Des terres rares dans les eaux usées

Aujourd’hui, les métaux des terres rares sont devenus pratiquement indispensables. Sans eux, il n’y aurait ni smartphones, ni écrans plats, ni lampes LED, ni batteries, ni moteurs électriques, ni nombre d’autres appareils électriques. L’industrie high-tech, comme dans l’automobile ou le secteur de l’énergie et de l’électronique, ainsi que la médecine ne peuvent plus se passer de ces précieuses matières premières. Il est donc d’autant plus important de savoir où les terres rares disparaissent après usage.

Sur mandat de l’Office fédéral de l’environnement (OFEV), l’institut de recherche de l’eau Eawag a étudié pour la première fois les terres rares dans les eaux usées suisses. Une équipe de chercheurs et chercheuses des deux départements Technologie des procédés et Ressources aquatiques et eau potable a étudié les boues de 63 stations d’épuration des eaux usées (STEP) suisses . Tout d’abord, le plus important: les terres rares utilisées par l’industrie et les hôpitaux finissent fréquemment dans les eaux usées.

Défi: différencier les sources naturelles des sources anthropiques

L’équipe de chercheurs et chercheuses a commencé par évaluer la part de terres rares issues de sources naturelles. C’est en effet le seul moyen pour pouvoir évaluer la part attribuable à l’homme. Pour cela, les scientifiques ont analysé des échantillons du sol suisse en tenant compte des valeurs dites «valeurs PAAS» (post-Archaean Australian shales), lesquelles révèlent la composition moyenne des terres rares dans la croûte terrestre. Ils ont ainsi obtenu la composition des terres rares naturellement présentes en Suisse: le profil de référence. De plus, l’équipe de chercheurs et chercheuses a développé deux nouvelles méthodes permettant de déduire la proportion provenant de sources industrielles à partir du profil naturel et des concentrations mesurées dans les eaux usées.

Résultat: dans la boue de la plupart des STEP, les concentrations des terres rares mesurées correspondent au profil de référence naturel. Dans quelques-unes d’entre elles, notamment celle d’Yverdon, de Bioggio, de Hofen et de Thal, les concentrations en terres rares étaient nettement plus élevées. L’équipe en a conclu que les terres rares ne sont pas utilisées à grande échelle, mais proviennent d’applications industrielles hautement spécialisées.

Les plus fortes concentrations ont été détectées pour la terre rare cérium. Le cérium est fréquemment utilisé par l’industrie comme matériau abrasif. En extrapolant au niveau de la Suisse, on obtient plus de 4000 kilogrammes de cérium déversés chaque année dans les STEP, dont la moitié provient d’applications industrielles. La quasi-totalité, précisément 95 pour cent, reste en suspension dans la boue. Le reste finit dans l’environnement. C’est pourquoi les scientifiques supposent que l’on trouvera aussi prochainement de fortes concentrations de cérium dans les lacs, les rivières ou les nappes phréatiques suisses.