La pollution des anciennes mines de charbon américaines pourrait alimenter la course aux terres rares

Des eaux acides chargées de métaux lourds s’échappent d’anciennes mines des Appalaches. Des chercheurs y récupèrent des terres rares, une ressource stratégique dans la rivalité avec la Chine.

Dans les Appalaches, une eau rougeâtre s’échappe d’anciennes mines de charbon. Elle est acide, chargée en métaux lourds, toxique pour la nature. Mais cette pollution renferme une ressource très convoitée. Il s’agit de terres rares, ces éléments essentiels aux aimants surpuissants des voitures électriques, des éoliennes, des drones et des avions de combat. Un enjeu géopolitique de premier plan, alors que la Chine domine très largement la production et le raffinage de ces minéraux. Washington voit dans ce quasi-monopole un risque pour sa sécurité et tente de réduire sa dépendance. Le pays ne possède qu’une seule mine de terres rares, à Mountain Pass en Californie, qui fournit surtout des éléments dits légers. Les terres rares lourdes, plus difficiles à obtenir et plus recherchées, arrivent en grande partie de l’étranger. « Ce qui nous manque au niveau national, ce sont les matières premières », résume Mark Gavin, vice-recteur de l’université de Virginie-Occidentale.

Il y a une dizaine d’années, des chercheurs de cette université ont fait une découverte surprenante. Le drainage minier acide, cette pollution causée par l’exploitation du charbon, contient certaines terres rares. Avec des financements publics, ils ont construit une installation pilote à Mount Storm, dans l’est du pays, au cœur d’une ancienne mine de charbon. L’eau polluée est d’abord retenue dans un bassin où apparaissent des plages ocres, avant de rejoindre une petite usine à flanc de colline. Là, un traitement élimine les polluants et permet d’extraire un concentré de terres rares. À la sortie, l’eau rejetée dans la nature a une couleur presque turquoise. « Cette opération remplit deux objectifs, explique Lance Lin, qui dirige le projet. Elle assainit l’environnement et récupère des terres rares, un sous-produit précieux. » Le procédé évite surtout d’ouvrir un nouveau chantier minier, puisque le drainage acide contient naturellement des terres rares lourdes, les plus difficiles à trouver. Le volume reste toutefois modeste. L’installation produit environ quatre tonnes d’oxydes de terres rares par an, dont environ 45% de terres lourdes, selon Lance Lin. Une goutte d’eau face à la demande américaine.

Pour passer à l’échelle, l’université envisage de déployer le dispositif sur d’autres sites et de mutualiser les volumes. David Hoffman, ingénieur à la WVU, avance un chiffre. Si la production atteignait 300 tonnes par an à partir du drainage minier acide, cela couvrirait 7 à 8% de la demande mondiale pour certaines terres rares lourdes. Tommee Larochelle, ingénieur et spécialiste des procédés d’extraction et de raffinage, se montre plus prudent sur la viabilité commerciale du projet. Il y voit toutefois une possible source d’approvisionnement minimale pour l’industrie militaire, réalisable à court terme si la volonté politique et les financements suivent. Car le plus dur reste à faire. Le concentré extrait doit être séparé en éléments individuels, puis transformé. Or les États-Unis ne disposent que de capacités limitées dans ce domaine. Washington soutient donc massivement des entreprises de séparation, de raffinage et de fabrication d’aimants. La start-up associée au projet de la WVU a d’ailleurs signé cette année un accord préliminaire avec REalloys, l’une de ces sociétés, pour traiter les terres rares issues des eaux de drainage. Mark Gavin le reconnaît sans détour. « Même en nous associant à ce type de partenaire, nous ne résoudrons pas l’intégralité du problème. Mais nous pouvons intégrer dans la chaîne d’approvisionnement une quantité significative de terres rares lourdes pour produire les aimants dont nous avons besoin au niveau national. Sommes-nous la solution? Non. Faisons-nous partie de la solution? Absolument. »

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