Le recyclage, vu autrement : les déchets miniers et les eaux usées

8. février 2022 | Technologies

Dans les résidus miniers non utilisés se trouvent des matières premières critiques dont les traces sont décelées même dans les eaux usées. Un recyclage vaut-il la peine ?

L’Europe est fortement tributaire des importations de Chine pour les matières premières critiques telles que les terres rares et les métaux technologiques. L’objectif est donc de réduire cette dépendance, et à cet effet l’UE veut renforcer le recyclage (voir notre rapport). Les déchets électriques sont surtout visés ainsi que les batteries usées provenant des ordinateurs et téléphones portables. De même, dans ce contexte, les mines désaffectées suscitent un regain d’intérêt, car leurs « déchets » recèlent des trésors non exploités. Entre autres des résidus de zinc, d’argent ou du tungstène, qui étaient autrefois extraits ici, mais aussi des matériaux secondaires tels que l’indium, le lithium ou des terres rares. Leur extraction n’était pas possible techniquement autrefois ou ne présentait aucun intérêt pour l’industrie. Mais de nos jours, de nombreuses technologies ne peuvent plus s’en passer. Sur les sites anciens où vibraient les massettes et les fers, des matières premières pourraient bientôt de nouveau être extraites en employant des méthodes ultra modernes.

« La mine après la mine », une seconde vie

Comment promouvoir sur le plan économique les résidus miniers, c’est l’objet des recherches de l’Institut Helmholtz de Freiberg sur les technologies des ressources et de l’École des Mines de Freiberg, entre autres dans l’Erzgebirge. Une région modèle est en train d’être créée pour un assainissement des résidus miniers axé sur l’avenir. Le programme « rECOmine »promu par le Ministère fédéral de l’éducation et de la recherche (BMBF) rassemble dans ce but des acteurs issus des secteurs économiques et scientifiques. La protection de l’environnement occupe une place centrale dans le projet, car grâce au « ReMining » c.à.d. le « retour de la mine après la mine », les matières polluantes des terrils miniers et bassins de stériles peuvent ainsi être éliminées.

Dans l’Erzgebirge, le processus de la biolixiviation est testé entre autres dans ce but. Pour ce faire, des microorganismes mettent en jeu leurs processus métaboliques pour extraire les matières premières du minerai brut, mais également des sources secondaires comme les terrils, les boues et les déchets électriques et électroniques. Par comparaison aux technologies d’extraction traditionnelles, le besoin énergétique de la biolixiviation est faible et il n’existe pas d’émissions de gaz nocifs pour l’environnement tels que le CO2.

Au puits du terril de David à Freiberg, une installation pilote est mise en place pour récupérer l’indium, le zinc, le plomb, le cuivre et le cobalt dont la structure modulaire, semi-mobile permettra à l’avenir d’être opérationnelle sur d’autres sites.

De nombreuses matières premières peuvent encore être extraites des déchets miniers.

Des tonnes de matières premières utiles dans les boues

Dans d’autres anciennes régions minières, la biolixiviation pourrait aussi être employée. Les premiers résultats fructueux en laboratoire sont encourageants : l’Institut allemand des géosciences et des matières premières (BGR) a analysé des échantillons issus des anciens bassins de stériles à Goslar dans le massif du Harz et grâce à certaines bactéries spécifiques a réussi á extraire 90 pour cent du cobalt qui s’y trouvait. Le géomicrobiologiste Axel Schippers du BGR pense qu’une récupération à grande échelle est tout à fait pensable. De toute façon, les bassins de stériles du Harz comme sources de matières premières seraient rentables : Dans les boues, presque 1 300 tonnes de cobalt d’une valeur actuelle de 65 millions de dollars y sont enfouies, selon les déclarations de Daniel Goldmann, professeur à l’Université technique de Clausthal qui mène les recherches, à la chaine de télévision NDR. De plus, six tonnes d’autres métaux tels que du cuivre, de l’argent et de l’indium pourraient en être retirés.

D’autres pays ont une approche semblable et l’idée d’extraire des matières premières des résidus miniers suscite de plus en plus d’intérêt. En Espagne, la mine de Penouta a été remise en service après plus de 30 années. En plus de l’exploitation à ciel ouvert, des matières premières comme le zinc et le tantale sont extraites d’anciens dépôts. Au Chili et au Brésil des processus sont développés – en partenariat avec l’Allemagne – pour recycler les résidus miniers non utilisés.

Les terres rares s’écoulent aussi dans les eaux usées

De précieuses matières premières ne sont pas seulement cachées dans les résidus miniers. Du fait que les métaux technologiques sont partout présents dans notre vie moderne, il n’est pas étonnant que les eaux usées en contiennent des traces. Dans le Rhin, l’Université de Brême a détecté en 2013 des quantités considérables des terres rares lanthane, gadolinium, et samarium. L’Institut suisse de recherche de l’eau EAWAG a prouvé en 2017 et 2021 dans des études menées sur l’ensemble du territoire national que des constituants de terres rares que l’industrie et les hôpitaux utilisent se retrouvent souvent dans les eaux usées. Avec un total estimé de quatre tonnes, la concentration la plus élevée en cérium, utilisé sous forme de dioxyde de cérium comme abrasif dans l’industrie, a été mesurée en 2021. Les scientifiques avaient déjà trouvé dans les années 90 du gadolinium dans les eaux en Europe. Il sert surtout à la production de produits de contraste pour les examens IRM qui sont éliminés par les reins pour aboutir ensuite dans les eaux usées. Susanne Heise, de l’Université des Sciences appliquées de Hambourg, modère l’alerte à cet égard. Il est peu probable qu’aujourd’hui la concentration des terres rares en Europe soit nocive pour la santé, affirme-t-elle dans sa déclaration au journal allemand Welt (article payant), même si de nombreuses questions se posent encore.

Extraire des matières premières des eaux usées ?

Au contraire de l’exploitation des résidus des anciennes mines, il n’existe pas encore de projets d’envergure concernant la récupération des matières premières dans les eaux usées. Des scientifiques d’EAWAG sont d’avis que cette récupération n’est rentable que dans quelques sites. En même temps, la recherche s’emploie à chercher des solutions pour la réaliser, comme par exemple avec de la zéolite, qui agglomère les matières dans l’eau ou du feutre qui les filtre et les récupère. Au regard de la demande croissante en matières premières, les eaux usées pourraient devenir intéressantes à l’avenir en tant que sources de recyclage.

Photos : iStock/Weerayuth Kanchanacharoen; iStock/mariusz_prusaczyk

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