En laboratoire, des protéines séparent les terres rares à plus de 90 %

Un flux mélangé de minerais entre dans un procédé de séparation, et deux éléments presque similaires en ressortent séparés : des chercheurs de Battelle ont utilisé des protéines conçues pour séparer le lanthane et le néodyme en une seule étape de laboratoire. Les tests ont produit une pureté et un rendement supérieurs à 90 %, selon les résultats rapportés par Interesting Engineering.

L’astuce consiste à s’inspirer de la sélectivité du vivant. Battelle a modifié des peptides se liant au calcium afin qu’ils interagissent avec certains éléments des terres rares à l’échelle moléculaire. Au lieu de recourir à des traitements chimiques répétés, les protéines reconnaissent les éléments ciblés au sein d’un flux de matériaux mélangés ; les tests ont aussi éliminé des ions qui ne sont pas des terres rares dans des lixiviats simulés et des matières premières industrielles.

L’enjeu est important, car la séparation des terres rares est l’une des étapes les plus difficiles de la chaîne d’approvisionnement minière. Ces éléments se comportent souvent de manière similaire lors des séparations chimiques conventionnelles. Pourtant, des matériaux spécifiques sont nécessaires aux aimants permanents des véhicules électriques et des éoliennes, et ils sont également présents dans les smartphones, les équipements de défense et le matériel informatique avancé.

Et concrètement ? Si cette approche résiste au passage à l’échelle, un transformateur pourrait disposer d’une nouvelle voie pour récupérer des matériaux stratégiques aux États-Unis, potentiellement avec moins d’étapes de traitement. Le résultat actuel ne montre pas qu’une usine industrielle puisse réaliser cette opération : les chercheurs doivent encore déterminer comment les protéines traitent différentes matières premières, comment les produire et les récupérer en grandes quantités, et si elles restent durables au fil de cycles de traitement répétés tout en maintenant les coûts sous contrôle.

Ces travaux ont été soutenus dans le cadre du programme Environmental Microbes as a Bioengineering Resource de DARPA. La Dre Kate H. Kucharzyk, responsable de recherche chez Battelle, a déclaré que les protéines conçues pourraient apporter un nouvel outil à la récupération des minerais. Pour l’instant, les éléments disponibles constituent une démonstration en laboratoire, et non un système commercial de séparation.