Agromine des métaux stratégiques issus de matrices contaminées – AGROMINE

AGROMINE associe 4 équipes de recherche de Nancy (LRGP et CRPG, LIEC, LSE du Labex Ressources 21) et deux PME (Soléo Services et Microhumus) qui se connaissent depuis longtemps. Il a aussi des connections étroites avec les activités associant le Labex Ressources 21 et ERAMET, la plus grande compagnie minière de Ni française. ERAMET a manifesté son intérêt par une lettre de soutien. Le consortium entretient des relations suivies avec les principaux acteurs internationaux de la phytomine : Albanie (UAT), Québec (INRS-ETE), Chine (SYSU), Australie (CMLR-UQ) et les Etats-Unis (USDA).
Le travail est organisé en 1 tâche d’organisation et 5 tâches scientifiques :
1. Caractérisation des matrices (sols, sédiments, boues) : des agrosystèmes contenant des matrices contaminées par des métaux seront formulés et caractérisés en vue de préparer la production de plantes hyperaccumulatrices,
2. Sélection d’hyperaccumulateurs et contrôle de la biodisponibilité des métaux pour identifier les meilleurs hyperaccumulateurs de Ni/Co pour chaque condition environnementale et méthode de récupération,
3. Mise en œuvre de l’agromine à l’échelle de la parcelle sur agrosystèmes construits,
4. Hydrométallurgie pour récupérer le métal à partir de la biomasse et production de composés de valeur, basée sur notre expérience du sel de Ni (ANSH) et focalisée sur les carboxylates de Ni/Co,
5. L’analyse du cycle de vie et évaluation économique de la filière et transfert vers les utilisateurs.

- L’enquête géobotanique a mené à la découverte de 18 nouveaux hyperaccumulateurs (HA) de Ni en milieu tropical.
- La localisation et la spéciation du Ni dans la biomasse de ces plantes, en cours d’acquisition, sont des résultats très originaux.
- Un HA de Co, en provenance d’Afrique du Sud, a pu être cultivé.
- Des formules de sols construits à partir de boues industrielles riches en Ni, de terreau et de biochar, ont permis le développement d’HA de Ni, en conditions de laboratoire.
- Des HA de Ni ont été cultivés avec succès dans des bacs remplis de sols formulés à base de boue en conditions climatiques réelles.
- Le Ni peut être extrait des HA en conditions douces (avec de l’eau) et valorisé par différentes voies.

AGROMINE est conçu pour produire de la valeur à partir de terre et matériaux de faible valeur. Son objectif n’est pas de supplanter les techniques minières conventionnelles. Contrairement à la croyance populaire, nos données de terrain ont prouvé que ce procédé était bénéficiaire. Les résultats seraient d’une importance majeure pour les 2 PME et pour ECONICK, start-up en incubation à Nancy.

Revues à comité de lecture
1. Van der Ent A., Baker A.J.M, Reeves R.D., Chaney R.L., Anderson C.W.N., Meech J.A., Erksine P.D., Simonnot M.O., Vaughan J., Morel J.L., Echevarria G., Fogliani B., Qiu R., Mulligan D.R., Agromining: farming for metals in the future? Environmental Science & Technology 49 (2015) 4773-4780
2. Nti Nkruma P., Baker A.J.M., Chaney R.L., Erskine P.D., Echevarria G., Morel J.L., van der Ent A., Current status and challenges in developing nickel phytomining: an agronomic perspective. Plants and Soils, 406 (2016) 55-69
3. Saad R., Kobaissi C., Robin C., Echevarria G., Benizri E., Nitrogen fixation and growth of Lens culinaris as affected by nickel availability : a pre-requisite for optimization of agromining. Environmental and Experimental Botany , dx.doi.org/doi:10.1016/j.envexpbot.2016.06.010
Chapitres de livres
Simonnot M.O., Vaughan J., Laubie B. Processing of bio-ore and products. In: Agromining: farming for metals, Springer Inc. in press
2. Pons M.N., Rodrigues J., Simonnot M.O. Life cycle assessment and ecosystem services of agromining. In: Agromining: farming for metals, Springer Inc. in press

