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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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Nouvelle mesure de l'expansion de l'Univers
De nouvelles mesures de la vitesse d’expansion de l’Univers confirment des tensions avec le modèle cosmologique standard.

La première mesure de l’expansion de l’Univers

L’Univers est en expansion, ce qui a été théorisé par George Lemaître, puis observé par Edwin Hubble en partant de la constatation que les galaxies s’éloignent les unes des autres. Les mesures précises du fond diffus cosmologique, le premier rayonnement émis alors que l’Univers était âgé de 380 000 ans, permettent aujourd'hui de mesurer avec une grande précision la constante de Hubble.

Certaines mesures effectuées par le satellite Planck ont été affinées au fil des ans, grâce à des télescopes plus performants, des instruments plus sensibles et un plus grand nombre de galaxies étudiées. En 2015, les dernières mesures ont abouti à une valeur de 67,8 km / s / Mpc (kilomètres par seconde par mégaparsec, un parsec étant une unité de longueur équivalente à 3,26 années-lumière). Ce résultat est directement lié au modèle cosmologique standard.

Une mesure plus haute grâce à la cosmologie de précision

En utilisant le télescope spatial Hubble, l'astronome américain Adam Riess et ses collaborateurs ont de nouveau mesuré la constante de Hubble en 2016, pour trouver une valeur d’environ 73 km / s / Mpc.

Si le résultat de Planck est indirect, le résultat de l'équipe de Riess, lui, est direct, puisqu’il est fondé sur une technique de photométrie, la mesure de l'éclat des géantes rouges Céphéides et des explosions de supernovæ dans des dizaines de galaxies. Même en prenant en compte les incertitudes dues aux erreurs de mesure, qui laissent envisageables une valeur de 70 km / s / Mpc, les deux résultats ne semblent pas compatibles.

Les quasars, une approche indépendante

En 1964, Sjur Refsdal a esquissé une méthode géométrique utilisant le phénomène des lentilles gravitationnelles, dans lequel la masse des galaxies courbe l'espace-temps. L’astrophysicien norvégien a montré que la mesure des délais temporels entre les trajets suivis par les rayons de lumière émis par une source lumineuse d'arrière-plan, alors démultipliée par une galaxie située à l’avant-plan, permet le calcul de la constante de Hubble.

En 2016, après des recherches commencées en 2004, la collaboration H0LiCOW (H0 Lenses in COSMOGRAIL’s Wellspring) a publié une nouvelle mesure de la constante de Hubble, grâce à l'utilisation du phénomène de lentilles gravitationnelles. Les scientifiques ont étudié la lumière en provenance de cinq quasars, des galaxies contenant des trous noirs supermassifs, pour aboutir à une estimation de 71,9 km / s / Mpc avec une précision forte de 3,8 %.

Pour Frédéric Courbin, de l'EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne), qui participe au projet H0LiCOW : « C'est la première fois qu'une collaboration regroupe toutes les expertises nécessaires pour analyser ce type de données, qui touchent autant à l'observation qu'au traitement de signal. Un avantage important de ce travail de longue haleine, c'est que la collaboration élimine les biais dus à notre subjectivité. Les analyses aveugles permettent d'éviter de se laisser influencer par les résultats intermédiaires que gèrent les autres groupes, ce qui fournit au bout de la méthode des données solides. »

Quelles réflexions ouvrent ces tensions avec le modèle standard de la cosmologie ?

Les deux mesures astronomiques indépendantes, l'une photométrique et l'autre géométrique, sont très proches. Les mesures de Planck ne pouvant être que difficilement mises en cause, c'est donc les postulats qui ont mené à ces résultats que la physique théorique doit analyser.

Une bonne nouvelle pour les cosmologistes, puisque cette contradiction pointe sans doute vers de nouvelles constructions théoriques. Certaines hypothèses sur la géométrie de l’Univers ou la nature de l’énergie sombre pourraient être à revoir/, comme dans toute démarche de ce type. L'important reste d'étudier le taux d'expansion de l'Univers et les paramètres cosmologiques associés grâce à des études indépendantes diversifiées.

En savoir plus

Le site de la collaboration H0LiCOW, avec une vidéo d'explication du projet

 

Les communiqués de presse

Le communiqué de l’EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne)

Le communiqué de l’ESA (European Space Agency), en anglais

 

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Arthur Jeannot
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