notamment grâce à des plantes de la famille des Fabacées. Leur intérêt vient d’une capacité particulière : certaines espèces peuvent vivre en symbiose avec des bactéries capables de fixer l’azote présent dans l’atmosphère et de le rendre accessible à la plante.

Dans des sols miniers pauvres en nutriments, cette caractéristique peut devenir précieuse. Le programme GUYAFIX a ainsi expérimenté dès les années 2010 plusieurs espèces locales, notamment différents Inga et Clitoria. Les travaux associaient sélection des végétaux et inoculation avec des bactéries symbiotiques adaptées afin d’améliorer leur capacité à enrichir progressivement le milieu. Les premiers suivis avaient constaté à la fois une croissance rapide des arbres et une amélioration de certains paramètres biologiques des sols.

Des travaux scientifiques publiés depuis ont renforcé cette piste. Une étude de 2022 portant sur six sites miniers guyanais présentant différents types de végétation a notamment observé une biomasse microbienne environ trois fois supérieure sur les parcelles restaurées avec des Fabacées par rapport aux sites non restaurés. Les chercheurs constatent également une amélioration de la minéralisation de la matière organique et, dans certaines configurations, une diversité fonctionnelle des communautés microbiennes qui se rapproche de celle des sols naturels guyanais.

Ces résultats sont particulièrement intéressants parce qu’ils montrent qu’il est possible d’agir sur ce qui se passe sous la végétation. Toutes les plantations ne se valent donc pas. Le choix d’une espèce uniquement parce qu’elle pousse vite ou couvre rapidement le terrain ne répond pas nécessairement aux mêmes objectifs que le choix d’une plante capable d’interagir avec les microorganismes et d’améliorer progressivement la fertilité du sol.

D’autres travaux montrent par ailleurs que la qualité de la restauration peut influencer la mobilité du mercure. Sur les sites étudiés, les parcelles restaurées avec des Fabacées présentaient de meilleurs indicateurs biologiques, tandis que les sites non restaurés étaient associés à un potentiel plus important de mobilité du mercure. La restauration biologique du sol pourrait donc présenter un double intérêt : préparer le retour d’un écosystème forestier plus complexe et contribuer à mieux stabiliser certains contaminants.

Il faut peut-être changer notre manière de mesurer la réussite d’une réhabilitation

Ces différentes études ne remettent pas en cause l’intérêt de la réhabilitation actuellement pratiquée. Elles montrent au contraire qu’elle obtient des résultats rapides et importants sur l’un des risques environnementaux majeurs de l’après-mine : l’érosion et le transport de particules vers les cours d’eau. Mais elles révèlent aussi une limite dans notre manière d’observer la restauration. Un site peut donner extérieurement plusieurs signes encourageants : terrain remodelé, cours d’eau réhabilité, couverture végétale revenue, arbres plantés, érosion fortement réduite. Et pourtant, sous cette surface, les cycles du carbone et de l’azote peuvent rester profondément perturbés.

Il devient alors nécessaire de compléter la question : « Est-ce que la végétation est revenue ? » par une autre : « Est-ce que l’écosystème est de nouveau capable de fonctionner durablement ? »

Pour y répondre, des indicateurs biologiques pourraient prendre davantage de place dans le suivi des anciennes mines : biomasse microbienne, respiration des sols, activités enzymatiques, transformation de l’azote ou qualité de la matière organique. Les travaux menés dès 2012 en Guyane proposaient déjà d’utiliser certains de ces paramètres microbiologiques comme bioindicateurs de l’état et de la récupération des sols miniers. Les recherches plus récentes ne font que renforcer leur pertinence.

Cela implique aussi d’accepter une autre réalité : le temps de la restauration écologique n’est probablement pas celui des travaux de remise en état.

• Quelques mois peuvent suffire pour stabiliser un terrain.
• Quelques années permettent de mesurer de profondes réductions de l’érosion.
• Mais reconstruire un sol forestier tropical pourrait demander beaucoup plus longtemps.

Les résultats observés en Guyane ne permettent donc pas de conclure que la réhabilitation des anciennes mines d’or est inefficace. C’est même l’inverse sur plusieurs critères essentiels.
Les travaux de terrassement, la reconstruction des cours d’eau et surtout la recolonisation végétale permettent de diminuer rapidement l’érosion. Cette stabilisation réduit parallèlement le transport du mercure, du plomb et de l’arsenic associés aux particules vers les rivières.
Mais le retour du vert masque une autre temporalité. Sous les plantes qui colonisent les anciennes zones minières se trouve un écosystème beaucoup plus lent à se reconstruire. Carbone, azote, matière organique, bactéries, champignons et activités enzymatiques constituent un réseau invisible dont dépendent pourtant la fertilité du terrain, le recyclage des nutriments et, à terme, la capacité d’une véritable forêt à s’installer.
Cinq ans représentent peu de temps à l’échelle d’un écosystème tropical. L’absence de récupération significative observée pendant cette période ne signifie donc pas que ces sols sont définitivement dégradés. L’effet lisière observé par les chercheurs montre même que la forêt environnante semble déjà participer à leur reconquête.
Mais cette lenteur pose une question essentielle sur la manière dont nous évaluons la réussite d’une réhabilitation. Faire revenir la végétation est une première étape. Recréer les mécanismes biologiques permettant à cette végétation d’évoluer vers une forêt autonome en est une seconde, beaucoup moins visible et probablement beaucoup plus longue. À l’avenir, la réussite de la restauration des anciennes mines d’or guyanaises pourrait donc ne plus seulement se mesurer à la quantité de sédiments retenus ou au nombre d’arbres plantés. Elle pourrait aussi se mesurer à ce qui recommence à vivre sous leurs racines.