Aux Etats-Unis, des terres rares extraites d'anciennes mines de charbon

Dans les Appalaches, aux Etats-Unis, l'eau rougeâtre qui s'échappe d'anciennes mines de charbon est acide, chargée en métaux lourds et toxique pour l'environnement. Mais elle contient aussi des terres rares, indispensables à de nombreuses technologies et devenues un enjeu géopolitique majeur.

Elles sont utilisées pour fabriquer des aimants très résistants, employés dans les véhicules électriques, les éoliennes, mais aussi les drones ou les avions de combat.

Cette ressource stratégique est au coeur de la rivalité entre les Etats-Unis et la Chine, qui domine largement sa production et son raffinage.

Ce quasi-monopole est perçu comme un risque par Washington, qui tente de réduire sa dépendance à Pékin en cherchant de nouveaux fournisseurs et en développant une filière domestique.

Le pays ne possède qu'une seule mine de terres rares, à Mountain Pass (Californie), d'où sont principalement extraits des éléments dits "légers". Les "lourds", plus difficiles à obtenir et plus recherchés, viennent largement de l’étranger.

"Ce qui nous manque au niveau national, ce sont les matières premières", souligne Mark Gavin, vice-recteur de l'université de Virginie-Occidentale (WVU).

Des chercheurs de son université ont cependant découvert il y a une dizaine d'années que le drainage minier acide, une pollution causée par l'exploitation minière, contenait certaines de ces terres rares.

"Assainissement"

Avec des financements publics, ils ont développé une installation pilote dans une ancienne mine de charbon des Appalaches, à Mount Storm (est).

L'eau qui s'écoule de la mine est d'abord récupérée dans un bassin où des plages ocres, caractéristiques du drainage minier acide, sont visibles.

Elle est ensuite acheminée dans la petite usine à flanc de colline, où elle passe par trois piscines et subit un traitement qui permet d'éliminer les polluants et d'en extraire un concentré de terres rares.

Quand elle ressort, à l'autre bout du bâtiment, pour être rejetée dans la nature, l'eau a une couleur presque turquoise.

"Cette opération remplit deux objectifs: l'assainissement de l'environnement et la récupération de terres rares, qui constituent un sous-produit précieux", commente Lance Lin, qui dirige ce projet.

Selon le chercheur, le procédé est d'autant plus avantageux que le drainage minier acide est riche en terres rares "lourdes", déjà dissoutes naturellement, et que leur récupération ne nécessite pas de créer de nouveau chantier minier.

Le potentiel de l'installation de Mount Storm est toutefois limité: environ quatre tonnes d'oxydes de terres rares par an, dont environ 45% sont "lourdes", selon Lance Lin. Une part infime de la demande américaine.

Pour constituer une source d'approvisionnement significative, l'université envisage notamment de déployer le dispositif sur d'autres sites en agrégeant les volumes.

"Si on produisait 300 tonnes de terres rares par an à partir de drainage minier acide, on pourrait répondre à 7 à 8 % de la demande mondiale" pour certaines terres rares lourdes, assure David Hoffman, ingénieur à la WVU.

"Approvisionnement minimum"

Ingénieur et spécialiste du développement de procédés d'extraction et de raffinage des terres rares, Tommee Larochelle doute de la viabilité commerciale du projet mais estime qu'il pourrait constituer "une source de terres rares pour assurer un approvisionnement minimum à l'industrie militaire".

"Si la volonté politique et le financement sont alignés, c'est réalisable à court terme", évalue-t-il.

Une fois le concentré de terres rares extrait, il doit encore être séparé en éléments individuels puis transformé. Or, les Etats-Unis ne disposent que de capacités limitées dans ce domaine.

Pour remédier à cette difficulté, Washington soutient massivement le développement d'entreprises de séparation, de raffinage et de fabrication d'aimants.

La start-up qui accompagne le projet de la WVU a conclu cette année un accord préliminaire avec l'une de ces entreprises, REalloys, pour traiter les terres rares extraites des eaux de drainage acide.

"Même en nous associant à ce type de partenaire, nous ne résoudrons pas l'intégralité du problème", concède Mark Gavin.

"Mais nous pouvons sans aucun doute intégrer dans la chaîne d'approvisionnement une quantité significative de terres rares lourdes qui permettront de produire les aimants dont nous avons besoin au niveau national. Sommes-nous la solution? Non. Faisons-nous partie de la solution? Absolument."