1. Objectifs
Le projet Agromine a pour objectifs de créer une chaîne de procédés pour le recyclage de métaux stratégiques contenus dans des ressources secondaires (sols dégradés et déchets industriels), en composés à forte valeur ajoutée. Il associe l’agronomie des plantes hyperaccumulatrices (c’est-à-dire l’adaptation des pratiques agronomiques à la phytomine) et des procédés hydrométallurgiques, en utilisant des technologies respectueuses de l’environnement.
Les recherches se concentrent sur deux métaux d’importance : le nickel (Ni) et le cobalt (Co). Ces éléments sont présents dans les sols naturels ultramafiques (de faible fertilité), dans les stériles miniers et dans les déchets de différents secteurs industriels (comme le traitement de surface dans l’industrie automobile ou aéronautique par exemple).
Jusqu’à maintenant, les expériences de phytomine ont été réalisées sur des sols ultramafiques en milieu tempéré sur le nickel. Elles ont montré qu’il était possible d’extraire plus de 120 kg de nickel par hectare et de produire un sel inorganique avec une pureté supérieure à 99 %. Dans le but d’améliorer les technologies pour recycler ces métaux stratégiques, le projet se propose :
- de traiter spécifiquement les résidus miniers et industriels riches en éléments ciblés,
- de préparer des composés spécifiques de Ni et Co (en particulier des sels organiques) à partir de la biomasse d’hyperaccumulateurs tempérés mais également tropicaux.
Les objectifs scientifiques d’Agromine portent sur :
- l’amélioration de la connaissance sur les processus et mécanismes liés au devenir, à la forme et à la biodisponibilité du métal dans les sols, sur son accumulation dans les hyperaccumulateurs (localisation, spéciation, dynamique de l’accumulation – translocation), sur la sélection de cultivars et sur la réponse des plantes aux techniques agronomiques pour augmenter la biomasse et l’accumulation
- la conception de nouvelles voies de préparation pour produire des composés à forte valeur à partir de la biomasse.
Pour atteindre ces objectifs, des outils et des approches analytiques récentes (géochimie d’isotope stable, microscopie électronique, spectroscopie d’ absorption par synchrotron – rayons X) seront mises en place.
Les objectifs technologiques d’Agromine sont de développer :
- des technologies applicables sur site et hors site (sur des plateformes dédiées) pour mettre en place des opérations d’agromine à l’échelle de la parcelle
- des procédés hydrométallurgiques pour valoriser les métaux. Cette chaîne de production sera évaluée environnementalement par analyse de cycle de vie.
Pour atteindre ces objectifs, des expériences seront conduites à l’échelle pilote, basées sur les résultats obtenus sur les études agronomiques et métallurgiques. Ces technologies seront transférées vers les 2 entreprises partenaires pour développer une nouvelle offre commerciale pour le traitement de matrices contaminées, alternative économique et environnementale au stockage.
En savoir plus sur les verrous scientifiques et techniques
2. Programme scientifique
La structure du projet Agromine a donc pour but de lever les verrous scientifiques sur l’ensemble de la chaîne de recyclage des métaux. Elle est constituée d’une tâche de gestion et de 5 tâches scientifiques :
- Tâche 1 : caractérisation de matrices (sols, sédiments et boues industrielles)
- Tâche 2 : sélection des hyperaccumulateurs et contrôle de la biodisponibilité des métaux
- Tâche 3 : mise en œuvre de l’agromine
- Tâche 4 : hydrométallurgie pour la valorisation des métaux de la biomasse et production de composés à forte valeur ajoutée
- Tâche 5 : analyse de cycle de vie, faisabilité économique et transfert
3. Résultats attendus
Les résultats finaux attendus du projet Agromine sont de 3 ordres :
- La création d’un nouveau savoir sur i) la physiologie et le fonctionnement d’hyperaccumulateurs de cobalt tempérés et de nickel tropicaux, ii) de leur culture sur des sols à faible fertilité, construits à partir de matrices contaminées, iii) la préparation de dérivés métalliques à partir de la biomasse, iv) la réhabilitation écologique de zones dégradées grâce à l’installation de plantes hyperaccumulatrices tolérantes comme premier couvert végétal et v) les impacts économiques et environnementaux de l’ensemble de la chaîne de production.
- L’installation de démonstrateurs sous la forme d’une plateforme de traitement de sols ou de déchets contaminés excavés, offrant une alternative au stockage. Cette dernière sera mise en œuvre par les partenaires industriels et par le GISFI (Groupement d’Intérêt Scientifique sur les Friches Industrielles). Elle comportera également les éléments nécessaires au traitement de la biomasse pour produire des composés du nickel et du cobalt, dont des sels métalliques (utilisés en traitement de surface par exemple) et des dérivés organiques (comme des carboxylates).
- Pour les sols dégradés et naturellement riches en métal, une expertise technique sur la dépollution, l’amélioration de la qualité des sols et les revenus liés aux produits valorisés sera établie pour les parties prenantes (propriétaires terriens, manageurs en réhabilitation des sols, industriels miniers et autorités locales). A ce titre, le projet est soutenu par la compagnie minière française Eramet.