Des recherches menées au Trinity College de Dublin montrent comment les sous-produits de l'industrie des fruits de mer pourraient contribuer à récupérer des matières premières essentielles tout en réduisant la pollution des eaux industrielles.
Chaque année, l'industrie mondiale des produits de la mer génère des millions de tonnes de déchets, notamment des coquilles d'huîtres et de moules. Une grande partie de ces déchets finit dans des décharges ou est stockée près des côtes. Dans de nombreux cas, ces sous-produits sont déjà réutilisés, par exemple comme substrat pour la conchyliculture, comme source de chaux ou par le biais d'autres formes de recyclage. Des chercheurs du Trinity College de Dublin ont maintenant exploré si ce matériau pouvait avoir une fonction supplémentaire : récupérer des matières premières essentielles pour l'industrie.
Une équipe de scientifiques a découvert que les coquillages peuvent absorber et stocker les terres rares contenues dans l'eau. Ces matériaux sont essentiels pour des technologies telles que les éoliennes, les véhicules électriques et l'électronique grand public. Toutefois, leur extraction et leur traitement sont complexes, et des traces de ces métaux peuvent se retrouver dans les eaux usées, contribuant ainsi à la pollution de l'environnement. Les coquillages pourraient donc servir un double objectif : contribuer à réduire la contamination de l'eau tout en réutilisant un déchet abondant.
Pour cette étude, des coquilles d'huîtres, de moules et de coques ont été ramassées sur les plages irlandaises, nettoyées et finement broyées. Ces particules ont ensuite été introduites dans une solution contenant des éléments de terres rares tels que le lanthane, le néodyme et le dysprosium à des concentrations similaires à celles que l'on trouve dans les eaux usées industrielles fortement contaminées. La solution a été chauffée à des températures proches de 200°C.
Sous le microscope, une réaction chimique claire est devenue visible : le carbonate de calcium des coquilles a commencé à se dissoudre et a été progressivement remplacé par de nouveaux minéraux contenant des éléments de terre rare. Ces minéraux se sont cristallisés directement à la surface des particules de la coquille. Après plusieurs semaines, une fine couche s'est formée, que les chercheurs décrivent comme une sorte de “peau” minérale.”
Les huîtres se révèlent particulièrement efficaces
Un résultat particulièrement frappant a été obtenu avec les coquilles d'huîtres. En raison de leur structure unique, elles peuvent absorber beaucoup plus d'éléments des terres rares que les autres types de coquilles testés : un gramme de coquille d'huître peut fixer jusqu'à environ 1,5 gramme de néodyme dissous et d'éléments apparentés.
Les huîtres se sont révélées particulièrement efficaces pour capturer les terres rares. Photo : sbossert via Canva
Selon les chercheurs, le matériau obtenu pourrait être traité ultérieurement pour récupérer les métaux liés. Les coquillages broyés - en particulier les coquilles d'huîtres - pourraient également être utilisés dans des systèmes de filtration ou des barrières perméables à travers lesquelles s'écoule l'eau contaminée. De telles approches sont déjà largement utilisées dans le traitement de l'eau, par exemple pour éliminer les métaux lourds de l'eau de mer.
Toutefois, des recherches supplémentaires sont nécessaires avant que ces résultats puissent être mis à l'échelle pour une utilisation industrielle. Les études futures devront prendre en compte des conditions plus réalistes, car les eaux usées industrielles contiennent généralement non seulement des éléments de terres rares, mais aussi un large éventail d'autres métaux et de composés chimiques. Les chercheurs souhaitent également répondre à des questions pratiques, telles que la quantité de traitement nécessaire pour les coquilles, y compris le nettoyage et le broyage, et la question de savoir si l'approche peut être mise en œuvre à l'échelle de manière rentable.
Plus d'innovation dans les matériaux critiques : Alors que la demande de matières premières continue d'augmenter et que les contraintes d'approvisionnement s'intensifient, de nouvelles méthodes d'approvisionnement en matières premières essentielles sont développées dans le monde entier. Il s'agit notamment d'approches utilisant algues, bactéries, virus, et éponges moléculaires. Les coquillages, eux aussi, ont fait l'objet de recherches antérieures dans ce domaine.
Photo d'en-tête : Truecreatives via Canva
