Réhabilitation de terres minières avec des graminées C4, du biochar et du BioCNG

Imaginez une pente d’anciens résidus où rien ne pousse. Quand le vent se lève, il emporte les fines. Quand il pleut, l’eau creuse des rigoles et entraîne le reste vers le bas. Sur un sol nu comme celui-ci, les métaux laissés par la mine vont là où vont la poussière et l’eau. Couvrir ce sol de plantes vivantes est le plus ancien des remèdes. Le difficile est de faire pousser quoi que ce soit, et de payer le travail une fois que la mine ne rapporte plus.

Chez GoSí BioTech, nous travaillons une réponse aux deux problèmes : une herbe à croissance rapide qui couvre le sol, une récolte qui alimente un digesteur de biogaz, et les restes, biochar et digestat, qui retournent au sol.

Pourquoi des plantes, et pourquoi cette herbe

Utiliser des plantes pour maintenir les résidus et les métaux en place a un nom : la phytostabilisation. Une revue dans Environmental Health Perspectives la présente comme une alternative réalisable à un nettoyage coûteux des résidus miniers. L’idée n’est pas d’extraire les métaux. C’est de les garder dans le sol, liés dans les racines et autour d’elles, pendant qu’un couvert végétal empêche le vent et l’eau de déplacer le sol. Les plantes qui fonctionnent le mieux gardent les métaux dans leurs racines, et hors des feuilles et des tiges.

Notre candidat actuel est Pakchong 1, un hybride de napier et de mil à chandelle. C’est une graminée pérenne C4. Les plantes C4 concentrent le dioxyde de carbone dans la feuille, ce qui garde la photosynthèse efficace là où beaucoup d’autres plantes peinent. Une fois planté, il repousse après chaque coupe. Le napier a été testé sur un sol contaminé. Dans un essai en pot de six mois en Thaïlande, le cadmium est resté surtout dans les racines, pas dans les pousses, et les auteurs ont nommé le napier candidat à la phytostabilisation du cadmium. Dans une autre étude thaïlandaise, sur des résidus de mine d’or, une variété de napier cultivée avec du biochar ou du fumier de vache a prélevé bien moins d’arsenic et de manganèse que sans eux.

Où le biochar intervient

Le biochar est de la matière végétale chauffée avec très peu d’oxygène jusqu’à devenir un solide poreux, riche en carbone. Deux grandes revues décrivent ce qu’il fait dans un sol pollué. Sa grande surface fixe les contaminants, dont les métaux, si bien que moins d’entre eux circulent dans le sol ou entrent dans les plantes. La revue du James Hutton Institute ajoute un point pratique : sur les sols dégradés, le biochar fonctionne mieux mélangé à du compost ou du fumier, pas seul. Cela rejoint l’étude sur les résidus d’or ci-dessus.

Dans notre boucle, le biochar est fait d’une partie de la récolte d’herbe et retourne sur le même sol.

Où le BioCNG intervient

Le reste de la récolte va à un digesteur anaérobie, une cuve fermée où des bactéries décomposent l’herbe en biogaz. Nettoyé et comprimé, ce gaz est du BioCNG, un gaz renouvelable qui peut remplacer le gaz fossile ou le diesel dans les véhicules et les moteurs. Le napier, y compris Pakchong 1, a été digéré en biogaz dans plus d’une étude. Ce qui sort du digesteur en plus du gaz, le digestat, est une matière humide et riche en nutriments que l’on étale de nouveau sur le terrain.

Le cycle est donc celui-ci : sol dégradé, Pakchong 1, biomasse, puis BioCNG, biochar et digestat, et retour au sol.

Le pilote de 10 hectares

Nous avons conçu un pilote de 10 hectares pour l’essayer sur un vrai site minier abandonné. Il est prévu pour 18 months et il est fait pour fonctionner sous des climats différents. Les régions candidates sont Tarkwa au Ghana, la Pilbara en Australie, le Witwatersrand en Afrique du Sud, et l’Espagne.

Le plan, dans l’ordre : retirer les débris, apporter du compost et tester le sol pour les métaux lourds ; planter des boutures de tige de Pakchong 1 à 50 cm d’écartement ; installer une collecte d’eau de pluie pour l’irrigation ; suivre la croissance, l’érosion et les niveaux de métaux ; puis récolter et traiter la biomasse dans un digesteur et une unité mobile de biochar. Les essais de métaux sont inclus, avec des limites de cadmium sous 1 mg/kg et de plomb sous 300 mg/kg.

Le cas de dimensionnement du pilote est de 57,600 m³ de BioCNG par an, 171 tonnes de biochar et 228 tonnes de digestat. Ce sont des chiffres de conception du pilote, pas des résultats mesurés.

À côté du pilote, nous menons une recherche sur l’herbe elle-même : le séquençage d’abord, les éditions ensuite. C’est de la recherche, pas une variété diffusée.

À qui cela s’adresse

Des propriétaires de mines dont les sites sont fermés ou en cours de fermeture, des gouvernements responsables de terres minières abandonnées, et des investisseurs qui veulent une restauration qui produit quelque chose de vendable. Nous cherchons des partenaires et un financement pour mener le pilote. Si vous détenez un site, ou si vous voulez en soutenir un, nous aimerions vous entendre.