S'inscrire identifiants oubliés ?

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

» lire tous les articles 1 2 3 4 5 6 7 8
sciences en ligne
exploratheque
du premier stage au premier emploi


Les atouts de la voiture électrique
Les avantages environnementaux de l'électromobilité dépendent de nombreux facteurs.

Des impacts à clarifier

Si l'intérêt des véhicules électriques pour la réduction de la pollution de l'air, en particulier dans les villes, est évident, il n'en est pas de même pour ce qui est de sa contribution à la lutte contre le changement climatique et plus généralement de son empreinte écologique. Pour clarifier ces deux aspects, une étude publiée en fin d'année 2017 a inventorié les avantages de la démocratisation de l'électromobilité à l'horizon 2030. Cette étude s'appuie en particulier sur la comparaison de huit véhicules : six berlines aux motorisations électrique et hybride, et deux voitures à moteur thermique - sur l'ensemble de leur cycle de vie.

Les résultats de l'étude

Les voitures électriques n'émettent pas à proprement parler de gaz à effet de serre pendant leur fonctionnement. Néanmoins, l'impact sur le climat des véhicules électriques dépend de l'origine de l'électricité consommée ; ainsi, l'intérêt de ces véhicules est largement lié à la nature des centrales électriques de production du pays, ce qu'on appelle le mix énergétique. De plus, l'étape de fabrication et la fin de vie influent dans le bilan carbone global, comme c'est également le cas pour les véhicules non électriques.
Cet impact carbone globale serait 2 à 3 fois inférieur à celui des véhicules essence et diesel. A titre d'exemple : une berline électrique émettrait sur l'ensemble de son cycle de vie 44% de gaz à effet de serre de moins qu'un véhicule Diesel, et une citadine électrique en émettrait 63% de moins qu'un véhicule à motorisation essence. Toutefois, l'empreinte écologique d'une voiture électrique dépend avant tout de l'impact des éléments de conservation de l'énergie stockée, c'est-à-dire de la batterie.

La nécessaire prise en compte globale de la filière électrique

Aussi, pour pouvoir passer en France de 130 000 véhicules en circulation à plusieurs millions en 2030, la réduction de la pollution induite par la fabrication des batteries représente une condition importante de la soutenabilité de la filière. On le sait les accumulateurs électriques utilisent des terres rares (lithium, cobalt, nickel, manganèse) dont l'extraction est polluante ; l'étude rappelle que 40% de l'empreinte environnementale serait intrinsèquement liée à la conception des batteries, et avance comme proposition l'utilisation de ces batteries en seconde vie pour stocker de l'électricité. Celle-ci permettrait en effet de réduire l'usage des ressources naturelles, fossiles et minérales essentielles à la fabrication des batteries. L'amélioration du recyclage des éléments de la batterie en développant une économie circulaire est également un enjeu crucial.

Par ailleurs, lorsqu'une voiture stationnée est en charge, elle est à même d'importer et d'exporter une partie de son électricité vers le réseau, et pourrait constituer en cela un atout de flexibilité supplémentaire au système électrique français. Le rapport estime qu'un parc de près 4,5 millions de véhicules électriques (les objectifs de transition énergétique pour 2030) représenterait une consommation avoisinant les 12 térawatt-heure par an, soit environ la production annuelle de deux réacteurs nucléaires ; un potentiel électrique considérable qui permettrait de mieux contrôler les surcharges, d'atténuer les pics de consommation et même de réguler l'excès d'énergie induit par les énergies renouvelables. Cette gestion « intelligente » du réseau électrique est ce qu'on appelle le vehicle-to-grid, ou V2G.

publié le 16/02/2018

Pour en savoir plus

Yannis Benzaïd
Twitter Facebook Google Plus Linkedin email
Entrées associées