Une équipe du Max Planck Institute a développé une méthode innovante d’extraction durable de métaux critiques depuis le fond marin.
La technologie utilise du plasma d’hydrogène et réduit de plus de 90 % les émissions de CO2 par rapport à l’extraction minière traditionnelle.
La procédure récupère cuivre, nickel et cobalt à partir de nodules polymétalliques.
Ces matériaux sont essentiels pour les batteries et les systèmes électriques de la transition énergétique.
Comment fonctionne le nouveau processus d’extraction durable des métaux
Sous la direction de Dierk Raabe et Ubaid Manzoor, la méthode réduit les nodules polymétalliques dans un four à arc électrique avec plasma d’hydrogène.
Les nodules proviennent principalement de la zone Clarion-Clipperton dans le Pacifique.
« Nous réduisons les minéraux secs avec un plasma d’hydrogène directement dans un four à arc électrique alimenté par des énergies renouvelables », a expliqué Manzoor.
Le processus d’extraction durable des métaux sépare d’abord le cuivre en tant que métal pur.
Ensuite, il obtient un alliage de nickel et de cobalt, ainsi que des oxydes de manganèse utiles pour fabriquer des batteries.
La proportion de métaux dans l’alliage peut être adaptée selon la durée du processus. Cela facilite son traitement ultérieur et son application industrielle.
Les avantages environnementaux de l’extraction durable des métaux
La recherche, présentée dans la revue Science Advances, met en avant de nombreux avantages environnementaux de l’extraction durable des métaux :
- Réduction de plus de 90 % des émissions de CO2 grâce à l’utilisation d’hydrogène vert et d’électricité renouvelable
- Nécessite environ 20 % d’énergie en moins que les processus conventionnels
- Moins d’étapes de traitement par rapport à l’extraction minière traditionnelle
- Génère significativement moins de déchets : 9 milliards de tonnes contre 63 milliards
Selon le Max Planck Institute, produire des matériaux pour un milliard de batteries à partir de nodules marins génère sept fois moins de déchets que l’extraction minière terrestre.
La méthode élimine également le travail des enfants et la déforestation associés à l’extraction de cobalt et de nickel sur terre.
La forte comparaison avec l’extraction minière traditionnelle
L’extraction minière terrestre de cuivre, de nickel et de cobalt implique la suppression de vastes forêts.
Cela génère annuellement entre 4 et 5 milliards de tonnes de déchets rocheux et de scories.
Les gisements terrestres présentent une basse concentration de métaux, ce qui oblige à extraire plus de matière.
En revanche, les nodules polymétalliques du fond marin contiennent des proportions plus élevées de ces métaux.
La demande future justifie la recherche d’alternatives. D’ici 2050, il faudra 60 millions de tonnes de cuivre, 10 millions de tonnes de nickel et 1,4 million de tonnes de cobalt.
Cela signifie que la demande de cuivre et de nickel doublera. Celle de cobalt pourrait être multipliée par cinq par rapport aux niveaux actuels.
Les défis à relever du projet
Le Max Planck Institute reconnaît que l’extraction minière sous-marine comporte des défis éthiques et environnementaux à résoudre.
Dierk Raabe avertit que « l’extraction de ces nodules au fond marin laisse également une empreinte environnementale« .
Raabe, qui auparavant rejetait l’exploitation de ces ressources, a changé de position face à la possibilité de minimiser les dommages.
Ubaid Manzoor a indiqué que l’objectif de l’équipe est « de fournir une méthode durable pour extraire des métaux critiques des nodules du fond marin et les données pour prendre des décisions éclairées ».
Actuellement, l’avenir de l’extraction minière des nodules polymétalliques reste un sujet de débat international.
Cependant, avancer vers une économie moins dépendante du carbone exigera des solutions qui équilibrent la demande de ressources avec la protection de l’environnement.
