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La lutte contre la drépanocytose

Un enjeu majeur de santé publique

Chaque année, 275 000 nouveaux cas sont dépistés dans le monde, chez les nourissons. La drépanocytose touche particulièrement les populations d'Afrique et d'Inde. La France n'est pas totalement épargnée avec un enfant pour ...

Homo sapiens découvert hors d'Afrique

Une équipe internationale vient de découvrir le plus ancien fossile d'Homo sapiens jamais découvert en dehors du continent africain : un maxillaire vieux de près de 200 000 ans exhumé sur le mont Carmel au nord d'Israël qui contraint les paléanthropologues à réviser leurs copies. ...

Désintégration du neutron et matière noire 

Pour expliquer divers effets gravitationnels, les physiciens ont été amenés à supposer l'existence d'une « matière noire » à l'intérieur des galaxies et dans l’espace intergalactique. Parmi les hypothèses relatives à sa nature, on suppose l’existence ...

Une symbiose à l'épreuve du milieu

CC SA 3.0 ©Prenn

Duo de choc : les recherches récentes montrent qu’une plante hôte et un champignon peuvent s’associer par-delà leur milieu naturel. Aidée de son symbiote, la plante devient plus résistante.

Le raisinier des mers antillais en voyage au Sénégal

Le ...

L'essor du taxi aérien

Une interview de Claude Le Tallec, Chargé de mission "Transport aérien personnel" à l'ONERA. 

Qu'est-ce qui, à l'heure actuelle, favorise l'émergence de la thématique des voitures volantes ?

Le notion de « voiture volante » ...

L'horloge nucléaire

Ce qui caractérise la performance d’une horloge, c'est la faiblesse de sa dérive au cours du temps : de combien diffère chaque jour l'heure qu'elle indique par rapport à sa référence ; autrement dit au bout de quelle durée se décale-t-elle d’une seconde ?

Le génome de la rose décrypté

By LaitcheLink to My Website. - Own work, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4023663

Notre amie la rose

De toutes les plantes ornementales, les roses sont parmi les plus cultivées au monde, que ce soit pour l'agrément que les rosiers confèrent aux ...

La biolixiviation

Les impacts environnementaux et sociaux des industries minières et le besoin accru de certains métaux comme les terres rares pour les appareils électroniques modernes rendent urgente l'élaboration de solutions nouvelles pour traiter les minerais ou récupérer dans les déchets des éléments de plus en plus recherchés. C'est ce que pourrait apporter un procédé, la biolixiviation.

Une solution biotechnologique éprouvée

La biolixiviation, c’est-à-dire l’extraction de métaux grâce à des micro-organismes, est une technique déjà utilisée pour produire 5 % de tout l’or mondial et 20 % du cuivre et, de façon plus marginale, pour l’extraction du nickel, du zinc, du cobalt et de certaines terres rares. Son développement industriel a réellement débuté il y a moins de 20 ans.
Le procédé s'applique à des réserves de minerai, c’est-à-dire de roches suffisamment riches en minéraux d’intérêt. Il nécessite de grandes quantités d’eau, que l’on rend généralement acide et des micro-organismes préléablement sélectionnés (bactéries, archées ou champignons) qui vont faire le travail d’extraction des minéraux intéressants. Bien souvent, l’apport d'oxygène est nécessaire et parfois, pour certains micro-organismes, l'apport en sucres.

La biolixiviation peut s’effectuer par deux voies. Une voie statique qui consiste à verser directement la solution sur le minerai stocké dans un vallon, une cuvette que l’on a imperméabilisée et au fond de laquelle on récupère les métaux dissous. Et une voie dynamique qui consiste à broyer et concasser finement le minerai pour le placer dans de grands réservoirs appelés bioréacteurs. Le contenu de la cuve est alors sans cesse agité afin d’améliorer la surface de contact entre bactéries et minerai et de rendre l’oxygène plus facilement disponible. Avec l’expérience, on a appris à optimiser la température, l’acidité, la vitesse de mélange, les apports en oxygène, en dioxyde de carbone ou en sucres pour que les microorganismes gagnent en productivité.

