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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

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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 ?

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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

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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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Valoriser les coquillages en récifs
Le projet RECIF, de l’ESITC de Caen, vise à valoriser les coquilles issues de l’industrie conchylicole. Ces coproduits sont utilisés pour mettre en place des récifs artificiels, comme celui immergé dans la rade Cherbourg en 2015.

Valoriser les coproduits marins

Les coquilles représentent près de 90 % en masse des mollusques. Deuxième producteur conchylicole en Europe, la France produit chaque année près de 200 000 tonnes de coquillages issus de la conchyliculture et 50 000 tonnes de coquillages issus de la pêche. Débarrassés de leur chair lors de leur traitement par l'industrie agro-alimentaire, ces coquillages sont considérés comme des déchets, mis en décharge ou broyés pour amender les sols agricoles. Comment mieux valoriser cette ressource locale ?

Avec 250 000 tonnes de coquillages issues chaque année de la pêche et de la conchyliculture, le potentiel de valorisation de ces coproduits coquilliers est pourtant important. Plusieurs études et recherches se sont penchées sur la question d’utiliser ces matériaux dans les domaines de la construction. Le laboratoire de l’École Supérieure d’Ingénieurs des Travaux de la Construction (ESITC) de Caen pilote depuis 2011 le projet VECOP, qui consiste en la réutilisation des coproduits marins en éco-pavés drainants. Ce projet a lui permis de maîtriser le processus de traitement et de transformation des coquilles vides en granulats.

Avec le projet européen RECIF, lancé en avril 2013, l’ESITC de Caen a pour objectif de trouver une voie de valorisation des coquillages, très présents sur les côtes normandes, en vue d’améliorer la gestion des ressources marines et de la biodiversité. En utilisant ces coproduits pour construire des récifs artificiels, il s’inscrit dans le cadre de l’implantation d’éoliennes offshore, ainsi que des réflexions et des actions pour l’amélioration de l’écosystème de la Manche.

Améliorer la gestion des ressources marines

Le projet RECIF s’est déroulé en trois phases :

  • Première phase, l’étude des matériaux et de l’impact environnemental des bétons recyclés.

Des coquilles de pétoncles concassées et broyées ont été intégrées en éprouvettes à une matrice de ciment, afin de caractériser les propriétés du béton. Des parpaings fabriqués à partir de produits coquilliers ont ensuite été immergés à titre expérimental, afin de suivre leur colonisation. Les organismes pionniers tels que les algues sont venus s’accrocher dès les premières semaines, suivis de micro-organismes, de crabes et de crevettes. La dynamique met environ cinq ans avant d’aboutir à un milieu stabilisé.

  • Deuxième phase, la production et l’installation de récifs artificiels.

En 2015, le projet RECIF a abouti à l’immersion, au large de Cherbourg, de douze modules destinés à compenser la suppression d’une partie de la digue où des pêcheurs avaient l’habitude de mouiller leurs casiers.

  • Troisième phase, le suivi du processus de colonisation sur cinq ans.

Ce suivi environnemental servira à évaluer son impact et sa productivité, notamment dans son rôle de nurserie pour les espèces visées. Un des enjeux principaux de ce projet est de comprendre le rôle des récifs dans les phénomènes d’enrichissement de la biodiversité afin d’améliorer la production de l’écosystème marin et développer ainsi des ressources pour les pêcheurs.

De manière plus générale, l’immersion de récifs artificiels fabriqués à partir de coproduits coquilliers, pourrait servir à augmenter les ressources halieutiques sur des fonds plats et sableux comme en mer de Manche, ainsi qu’à créer des zones refuges pour des espaces menacées ou dérangées. L’utilisation de tels bétons aussi serait envisageable pour la réalisation de quais et d’ouvrages portuaires immergés.

En savoir plus

Le site du projet RECIF

L’économie circulaire du béton, sur Sciences en ligne

RECIF recycle les coquillages dans du béton

Innovation : des récifs artificiels écologiques pourraient préserver la biodiversité lors d'implantation d'éoliennes en mer

Immersion d'un récif artificiel réalisé à partir de coquilles vides

Arthur Jeannot
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