Cet article fait partie des 112 cas de l’économie bleue.

Cet article fait partie d’une liste de 112 innovations qui façonnent l’économie bleue. Il s’inscrit dans le cadre d’un vaste effort de Gunter Pauli pour stimuler l’esprit d’entreprise, la compétitivité et l’emploi dans les logiciels libres. Pour plus d’informations sur l’origine de ZERI.

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Cas 89 : Des carapaces de crabe pour assainir l’eau de mine

Mar 9, 2013 | 100 Innovations, Autre

Le marché

Le coût en capital nécessaire pour assainir les mines fermées dans le monde entier est estimé à plus d’un milliard de dollars. L’assainissement d’une seule mine en Californie, fermée dans les années 1960, a nécessité 200 millions de dollars de fonds publics pour contenir les problèmes de lixiviation, de contamination des eaux souterraines et d’érosion. Bien que toutes les sociétés minières cotées en bourse aient pris des mesures pour stabiliser et restaurer l’environnement, le montant des liquidités nécessaires pour réparer les décharges minières, la contamination acide de l’eau et la pollution par les métaux lourds a décuplé au cours des dernières années à mesure que de nouvelles normes minières étaient imposées. Si certaines sociétés minières devaient couvrir l’intégralité des coûts selon les normes les plus récentes, ces sociétés pourraient subir une baisse importante de leurs cours boursiers, certaines seraient même obligées de déclarer faillite. Les mines utilisent soit l’eau et la gravité pour extraire des minéraux précieux, soit concassent les roches en fines particules et extraient ensuite le minerai à l’aide de produits chimiques. Les grandes exploitations minières, les mines à ciel ouvert ou les tunnels souterrains, détournent les cours d’eau, détruisent des écosystèmes entiers, voire des villages et des communautés, afin d’atteindre le minerai souhaité avec un haut niveau d’efficacité. Les opérations minières libèrent de l’eau acide, de l’acide sulfurique en exposant la pyrite à l’oxygène et à l’eau, des matières radioactives naturellement présentes, ainsi que des additifs comme le cyanure. De plus en plus de pays soumettent les nouveaux permis d’exploitation minière à l’approbation d’un plan de fermeture avant de commencer l’exploitation. La province de Québec (Canada) va plus loin et exige une garantie financière égale à 100 % du coût calculé de l’assainissement. Le stockage des déchets dans des fosses à ciel ouvert était autrefois une pratique acceptable, mais tout comme les décharges fluviales ou sous-marines, ces méthodes sont de plus en plus attaquées, obligeant les sociétés minières à reconsidérer leur approche. La libération d’eau acide est souvent contrôlée par l’ajout de calcaire. Les résidus sont le plus souvent stabilisés en séquestrant les contaminants à l’intérieur et autour des racines des plantes. C’est bon marché et cela réduit l’érosion éolienne et hydrique qui, autrement, exposerait l’homme et la nature. L’assainissement par les plantes rend les contaminants moins accessibles aux animaux sauvages et au bétail, bloquant ainsi l’accumulation dans la chaîne alimentaire. A mesure que la valeur du minerai augmente et que les techniques d’extraction deviennent plus sophistiquées, les résidus sont de plus en plus retraités pour récupérer le minerai. Cette mesure a été mise en œuvre avec succès en Australie.

