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Une seconde jeunesse pour les mines


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Une seconde jeunesse pour les mines

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L’Union européenne est un gros importateur de ressources minières. Son sol est pourtant encore riche en métaux. Pour répondre à ce paradoxe, des chercheurs se creusent les méninges. Une chasse aux trésors pour laquelle ils ne manquent pas d’idées.
 
Bienvenue en Finlande dans la mine de métaux la plus profonde d’Europe. Le puits principal descend à 1430 mètres de profondeur. Riche en cuivre, en zinc et en pyrite, la mine de Pyhäsalmi est exploitée depuis quarante ans. Mais le compte à rebours vers une fermeture est déjà enclenché.
 
“Nous produisons actuellement environ 1,4 million de tonnes par an. Mais si le prix des métaux se maintient au niveau actuel, nous ne pourrons pas poursuivre l’exploitation de la mine au-delà de 2018”, explique Jaakko Pihlaja, ingénieur des mines.
 
Cette mine représente un bon exemple des défis à relever en Europe. Aussi reçoit-elle régulièrement la visite de scientifiques qui travaillent sur un projet de recherche de l’Union européenne et dont l’objectif est d’offrir aux mines une seconde jeunesse. Explications de Juha Kaija, géologue : “Les ressources minières existent en Europe, mais leur exploitation se heurte à des défis sociaux et économiques. Nos recherches visent à developper des techniques d’exploration plus efficaces et aussi à imaginer de nouvelles manières de réutiliser les déchets miniers afin de donner à l’activité minière européenne un nouvel élan.”
 
Découvrir de nouveaux filons dans des mines toujours actives ou abandonnées, voilà l’objectif numéro un des chercheurs. Cette chasse aux trésors est particulièrement difficile dans les gisements anciens et profonds comme celui-ci : “Ici en Finland comme en Suède, le substrat rocheux est très vieux, deux milliards d’années ou même davantage. Et donc les couches rocheuses se sont pliées, pliées encore, se sont faillées, ont bougé. Et donc ce que vous comptez trouver à un endroit peut avoir été déplacé ailleurs. Il est très difficile de suivre les structures géologiques, les types rocheux à des profondeurs de deux kilomètres”, explique Timo Mäki, géologue en chef à la mine de Pyhäsalmi.
 
Les chercheurs ont donc mis au point des modèles sophistiqués en trois dimensions pour les aider à mieux comprendre la complexité de la géologie qui enveloppe les filons.
 
“Ce que vous voyez ici en rouge c’est ce qu’on appelle les ‘zones réfléchissantes’, les régions souterraines dans lesquelles les matériaux ont des densités différentes du substrat rocheux environnant. Cette différence de densité est l’une des caractéristiques du filon que nous recherchons. Donc ces cartes en 3D nous aident à repérer avec précision ces régions et calculer les angles et les distances pour des forages d’exploration plus précis”, détaille Marcello Imaña Osorio, lui aussi géologue à Pyhäsalmi.
 
Les chercheurs ont des idées encore plus audacieuses pour affiner davantage encore le minage. Des idées qu’ils n’hésitent pas à partager dans des forums comme celui-ci en Pologne. Des géologues suédois ont développé une nouvelle cartographie souterraine en 3D, un outil complémentaire au forage à proprement parler. Pär
Weihed est géologue à l’Université de Lulea : “Utiliser des foreuses à diamant coûte très cher. Donc si l’on peut avoir des modèles informatiques plus fiables, alors on a moins besoin de forer pour atteindre le minerai ciblé, et on réduit ainsi les dépenses pour ces forages profonds. Dans un modèle en 3D comme celui-ci, ce que l’on peut décrire ce sont les unités rocheuses, les structures qui peuvent être importantes pour le guidage vers les zones de la croûte où se trouvent les filons. En fait tout se résume aux propriétés chimiques et physiques des roches.”
 
Un peu plus loin, la première base de données interactive en ligne des ressources minières d’Europe est présentée pour la première fois par Daniel Cassard, géologue au Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM), un organisme public français : “Chaque gisement est représenté par un peu plus de quarante champs dans une base de données. Donc il est décrit extrêmement en détail : sa typologie, sa formation géologique, mais aussi la production, les réserves, les ressources, les teneurs aussi. Et puis on fait la même chose pour les déchets miniers. Pourquoi des déchets ? Et bien parce que les déchets peuvent contenir des substances qui ont été rejetées à l‘époque - parce qu’on ne savait pas quoi faire avec ou qu’on n’avait pas la technologie pour les extraire. Et maintenant on se rend compte que ces substances (des déchets, ndlr) entrent dans la composition de votre smartphone par exemple. Donc ce sont des substances dites ‘critiques’ à l‘échelle européenne. Certains les décrivent comment ‘stratégiques’ ; on parle aussi de ‘métaux verts’ parce qu’ils contribuent à réduire la consommation d‘énergie.”
 
Les déchets miniers, c’est exactement ce qui intéresse Eberhard Janneck, chimiste travaillant pour l’entreprise allemande G.E.O.S, spécialisée dans les domaines de la géologie et de l’exploitation minière. Il a développé une technique pour transformer des déchets miniers contenant du fer en matériaux de construction et de peinture : “Dans cette bouteille il y a un échantillon type d’une eau provenant d’un puits minier, pleine d’acides et de sulfates. Les seules créatures capables de vivre dans cet environnement sont les bactéries qui peuvent oxyder le fer. L’idée était d’utiliser la bactérie dans un réacteur isolé pour créer l’environnement permettant de contrôler ce processus. A la fin du processus on obtient cette matière que l’on utilise pour plusieurs choses utiles. On peut par exemple produire des briques. On peut aussi utiliser cette matière pour produire de la peinture anti-rouille.”
 
Des scientifiques polonais ont mis au point une technique qui permet de transformer les nanoparticules de minerai présentes dans les déchets miniers en rhénium, un métal résistant qui, allié à d’autres métaux, offre de multiples utilisations. Explications de Witold Kurylak, de l’Institut polonais des métaux non-ferreux : “En mélangeant du rhénium à du cobalt et à du nickel on peut produire des super alliages, qui peuvent être utilisés pour des choses très sophistiquées comme dans l’industrie aérospatiale par exemple. On peut les utiliser pour la production de moteurs d’avions ou de turbines fonctionnant dans des environnements très exigeants.”
 
Enfin, et surtout, les chercheurs veulent développer de nouvelles méthodes de minage, plus vertes.  
Direction la plus importante mine de métaux d’Europe à Polkowice, en Pologne. Onze millions de tonnes en sont extraits chaque année, notamment du cuivre, de l’argent et de l’or. Plus de 2000 mineurs travaillent ici quotidiennement.
 
Ici sont testées de nouvelles manières d’exploiter la mine, à la fois plus efficaces et plus écologiques. Pour les scientifiques comme Gabor Gaál, coordinateur du projet ProMine, les premiers résultats sont encourageants : “Nous utilisons désormais des techniques bactériologiques pour éliminer les eaux des déchets miniers qui sont très riches en métaux. Nous sommes désormais capables d’extraire ces métaux et de purifier l’eau suffisamment pour permettre de l’utiliser peut-être pour l’irrigation. Et nous sommes également capables de réutiliser les déchets miniers et dans le même temps nettoyer l’environnement autour de la mine. Bien sûr ce n’est qu’un début, mais j’espère que ce sera le futur.”
 
Un futur que les scientifiques rêvent plein de richesses minières et dont l’exploitation rimerait avec écologie et recyclage.
 
 
URL|promine.gtk.fi

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