Tâche 1 : caractérisation de matrices (sols, sédiments et boues industrielles)
- Sous-tâche 1.1 : identification des matrices contaminées
- Sous-tâche 1.2 : caractérisation des matières premières et formulation des sols artificiels
L’objectif de cette tâche est de caractériser les sols et matrices (sédiments, boues) afin d’obtenir les meilleurs agrosystèmes possibles pour la culture des hyperaccumulateurs. Elle se divise en 2 sous-tâches. La première consiste en l’identification de matrices contenant du Ni ou du Co, qui pourraient être traiter de façon durable par la phytomine (économiquement, socialement et environnementalement). La seconde se concentre sur la formulation des matériaux pour créer des « sols » dont la fertilité est adaptée aux besoin des plantes. L’évaluation de la qualité physique, chimique et biologique globale des matières premières et des sols créés sera réalisée grâce aux meilleures techniques analytiques disponibles, dont l’étude de la minéralogie et de la spéciation des éléments par spectro-microscopies (faisceau d’électrons et rayons X).
Tâche 2 : sélection des hyperaccumulateurs et contrôle de la biodisponibilité des métaux
- Sous-tâche 2.1 : sélection des hyperaccumulateurs de Ni et Co adaptés aux déchets industriels (milieu tempéré) et miniers (milieu tropical)
- Sous-tâche 2.2 : compréhension des caractères écophysiologiques des plantes et définition des périodes de récolte optimales
- Sous-tâche 2.3 : compréhension du devenir du métal et de sa spéciation dans les tissus des plantes choisies par des méthodes de synchrotron
Le projet Agromine est directement lié à la disponibilité d’hyperaccumulateurs pouvant être cultivés sur des déchets industriels ou des stériles miniers. Les objectifs sont d’identifier les meilleurs candidats pour chaque conditions environnementales et pour chaque métal ciblé. Le biodisponibilité de ce dernier sera étudiée en suivant les quantités transférées du sol vers la biomasse.
Tâche 3 : mise en œuvre de l’agromine
- Sous-tâche 3.1 : mise en œuvre d’essais en parcelle et suivi de la disponibilité du métal et d’autres paramètres chimiques dans les sols
- Sous-tâche 3.2 : ingénierie des agroécosystèmes pour favoriser la fertilité du sol et l’hyperaccumulation
- Sous-tâche 3.3 : gestion de la fertilité et optimisation des équilibres chimiques dans les matrices
La tâche 3 est dédiée à la mise en œuvre de l’agromine uniquement sur des déchets industriels. Une des barrières techniques identifiées est la formulation des déchets pour assurer la fertilité physique, chimique et biologique des cultures à l’échelle de la parcelle. D’autre part, le potentiel de valorisation des matériaux en conditions réelles doit être évalué. En vue de concevoir des agrosystèmes construits pour la phytomine, le savoir acquis dans les tâches 1 et 2 (sur le sol et sur la plante candidate) est indispensable. Il permettra de réaliser des essais d’une durée de deux ans et demi pour assurer au moins 2 récoltes. Un suivi de la disponibilité des métaux et de l’évolution des nutriments aidera à optimiser les paramètres de cultures.
Tâche 4 : hydrométallurgie pour la valorisation des métaux de la biomasse et production de composés à forte valeur ajoutée
- Sous-tâche 4.1 : préparation de carboxylates de nickel à partir de la biomasse d’A. murale, L. emarginata et B. tymphea
- Sous-tâche 4.2 : préparation de dérivés du nickel à partir de la biomasse d’hyperaccumulateurs tropicaux
- Sous-tâche 4.3 : Préparation de dérivés du cobalt à partir de la biomasse d’hyperaccumulateurs
Suite à l’expérience acquise sur la synthèse d’un sel de nickel à partir de la biomasse d’Alyssum murale, les objectifs de la tâche 4 sont i) de préparer d’autres composés du nickel à partir de plantes de milieux tempérés, dont des carboxylates, ii) d’étendre ce savoir à la biomasse d’hyperaccumulateurs tropicaux et iii) de préparer des sels de Co. Les objectifs scientifiques sont de concevoir des nouveaux éco-procédés à l’échelle du laboratoire, dans l’idée d’une extrapolation à l’échelle industrielle. La particularité de ces procédés est de séparer un élément cible sous une forme chimique souhaitée à partir d’un mélange complexe contenant différents éléments (comme K+, Mg2+, Ca2+…) et molécules organiques. Le défi est également d’obtenir un composé valorisable, avec une haute pureté.
Tâche 5 : analyse de cycle de vie, faisabilité économique et transfert
- Sous-tâche 5.1 : évaluation économique des procédés proposés
- Sous-tâche 5.2 : analyse de cycle de vie
- Sous-tâche 4.3 : transferts aux utilisateurs finaux
La tâche 5 est destinée à évaluer la performance de l’agromine par rapport à d’autres techniques de traitement, vis-à-vis de critères socio-économique et environnementaux. Une attention particulière sera portée sur l’évaluation économique, l’analyse du cycle de vie et le transferts aux utilisateurs finaux.