La capacité des algues à stocker des minéraux pourrait contribuer à sécuriser les chaînes d'approvisionnement en ressources critiques. La biomasse restante pourrait ensuite être transformée en carburants ou en matériaux de construction.
Que ce soit pour les énergies renouvelables, les technologies numériques ou la défense, la demande de matières premières essentielles augmente rapidement. Cependant, les chaînes d'approvisionnement en lithium, terres rares et autres minéraux clés sont très concentrées, et les tensions géopolitiques rendent l'accès à ces ressources de plus en plus difficile. L'intérêt pour des sources nouvelles et parfois non conventionnelles est donc grand. Des chercheurs américains étudient actuellement la possibilité d'utiliser le lithium comme source d'énergie. Les algues pourraient un jour jouer un rôle dans l'extraction des ressources.
Les organismes marins en tant que chambres fortes minérales naturelles
Les algues sont considérées comme d'excellents accumulateurs de minéraux, même si l'on ne sait pas exactement comment et pourquoi elles s'enrichissent de la sorte, explique Scott Edmundson, botaniste au Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) du ministère américain de l'énergie. Les minéraux pénètrent dans les océans par érosion, lorsque le vent, la pluie et les rivières usent les roches, ou lorsque les nutriments sont emportés par les sols fertilisés. Les volcans sous-marins et les cheminées hydrothermales libèrent également des minéraux de la croûte terrestre dans l'environnement du plancher océanique. Selon M. Edmundson, les algues contiennent souvent des concentrations de ces éléments bien supérieures à celles de l'eau de mer environnante. En collaboration avec une équipe de recherche du PNNL, il étudie comment ces connaissances pourraient être exploitées pour améliorer l'approvisionnement en matières premières.
Les solutions caustiques et la chaleur contribuent à l'extraction de minéraux critiques
L'équipe a commencé par cultiver différentes espèces d'algues et a testé leur capacité à stocker divers minéraux. Les résultats ont montré qu'une algue brune et coriace, connue sous le nom de Fucus, est particulièrement efficace pour accumuler le nickel dans ses tissus. En revanche, une algue verte à feuilles, l'ulva, mieux connue sous le nom de laitue de mer, a montré une préférence pour les éléments des terres rares.
Fucus serratus (fucus denté), zone intertidale, Helgoland.
Photo : Gabriele Kothe-Heinrich, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Ulva lactuca (laitue de mer), Istrie, Poreč, Lanterna, Croatie.
Photo : Holger Krisp, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons
Sur la base de ces résultats, les chercheurs ont mis au point des méthodes d'extraction. La plus prometteuse consistait à broyer les algues en une pâte et à la mélanger à un lixiviant, une solution caustique couramment utilisée dans l'industrie minière pour dissoudre les minéraux et les métaux de la roche. Le mélange a ensuite été soumis à des températures élevées afin de briser davantage les liens chimiques.
Grâce à d'autres expériences avec différents lixiviants et conditions de température, les scientifiques visent à récupérer au moins 50 % du contenu minéral de la biomasse des algues. À long terme, le rapport coût-bénéfice du processus doit être optimisé pour assurer sa viabilité économique. Un levier potentiel consisterait à utiliser comme lixiviants des acides résiduels provenant d'autres processus industriels.
Les algues pourraient-elles remplacer les nouvelles mines ?
Les chercheurs soulignent également les avantages qui font déjà des algues une source de matières premières intéressante aujourd'hui : elles poussent rapidement, n'ont pas besoin d'eau douce et la biomasse restante peut être transformée en biocarburants, en matériaux de construction ou en adhésifs après l'extraction des minéraux. En outre, la diversité même des espèces d'algues permet de cultiver des souches particulièrement efficaces pour accumuler certains minéraux, note M. Edmundson. Cette flexibilité pourrait permettre à la technologie de s'adapter aux goulets d'étranglement qui se déplacent dans les chaînes d'approvisionnement mondiales.
Au-delà des algues : d'autres méthodes non conventionnelles pour extraire des minéraux essentiels : Les algues ne sont pas la seule voie non conventionnelle explorée. Plantes, bactéries, protéines, ou déchets électroniques telles que les vieilles lampes fluorescentes, pourraient également contribuer à l'approvisionnement en matériaux essentiels en dehors de l'exploitation minière traditionnelle.
Image de couverture : Lucas B Bracht via Canva