Plusieurs atouts économiques

Comparée aux méthodes traditionnelles de récupération des minéraux que sont la pyrométallurgie (extraction par fusion des roches) ou l’hydrométallurgie (extraction par dissolution chimique de la roche), la biolixiviation, qui peut aussi être appelée bio-hydrométallurgie, utilise peu d’énergie, produit beaucoup moins de sous-produits et surtout beaucoup moins de polluants. En outre, la mise en oeuvre est relativement peu coûteuse et permet d’extraire des minéraux à partir de minerais pauvres ou de résidus miniers dont l’exploitation traditionnelle ne serait pas rentable. Ainsi, au Chili par exemple, où la quasi-totalité des minerais riches en cuivre ont été exploités, la biolixiviation a pris le relais pour les ressources restantes à faible teneur en métal. En Ouganda, cela fait maintenant une dizaine d’années que les stériles des mines de cuivre sont utilisées pour produire du cobalt. Cependant, le procédé est beaucoup plus lent et, mal conduit, il peut aussi mener à des catastrophes environnementales. Ainsi, la mine finlandaise de Talvivaara, qui avait mis en place un procédé de biolixiviation pour récupérer nickel, zinc, cobalt et cuivre depuis un minerai faiblement concentré dans les années 2000 a connu d’importantes fuites et défauts d’imperméabilisation qui ont ravagé les eaux aux alentours, avec notamment une fuite d’uranium qui a mené l’entreprise à la faillite.

Une clé pour les terres rares ?

Les terres rares (qui comprennent les 15 lanthanides plus le scandium et l’yttrium) sont des matériaux très prisés en électronique, dans les industries des énergies renouvelables, ou encore pour des applications en optique, en raison de leurs propriétés paramagnétiques et luminescentes. Malgré leur nom, les terres rares sont plutôt abondantes dans la croûte terrestre, mais elles sont très dispersées et ne font pas de filons ou de minerais très concentrés. Par conséquent, leur extraction est compliquée et très coûteuse. L’approvisionnement mondial est aux mains de la Chine (90%) via l’exploitation des sous-produits d’autres industries minières, notamment du fer et du cuivre. Flambée des prix, risque de rupture d’approvisionnement sont des motivations très fortes pour trouver des méthodes alternatives à leur extraction. Parmi elle, la « biolixiviation urbaine », qui consiste à extraire les métaux intéressants des déchets électroniques via des microorganismes, a donné lieu à des réussites intéressantes pour récupérer des éléments rares présents dans des lampes fluorescentes ou des aimants de disques durs. En tout état de cause, le procédé semble être promis à un bel avenir. D’une part, parce que les études menées sur les micro-organismes extrêmophiles se développent, ce qui permet d’améliorer encore les rendements et les conditions de la biolixiviation. A titre d’exemple, des souches de bactéries qui continuent d’être actives en milieu salé permettent de continuer les activités minières dans des pays où l’eau douce s’est faite rare. D’autre part, parce que c’est aussi une technique que l’on envisage pour l’exploitation des minéraux sur d’autres corps célestes (Lune, Mars, astéroïdes) ; des études menées sur la station internationale ayant montré que certains microorganismes extrêmophiles terrestres étaient capables de résister aux conditions extrêmes de l’espace (températures, vide, radiations). Enfin, parce qu’elle sert aussi depuis longtemps comme base pour des opérations de dépollution des sols, on parle alors de bioremédiation par les bactéries.
Publié le 03/05/2018

En savoir plus 

http://www.brgm.fr/projet/biotechnologies-viennent-secours-valorisation-environnement

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Les catastrophes naturelles
Souvent dévastatrices, les catastrophes naturelles mobilisent d'importants moyens d'étude et d'action.

