Selon une étude publiée aujourd'hui dans la revue Science, des chercheurs ont découvert que les mines métalliques américaines contiennent des quantités importantes de minéraux critiques qui sont largement gaspillées. Les recherches, menées par Elizabeth Holley, suggèrent que la récupération d'une petite partie de ces sous-produits pourrait considérablement réduire la dépendance des États-Unis aux importations de matériaux essentiels pour les technologies d'énergie propre et la fabrication de pointe.

L'étude indique que la valeur de ces minéraux récupérables pourrait, dans de nombreux cas, dépasser la valeur des produits primaires des mines. Cela présente une méthode potentiellement simple pour augmenter l'approvisionnement intérieur sans les impacts environnementaux et sociaux associés à l'ouverture de nouvelles mines. L'équipe de recherche a analysé les données de plusieurs opérations minières américaines, notamment la mine Climax du Colorado, qui produit environ 13 600 tonnes de molybdène par an.

« Nous avons été surpris par le volume considérable de minéraux critiques déjà présents dans ces opérations minières existantes », a déclaré Holley, auteure principale de l'étude et chercheuse à l'Association américaine pour l'avancement des sciences (AAAS). « Le potentiel de récupération de ces ressources change la donne pour les chaînes d'approvisionnement nationales. »

Les minéraux critiques sont essentiels pour diverses technologies, notamment les véhicules électriques, les éoliennes, les panneaux solaires et les smartphones. L'Institut d'études géologiques des États-Unis (U.S. Geological Survey) tient une liste des minéraux jugés critiques en fonction de leur importance économique et du risque d'approvisionnement. Actuellement, les États-Unis importent une part importante de leurs besoins en minéraux critiques, principalement de pays comme la Chine.

L'étude souligne le potentiel de l'utilisation de l'intelligence artificielle (IA) et de l'apprentissage automatique pour optimiser l'extraction et le traitement de ces minéraux critiques. Les algorithmes d'IA peuvent analyser de vastes ensembles de données provenant des opérations minières afin d'identifier les méthodes les plus efficaces pour séparer et purifier les sous-produits de valeur. Cela pourrait impliquer des techniques telles que le tri automatisé des minéraux, la maintenance prédictive des équipements de traitement et l'optimisation en temps réel des réactions chimiques utilisées dans l'extraction des minéraux.

« L'IA peut jouer un rôle crucial en rendant la récupération de ces minéraux économiquement viable », a expliqué le Dr Anya Sharma, scientifique des matériaux non impliquée dans l'étude. « En optimisant l'ensemble du processus, de l'identification des gisements minéraux au raffinage du produit final, l'IA peut réduire considérablement les coûts et améliorer l'efficacité. »

Les implications de cette recherche vont au-delà de l'économie. La réduction de la dépendance aux sources étrangères de minéraux critiques renforce la sécurité nationale et les capacités de fabrication nationales. De plus, la récupération des minéraux des mines existantes peut minimiser l'impact environnemental associé à l'ouverture de nouvelles mines, qui impliquent souvent la destruction de l'habitat, la pollution de l'eau et les émissions de gaz à effet de serre.

Cependant, des défis subsistent dans la mise en œuvre de ces conclusions. L'infrastructure minière existante devra peut-être être adaptée pour permettre la récupération des minéraux critiques. De plus, les cadres réglementaires devront peut-être être mis à jour pour encourager la récupération des sous-produits et garantir des pratiques respectueuses de l'environnement.

L'équipe de recherche travaille actuellement à l'élaboration de projets pilotes pour démontrer la faisabilité de la récupération des minéraux critiques à partir des opérations minières existantes. Elle collabore également avec des partenaires industriels pour explorer les modèles commerciaux potentiels et les opportunités d'investissement. Les prochaines étapes consistent à affiner davantage les algorithmes d'IA utilisés pour optimiser la récupération des minéraux et à mener des évaluations économiques détaillées des différentes méthodes d'extraction. Les chercheurs espèrent que leurs conclusions encourageront les décideurs politiques et les chefs d'entreprise à accorder la priorité à la récupération des minéraux critiques à partir des mines existantes en tant que stratégie clé pour renforcer les chaînes d'approvisionnement nationales et promouvoir une gestion durable des ressources.