La Russie progresse dans l'extraction de terres rares par plantes hyperaccumulatrices et prévoit des essais en champ

Nouvelles du 7 août : des chercheurs russes ont développé une technologie d'extraction de métaux de terres rares utilisant des plantes hyperaccumulatrices. Cette technologie consiste à planter de la moutarde, du sarrasin, du tournesol et d'autres végétaux sur des décharges artificielles, afin qu'ils absorbent les éléments métalliques du sol et les accumulent dans leur biomasse ; après la récolte, les plantes sont incinérées et les éléments précieux sont extraits des cendres.

Plantation de moutarde. Photo : Institut panrusse de recherche sur les cultures oléagineuses Poustovoït

Selon les informations, dans les conditions naturelles de la Russie, ces cultures peuvent être récoltées deux à trois fois par saison de croissance. Les estimations indiquent qu'une seule décharge peut produire jusqu'à 15 tonnes de métaux de terres rares par an. Actuellement, le laboratoire a déjà effectué des tests avec des déchets de phosphogypse de Voskressensk et de Balakovo, ainsi qu'avec de la loparite de l'usine minière et de traitement de Lovozerski. Le projet prévoit de mener des essais en champ dans des conditions réelles cette année, et de lancer des plantations expérimentales l'année prochaine.

Lioudmila Komarova, docteure en biologie et chef du département de biologie de l'Institut d'énergie atomique d'Obninsk de l'Université nationale de recherche nucléaire de Moscou (MEPhI), a indiqué que l'extraction végétale n'est pas un concept entièrement nouveau. Dès le XIXe siècle, les scientifiques avaient découvert la capacité des plantes à accumuler les métaux ; en 1983, l'agronome du Département de l'Agriculture des États-Unis, Rufus Chaney, a proposé d'utiliser les plantes pour extraire les métaux et restaurer les sols contaminés par le zinc, formalisant ainsi cette orientation technologique.

Komarova a souligné que la commercialisation de l'extraction végétale se heurte à deux principaux types de difficultés : premièrement, il faut sélectionner des variétés végétales combinant une forte capacité de remédiation, une croissance rapide et une adaptation à la mécanisation des semis et des récoltes ; deuxièmement, il manque une évaluation économique complète. Même pour les plantes hyperaccumulatrices efficaces, la production de métaux reste souvent à l'échelle du milligramme ou du gramme, ce qui est très éloigné des volumes de l'ordre de la tonne requis par les chaînes d'approvisionnement industrielles. Parallèlement, le coût de transformation ultérieure des matières végétales est élevé, les processus techniques sont complexes, et des exigences sont également posées en matière de superficie des terres et de conditions de culture stables.

Quant aux pistes de solution, Komarova estime qu'il est possible d'améliorer l'efficacité d'accumulation des plantes par la sélection variétale et le génie génétique, d'utiliser l'apprentissage automatique pour sélectionner les espèces, prédire les rendements et simuler les capacités de restauration, et de transformer la biomasse enrichie en engrais, catalyseurs et autres produits connexes afin d'accroître l'attrait commercial de la technologie. Elle a également souligné que le passage des résultats de laboratoire aux applications sur le terrain nécessite une collaboration interdisciplinaire et intersectorielle.

Outre l'extraction de terres rares, la capacité des plantes à accumuler des éléments trouve déjà des applications claires dans la gestion environnementale. Komarova a expliqué que la phytoremédiation peut être utilisée pour éliminer du sol les métaux lourds tels que le zinc, le cuivre, le cadmium, le cobalt, le manganèse et le chrome, ainsi que pour éliminer les radionucléides. Par exemple, pour l'élimination du césium-137, la lentille d'eau mineure (Lemna minor), une plante aquatique, est considérée comme l'une des plantes accumulatrices les plus efficaces ; les légumineuses et les céréales peuvent également être utilisées pour traiter les polluants organiques tels que les produits pétroliers et les pesticides. En outre, les plantes hyperaccumulatrices peuvent servir de plantes indicatrices de pollution pour évaluer la teneur en éléments toxiques dans les sols.