Les bactéries pourraient être essentielles à l’extraction durable des terres rares
source : Phys.orgLes éléments de terres rares issus du minerai sont vitaux pour la vie moderne, mais leur raffinage après l'extraction est coûteux, nuit à l'environnement et se produit principalement à l'étranger.Une nouvelle étude décrit une preuve de principe pour l'ingénierie d'une bactérie, Gluconobacter oxydans, qui fait un grand premier pas vers la satisfaction de la demande croissante en éléments de terres rares d'une manière qui correspond au coût et à l'efficacité des méthodes traditionnelles d'extraction et de raffinage thermochimiques et qui est suffisamment propre pour répondre aux normes environnementales américaines."Nous essayons de trouver une méthode respectueuse de l'environnement, à basse température et à basse pression, pour extraire les éléments de terres rares d'une roche", a déclaré Buz Barstow, auteur principal de l'article et professeur adjoint d'ingénierie biologique et environnementale à l'université. Université Cornell.Les éléments, au nombre de 15 dans le tableau périodique, sont nécessaires à tout, depuis les ordinateurs, téléphones portables, écrans, microphones, éoliennes, véhicules et conducteurs électriques jusqu'aux radars, sonars, lumières LED et batteries rechargeables.Alors que les États-Unis raffinaient autrefois leurs propres éléments de terres rares, cette production s’est arrêtée il y a plus de cinquante ans. Aujourd’hui, le perfectionnement de ces éléments s’effectue presque entièrement dans d’autres pays, notamment en Chine."La majorité de la production et de l'extraction des éléments des terres rares est entre les mains de pays étrangers", a déclaré le co-auteur Esteban Gazel, professeur agrégé de sciences de la terre et de l'atmosphère à Cornell. "Donc, pour la sécurité de notre pays et notre mode de vie, nous devons nous remettre sur la bonne voie pour contrôler cette ressource."Pour répondre aux besoins annuels des États-Unis en éléments de terres rares, environ 71,5 millions de tonnes (~78,8 millions de tonnes) de minerai brut seraient nécessaires pour extraire 10 000 kilogrammes (~22 000 livres) d’éléments.Les méthodes actuelles reposent sur la dissolution de roches avec de l’acide sulfurique chaud, puis sur l’utilisation de solvants organiques pour séparer les éléments individuels très similaires les uns des autres dans une solution."Nous voulons trouver un moyen de créer un bug qui fasse mieux ce travail", a déclaré Barstow.G. oxydans est connu pour fabriquer un acide appelé biolixiviant qui dissout la roche ; la bactérie utilise l'acide pour extraire les phosphates des éléments des terres rares. Les chercheurs ont commencé à manipuler les gènes de G. oxydans afin d'extraire les éléments plus efficacement.Pour ce faire, les chercheurs ont utilisé une technologie que Barstow a contribué à développer, appelée Knockout Sudoku, qui leur a permis de désactiver un par un les 2 733 gènes du génome de G. oxydans. L’équipe a sélectionné des mutants, chacun avec un gène spécifique éliminé, afin de pouvoir identifier quels gènes jouent un rôle dans l’extraction d’éléments de la roche."Je suis incroyablement optimiste", a déclaré Gazel. "Nous avons ici un processus qui sera plus efficace que tout ce qui a été fait auparavant."Alexa Schmitz, chercheuse postdoctorale au laboratoire de Barstow, est la première auteure de l'étude « Gluconobacter oxydans Knockout Collection Finds Improvement Rare Earth Element Extraction », publiée dans Nature Communications.
