Extraire des métaux avec des plantes : l’agromine

Les anciens sols miniers ou les terrains naturellement riches en métaux (cadmium, plomb, nickel par exemple) sont souvent impropres à la culture car ces métaux sont toxiques pour les organismes vivants. Cependant, certaines plantes sont capables de pousser sur ces milieux et même d’extraire ces métaux toxiques par leur système racinaire et de les accumuler dans leurs parties aériennes. L’existence de ces plantes est connue depuis le XIX^e siècle, mais ce n’est que récemment que les chercheurs ont mis au point des procédés permettant de récupérer les métaux accumulés dans les plantes.

L’agromine, un concept déposé

C’est dans les années 2000 qu’un collectif de scientifiques¹ a mis au point un procédé d’extraction du nickel à partir de cultures d’une plante apparentée aux fougères, Alyssum murale, sur des terrains riches en nickel en Albanie. Ce procédé consiste à brûler les plantes récoltées, ce qui fournit à la fois de l’énergie et des cendres riches en nickel, cendres qui sont ensuite soumises à différents traitements chimiques pour en extraire des sels de nickel utilisables à des fins industrielles.

Le concept d’agromine englobe ainsi tout l’agrosystème sol-minerai-plante, qui conditionne l’accumulation du minerai dans la plante, ainsi que le système de récupération du métal dans la plante, qui est tout aussi important. Le concept d’agromine a été déposé à l’INPI en 2017 par Jean-Louis Morel, du laboratoire Sols et Environnement du centre INRAE Grand-Est-Nancy (LSE). « Jusqu’à présent, on considérait seulement l’aspect de dépollution des sols, mais maintenant, avec l’agromine, on peut aussi valoriser le minerai, explique le chercheur. C’est ainsi que l’on peut extraire jusqu’à 100 kg de nickel par hectare de cultures d’Alyssum murale. C’est moins que les quantités extraites par les procédés miniers classiques, mais on évite la dégradation des sols et la pollution des eaux liées à ces procédés. L’agromine est une chaîne de production en cours de développement, applicable potentiellement à différents métaux. Elle n’a pas vocation à se substituer aux activités minières classiques, mais elle permet d’exploiter des gisements à faible teneur et c’est une approche plus respectueuse de l’environnement. »

L’agromine s’inscrit dans la bioéconomie circulaire

L’extraction du nickel à partir des plantes comporte plusieurs étapes qui ont été optimisées sur le plan énergétique et environnemental : l’énergie produite au cours de la combustion des plantes peut être utilisée pour le chauffage ou la production d’électricité. Le reste des cendres, après extraction du nickel, peut être utilisé comme fertilisant pour les nouvelles cultures.

Un cadre réglementaire est en cours de discussion au Parlement pour le recyclage des métaux par l’agromine dans le cadre de la loi sur l’économie circulaire. Ce cadre permettra d’autoriser des expérimentations en France, où les matériaux contenant des métaux sont actuellement considérés comme des déchets.

Du nickel aux terres rares

L’agromine-nickel, système pionnier, est maintenant bien connu : le procédé d’extraction fait l’objet d’un brevet international, il fournit des sels de nickel de la qualité requise pour l’industrie, son analyse de cycle de vie est positive par rapport aux procédés miniers classiques et on commence à observer en Albanie qu’après 10 à 20 ans de culture d’Alyssum murale, les sols peuvent devenir fertiles et cultivables.

Dans le début des années 2010, les travaux se sont élargis à d’autres types de métaux, en particulier des éléments à très forte valeur ajoutée, appelés « terres rares ».

^{1. LES (INRAE-UL), LRGP (CNRS-UL), LEM (CNRS-UL), pour l’Albanie : Université agricole de Tirana, pour le Canada : INRS-ETE.}