Les sols et déchets contaminés par des métaux lourds peuvent poser des problèmes à cause de leur toxicité et leur gestion peut coûter très cher. Cet inconvénient peut devenir un avantage si ces matrices contiennent des composés d’intérêt industriel. Mais les concentrations sont trop faibles pour les procédés miniers et de transformation conventionnels. De nouvelles technologies d’extraction et transformation doivent être développées pour permettre la production de métaux stratégiques tout en préservant les fonctions du sol et augmentant la qualité des sols/déchets en abaissant leur toxicité. Ces procédés permettraient de créer de la valeur aux plans économique, social et environnemental à partir de matériaux et terres de faible valeur.
AGROMINE est la conception de filières de production agro-métallurgiques basées sur la culture de plantes hyperaccumulatrices sur des matrices contaminées ou naturellement riches en métaux (sols ultramafiques) pour produire des composés métalliques de valeur. Ces filières sont conçues pour le nickel (Ni) et le cobalt (Co) d’importance stratégique. Elles sont basées sur notre procédé de synthèse du sel double sulfate d’ammonium et de nickel hexahydraté (ANSH) à partir de la biomasse d’Alyssum murale. Elles combinent l’agromine (ou phytomine) et l’hydrométallurgie.
•L’agromine est une méthode alternative de traitement des sites et déchets et une application des phytotechnologies pour exploiter des ressources secondaires. Sur des sols naturellement riches en métaux, elle génère des revenus pour les exploitants et l’extraction des métaux augmente la qualité du sol. La principale innovation est la production d’hyperaccumulateurs sur agrosystèmes construits.
•L’hydrométallurgie produit des métaux avec une stratégie de niche en cherchant des formes du Ni et du Co de fort intérêt industriel. L’accent est mis sur les carboxylates de Ni et/ou Co, ce qui est complètement innovant, on s’intéressera aussi aux sels de Ni/Co pour le traitement de surfaces.
AGROMINE associe 4 équipes de recherche de Nancy (LRGP et CRPG, LIEC, LSE du Labex Ressources 21) et deux PME (Soléo Services et Microhumus) qui se connaissent depuis longtemps. Il a aussi des connections étroites avec les activités associant le Labex Ressources 21 et ERAMET, la plus grande compagnie minière de Ni française. ERAMET a manifesté son intérêt par une lettre de soutien. Le consortium entretient des relations suivies avec les principaux acteurs internationaux de la phytomine : Albanie (UAT), Québec (INRS-ETE), Chine (SYSU), Australie (CMLR-UQ) et les Etats-Unis (USDA).
Le travail est organisé en 1 tâche d’organisation et 5 tâches scientifiques :
1.Caractérisation des matrices (sols, sédiments, boues) : des agrosystèmes contenant des matrices contaminées par des métaux seront formulés et caractérisés en vue de préparer la production de plantes hyperaccumulatrices,
2.Sélection d’hyperaccumulateurs et contrôle de la biodisponibilité des métaux pour identifier les meilleurs hyperaccumulateurs de Ni/Co pour chaque condition environnementale et méthode de récupération,
3.Mise en œuvre de l’agromine à l’échelle de la parcelle sur agrosystèmes construits,
4.Hydrométallurgie pour récupérer le métal à partir de la biomasse et production de composés de valeur, basée sur notre expérience du sel de Ni (ANSH) et focalisée sur les carboxylates de Ni/Co,
5.L’analyse du cycle de vie et évaluation économique de la filière et transfert vers les utilisateurs.
AGROMINE est conçu pour produire de la valeur à partir de terre et matériaux de faible valeur. Son objectif n’est pas de supplanter les techniques minières conventionnelles. Contrairement à la croyance populaire, nos données de terrain ont prouvé que ce procédé était bénéficiaire : l’agromine sur 4000 ha produisant 200 kg Ni ha-1 et transformé en ANSH donnerait un bénéfice net de 6.15 million € par an. Les résultats seraient d’une importance majeure pour les PME et pour ECONICK, start-up en incubation.