L’innovation

L’augmentation des coûts et l’imposition de règles strictes obligent l’industrie à innover. La conversion d’une série de mines à ciel ouvert en centrales hydroélectriques a été explorée au Ghana, mais pas poursuivie. L’introduction d’algues et de bactéries pour traiter les déchets a été testée, et même des traitements fongiques ont été testés. Cependant, aucune n’a été intégrée en raison du coût élevé perçu, de l’incertitude et de la réticence de l’industrie à adopter des innovations pour lesquelles elle n’a pas d’expertise interne. Le volume considérable que l’industrie minière doit gérer représente un fardeau important pour toute approche créative. Malheureusement, de plus en plus de fermetures de mines se soldent par des litiges, les parties finissant par payer d’importantes indemnités après parfois des décennies de longues querelles juridiques, les fournisseurs de services juridiques gagnant souvent la majorité de l’argent déposé. Tyler Barnes n’est qu’en terminale à la Northwestern High School de Kokomo, Indiana (USA). Inspiré par Patty Zech, son enseignante, il s’est renseigné sur les problèmes de drainage minier acide, un défi dans son État natal qui a une longue histoire d’exploitation minière à ciel ouvert. Une image de l’eau orange ressemblait à une peinture sur le mur, mais au lieu d’être une œuvre d’art avec un pinceau, c’était une véritable pollution qui tue les poissons. Les mines, comme Tyler l’a appris, non seulement polluent et laissent un paysage désertique, mais elles rendent l’eau acide pendant des décennies après leur fermeture, rendant la vie aquatique impossible. Les mines de l’Indiana utilisent actuellement du calcaire – également extrait localement – pour réduire l’acidité. Le problème, c’est que le calcaire ne résout pas tout le spectre des problèmes, puisqu’il n’élimine pas le fer ou le cuivre dissous dans l’eau. Les concentrations élevées de rouille menacent irrémédiablement la biodiversité locale. Déjà en première année d’école, Tyler souhaitait aller au-delà de l’analyse du problème et s’est mis à chercher des solutions, en balayant tous les déchets possibles qui pourraient résoudre à la fois le problème de l’acidité et absorber les métaux. Il a décidé de concentrer son attention pour trouver des réponses positives à un problème bien connu. Tyler a remis en question de nombreuses alternatives avec peu de chances de succès jusqu’à ce qu’il lise sur les caractéristiques du chitosan, un déchet industriel abondant provenant des crevettes et des carapaces de crabe. Il a poursuivi ses recherches pendant quatre ans, passant souvent des heures après l’école. Il est allé prélever des échantillons dans des fossés de drainage jusqu’au Brésil et, bien qu’il ait pu voir que le chitosan faisait le travail, il n’a pu expliquer pourquoi. Ensuite, Tyler a créé ses propres échantillons de drainage minier acide et a été encadré par un professeur de chimie du collège à la recherche d’une explication sur les raisons de son succès. Finalement, il a découvert que le groupe amino de la molécule de chitosane absorbe le fer et le cuivre, nettoyant l’eau, tout en équilibrant son pH.

Le premier flux de trésorerie

Bien que Tyler ait déjà été accepté à l’Université de l’Indiana pour obtenir un diplôme en biochimie, il se demande comment mettre sa découverte en pratique. Il est bien conscient que le chitosan est plus cher que le calcaire, mais comme tout le monde dans l’industrie et le gouvernement le sait, le calcaire n’améliore pas les chances de survie de la vie aquatique. Il est convaincu qu’il faudra légiférer pour obliger les sociétés minières à équilibrer le pH et enlever les métaux. D’autre part, le chitosan est un sous-produit des plans d’eau naturels, il a donc rencontré une solution “de l’eau pour l’eau”. Ce faisant, il a progressé en biochimie et ses présentations sur le sujet lui ont valu de nombreux prix dans des expo-sciences.

L’opportunité

Le marché mondial des dérivés de la chitine comme le chitosane atteindra 13 700 tonnes en 2010 et devrait atteindre 21 400 tonnes en 2015, ce qui représente une valeur de 63 milliards de dollars. Ce déchet est un biopolymère ayant la propriété remarquable de se lier aux lipides, graisses et métaux. À mesure que la demande augmentera grâce à de multiples utilisations novatrices, la récupération des squelettes de crevettes, de homards et de crabes s’améliorera, ce qui créera de nouvelles possibilités pour les fermes crevettières de diversifier leurs sources de revenus. L’opportunité que Tyler a repéré, c’est que le chitosan de haute qualité peut être utilisé pour des compléments médicaux, nutraceutiques et alimentaires, tandis que le chitosan de basse qualité pourrait répondre au besoin immédiat de neutraliser les polluants dans l’eau. Cette cascade de matériel tout en résolvant les problèmes du passé d’une manière positive, génératrice d’emplois, est un exemple de l’état d’esprit avec lequel l’Economie Bleue aborde le développement. La majeure partie de l’offre mondiale de chitosan est consommée dans la région Asie-Pacifique, qui représente la moitié de la demande mondiale. Le marché japonais a une abondance d’eau, mais une pénurie d’eau pure, ce qui entraîne une augmentation de la demande de chitosan en tant que floculant. Alors que la proposition de Tyler a encore des obstacles majeurs à surmonter, sa concentration et sa clarté, basées sur des années d’exploration scientifique même à un très jeune âge, démontrent que lorsque les jeunes ont la chance de le faire, ils peuvent effectivement changer la perspective des problèmes qui persistent dans le monde entier. Les solutions peuvent ( !) très bien conduire à une demande accrue de chitosane, transformant ainsi un flux de déchets en un flux de revenus tout en créant des emplois, en particulier dans les régions ayant un besoin urgent d’emplois. Par conséquent, le type de recherche scientifique combiné à la résolution exploratoire de problèmes entrepris par Tyler inspire non seulement à la recherche et à l’apprentissage de la science, mais aussi à penser au-delà de l’évidence et à rendre cela possible en tant qu’entrepreneurs afin d’orienter la société vers la durabilité.

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