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Copper is rarely lying on the ground waiting to be scooped up. It is locked inside rock that also holds iron and sulfur, and getting it out takes a chain of chemical steps. At the Carlota mine in Arizona, owned by KGHM Polska Miedz, those steps are applied to rock piles larger than ten sports stadiums. The mine has been running for a long time, which means less copper is left in the ore, and the cost of extracting what remains keeps rising.
Le cuivre gît rarement au sol, prêt à être ramassé. Il est enfermé dans une roche qui contient aussi du fer et du soufre, et l'en extraire demande une succession d'étapes chimiques. À la mine Carlota, en Arizona, propriété de KGHM Polska Miedz, ces étapes sont appliquées à des tas de roche plus vastes que dix stades. La mine fonctionne depuis longtemps, ce qui signifie qu'il reste moins de cuivre dans le minerai, et que le coût de l'extraction de ce qui subsiste ne cesse de grimper.
The conventional method already relies on sulfuric acid, which is spread over the ore to dissolve the metal. The new step is biological. According to Bloomberg, the startup Endolith supplies acid-loving microbes that are mixed into that acid and distributed by a sprinkler system dripping over the ore. The microbes digest the iron and sulfur compounds surrounding the copper, which sets off biochemical reactions that release it. This is the process called bio-leaching.
La méthode classique repose déjà sur de l'acide sulfurique, répandu sur le minerai pour dissoudre le métal. La nouveauté est biologique. Selon Bloomberg, la start-up Endolith fournit des microbes tolérant l'acidité, mélangés à cet acide puis répartis sur le minerai par un système d'arrosage. Les microbes digèrent les composés de fer et de soufre qui entourent le cuivre, ce qui déclenche des réactions biochimiques libérant celui-ci. C'est le procédé appelé biolixiviation.
The pressure behind the experiment is demand. Copper is essential to renewable energy and electric transport, and a report published in January by the research firm S&P Global projects a worldwide shortfall of 10 million metric tons by 2040, or 25 percent less than the projected demand. Carlota today produces only about a third of the copper it once did. Its manager, Brock Johnston, told Bloomberg that any improvement is welcome, and Endolith is keeping its methods and results private. Without a better yield, the mine may have to close by the end of this decade.
La pression qui sous-tend cette expérience est celle de la demande. Le cuivre est indispensable aux énergies renouvelables et aux transports électriques, et un rapport publié en janvier par le cabinet d'études S&P Global projette un déficit mondial de 10 millions de tonnes d'ici 2040, soit 25 % de moins que la demande prévue. La mine Carlota ne produit aujourd'hui qu'environ un tiers du cuivre qu'elle produisait autrefois. Son directeur, Brock Johnston, a déclaré à Bloomberg que toute amélioration était bienvenue, tandis qu'Endolith garde ses méthodes et ses résultats confidentiels. Sans meilleur rendement, la mine pourrait devoir fermer d'ici la fin de la décennie.
The mine is not alone in looking for gains. Jetti Resources, another Colorado startup, develops chemical catalysts to break down sulfide ore. Emerson Electric, in Missouri, adds smart sensors and automation to conventional leaching systems. Nuton, a subsidiary of Rio Tinto, is building its own microbial solution. Buz Barstow, an associate professor at Cornell University, judges that next-generation bio-leaching may be a partial solution, but that it still has a long way to go before it becomes commercially viable.
La mine n'est pas seule à chercher des gains. Jetti Resources, une autre start-up du Colorado, développe des catalyseurs chimiques destinés à décomposer le minerai sulfuré. Emerson Electric, dans le Missouri, ajoute des capteurs intelligents et de l'automatisation aux systèmes de lixiviation classiques. Nuton, filiale de Rio Tinto, met au point sa propre solution microbienne. Buz Barstow, professeur associé à l'université Cornell, juge que la biolixiviation de nouvelle génération pourrait constituer une solution partielle, mais qu'elle a encore un long chemin à parcourir avant de devenir viable commercialement.
For the Carlota mine, the gain would be concrete: more metal from the same rock, and fewer chemicals per tonne if the hopes voiced by its manager hold. For the wider copper market, the question is whether methods like this can add supply fast enough to narrow a gap that could otherwise appear by 2040. The answer will come from published yields at Carlota and from whether competitors' trials move from the lab into working mines before the decade is out.
Pour la mine Carlota, le gain serait concret : davantage de métal issu de la même roche, et moins de produits chimiques par tonne si les espoirs exprimés par son directeur se confirment. Pour le marché mondial du cuivre, la question est de savoir si des méthodes de ce type peuvent ajouter de l'offre assez vite pour combler un écart qui pourrait sinon apparaître d'ici 2040. La réponse dépendra des rendements publiés à Carlota et de la capacité des essais des concurrents à quitter le laboratoire pour gagner des mines en activité avant la fin de la décennie.