Responsables
Yann FOUCAUD (MCF2022, UL)
Composition
Alexandre CHAGNES (PR2016, UL)
Lev FILIPPOV (PR2006, UL)Inna FILIPPOVA (CR, CDI RP2000, UL)
Yann FOUCAUD (MCF2022, UL)
Ndue KANARI (CR-HDR, CDI RP1997, UL)
Objectifs et positionnement
De nos jours, les transitions énergétique et numérique, associées au développement des nouveaux pays émergents, induisent une augmentation considérable de la demande mondiale en métaux de base. Par ailleurs,une large gamme de métaux sont très sollicités à l’échelle mondiale par les transitions susmentionnées, qui passent par l’essor des énergies renouvelables, la fabrication d’équipements électriques et électroniques, le transport, et diverses industries de pointe. Ces métaux, d’une consommation en croissance exponentielle, sont couramment appelés métaux rares ou, plus récemment, métaux critiques et stratégiques. L’âge du «métal rare» est né et, bien que l’importance de ces métaux dans notre société soit claire, la fragilité pesant sur leur approvisionnement représente actuellement un vrai défi pour l’économie française et européenne à court terme.
De manière générale, les progrès des techniques extractives, l’économie des matériaux, la substitution et le recyclage (y compris l’écoconception) permettent d’atténuer le risque de pénurie de métaux critiques. Toutefois, le taux de recyclage des métaux critiques et high-tech à partir des matériaux en fin de vie est médiocre par rapport à celui des métaux de base, du fait d’une complexité accrue des matériaux utilisés. De plus, l’augmentation constante de la demande en métaux (tous confondus) rend le recyclage insuffisant et rend obligatoire l’approvisionnement de l’industrie transformative à partir de sources primaires, les minerais.
Ces derniers présentent des caractéristiques (teneur, texture, composition) qui se complexifient toujours plus et doivent être exploités,en particulier sur le sol européen, en engendrant des impacts sociétaux et environnementaux les plus faibles possible dans le cadre de l’acquisition d’une indépendance européenne en ressources minérales. En outre,l’extraction des métaux par le schéma général «mine – minéralurgie – métallurgie extractive» produit toujours des résidus et des effluents, dont le volume dépasse largement celui de la substance utile extraite, qui sonttoujours valorisables.
Trajectoire scientifique
C’est dans ce contexte que l’équipe Valorisation des Ressources et des Résidus pour l’Économie Circulaire (VALO)développe ses recherches, focalisées sur les séparations et les transformations appliquées à la valorisation des ressources primaires et secondaires. Ces recherches vont de la caractérisation des propriétés minéralogiques,texturales, et chimiques des ressources jusqu’au développement de procédés de séparation physiques, physico-chimiques et chimiques, en incluant la compréhension mécanistique et la modélisation de ces derniers. Les recherches de l’équipe, qui tendent à répondre scientifiquement et techniquement à certains défis de notre siècle, lui ont valu une reconnaissance internationale saluée, depuis quelques années, par un excellent rang de l’Université de Lorraine au classement thématique de Shanghai.
Les activités de recherche de l’équipe se divisent en trois axes scientifiques et couvrent l’ensemble de l’extraction des métaux à partir de minerais primaires et secondaires, la minéralurgie, la pyrovalorisation et l’hydrométallurgie.L’enjeu scientifique principal du projet d’équipe est d’aboutir à la compréhension et à la description des phénomènes physiques, chimiques et physico-chimiques mis en jeu lors du changement des propriétés superficielles et structurales.
L’objectif final est de développer une approche méthodologique et scientifique guidant le choix des méthodes de séparations physiques (gravité ou séparation magnétique), physico-chimiques (flottation), chimiques (hydrométallurgie) et thermiques (stabilisation/transformation des résidus) efficaces. Cette démarche comprend l’inventaire et le diagnostic géologique,minéralogique et chimique des ressources, le développement de méthodes innovantes de séparation et la valorisation des résidus par la définition d’un schéma de traitement à faible impact environnemental. L’objectif scientifique de cette démarche, au-delà de la valorisation des ressources, est de développer la connaissance des processus de transformations physico-chimique, chimique et thermique de la matière, aboutissant à sa séparation sélective, solidification/stabilisation suivies de la traduction de ces processus en lois phénoménologiques et mécanistique multi-échelles.
- Minéralurgie
- Pyrovalorisation des matières premières et résiduaires
- Hydrométallurgie
- Des projets et outils communs