Information et sensibilisation des acteurs

La "journée internationale pour la prévention des catastrophes naturelles" de l’Organisation des Nations Unies (ONU) est l'occasion de sensibiliser le public aux différentes thématiques liées aux risques naturels.

Avalanches, inondations, submersions marines, orages, tempêtes, feux de forêt, séismes, cyclones, éruptions volcaniques, affaissements de terrain, la liste est longue ; mais ces phénomènes naturels ont comme point commun de survenir brutalement et d'avoir des conséquences parfois dramatiques sur les biens et les personnes, ainsi que sur l'environnement.

En France, 300 catastrophes naturelles ont été recensées en 30 ans. Dans l'histoire un peu moins récente, c'est l'éruption volcanique de la Montagne Pelée, Martinique, le 8 mai 1902, qui reste la catastrophe la plus meurtrière avec environ 28 000 victimes.

Pour faire face à ces risques, les axes de travail sont les suivants :

  • mieux connaître et répertorier les risques naturels : inventaire et cartographie des dangers et des risques associés ;
  • partager l'information sur les catastrophes et leurs causes : informer, éduquer, prévenir et aussi alerter de leur éventuelle survenue :
  • prendre en compte les connaissances sur les risques dans l’urbanisme et la construction ;
  • atténuer les risques et les conséquences éventuelles par des aménagements et travaux préventifs (mitigation : réduction de la vulnérabilité).

La gestion des risques

3 grandes catégories d’acteurs sont concernés par la gestion des risques naturels :

- l'État et les collectivités territoriales,

- les particuliers et les professionnels (en particulier les assureurs),

- les experts (scientifiques et techniciens) comme le service central d’hydrométéorologie et d’appui à la prévision des inondations), le bureau de recherches géologiques et minières (BRGM), Météo-France, l'INERIS, etc.

Ainsi, le préfet consigne dans le « DDRM Dossier Départemental sur les Risques Majeurs) toutes les informations essentielles sur les risques naturels et technologiques majeurs au niveau de son département., ainsi que sur les mesures de prévention et  de sauvegarde prévues pour limiter leurs effets :

-les décrets sur le zonage sismique de la France et les communes soumises à risque volcanique,

- les plans de prévention des risques naturels et technologiques,

- les plans particuliers d’intervention

- les plans de secours spécialisés,

- les arrêtés préfectoraux concernés (risque feu de forêt ou risque particulier),

- les atlas de zones inondables,

- les cartes de localisation des phénomènes avalancheux,

- les divers inventaires menés par les établissements publics compétents (BRGM),

- des mesures de prévention existantes (annonce de crues),

- des connaissances locales (mémoire du risque). »

Un domaine pluridisciplinaire

Les connaissances mobilisées par la prévention des catastrophes naturelle sont par essence pluridisciplinaires. Par exemple, l'étude des cavités souterraines, dont l'effondrement représente un risque important, relève de l'hydrogéologie, de la géotechnique, de la géologie, etc. Les technologies apportent de nouveaux outils. La surveillance satellitaire a ainsi changé la donne, en matière de suivi des risques, mais également de gestion des opérations de sauvetage en cas de catastrophe.

Par ailleurs, les sciences humaines convoquent la mémoire des risques pour augmenter la faculté de « résilience » collective face aux catastrophes.

Avec la diffusion des technologies de l'information, de nouveaux outils de prévention et de prévision des risques en temps réel sont appelés à émerger. En effet, les données issues des réseaux sociaux ou du positionnement des smartphones pourraient venir compléter les informations des organismes qui collectent en temps réel des données de capteurs répartis sur le territoires. L'objectif serait de « développer des dispositifs de prévention et de gestion des risques à même d’améliorer la diffusion de l’information avant, pendant et après la survenue d’une catastrophe naturelle et, in fine, faire en sorte que les citoyens adoptent les bons comportements face aux risques ».

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La rédaction de Sciences en ligne
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