Récupération de l’arsenic des boues d’épuration

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Publié le 2025-10-17 17:13:00. Des chercheurs danois ont développé une méthode novatrice pour transformer les boues chargées d’arsenic, issues du traitement de l’eau potable, en un matériau précieux pour l’industrie électronique et les batteries vertes.

• Une nouvelle technologie permet de récupérer de l’arsenic élémentaire de haute pureté à partir de déchets toxiques issus du traitement des eaux contaminées.
• Ce procédé transforme un problème environnemental et sanitaire coûteux en une source de matière première stratégique.
• L’arsenic ainsi obtenu, sous forme amorphe, présente des avantages pour son stockage, son transport et son utilisation dans des applications technologiques avancées.

L’arsenic, cancérigène redoutable et contaminant majeur des eaux souterraines, particulièrement en Asie du Sud, représente un risque sanitaire mondial. Bien que son élimination de l’eau soit cruciale, elle génère des boues chargées de ce toxique, dont le traitement et l’élimination posent des défis coûteux et dangereux. C’est dans ce contexte que des chercheurs du Service géologique du Danemark et du Groenland ont mis au point une solution prometteuse.

La méthode employée par Kaifeng Wang et Case van Genuchten consiste à traiter ces boues, principalement composées d’oxydes de fer rouilleux et d’arsenic fixé par des liaisons chimiques, avec une solution alcaline concentrée. Ce lavage libère l’arsenic et le phosphore dissous dans le liquide. Ensuite, un traitement avec du dioxyde de thiourée permet de réduire les composés d’arsenic en arsenic élémentaire, qui se présente sous forme de fines particules métalliques, tandis que le phosphore reste soluble et peut être récupéré séparément par précipitation calcique.

« À ma connaissance, la conversion directe des déchets contenant de l’arsenic provenant du traitement de l’eau en arsenic métallique pur n’a jamais été démontrée auparavant », souligne Tamara Etmannski, ingénieure en environnement à l’Université de la Colombie-Britannique, qui n’a pas participé à cette étude.

Une particularité de ce procédé réside dans la production d’un arsenic sous forme amorphe, différente de la forme cristalline habituelle. Cette caractéristique offre des avantages significatifs : l’arsenic amorphe est chimiquement plus stable, plus facile à manipuler, et forme des poudres qui ne s’oxydent ni ne s’agglomèrent facilement. Sa réactivité accrue en fait également une matière première idéale pour la fabrication de matériaux électroniques ou optiques, ainsi que pour la production de films minces.

L’arsenic est aujourd’hui considéré comme une matière première essentielle, notamment par l’Union européenne et les États-Unis, dont l’approvisionnement mondial provient majoritairement de Chine. Parallèlement, les stations d’épuration mondiales engagent des dépenses considérables pour gérer leurs déchets arséniqués. « Nous avons transformé ce contaminant en marchandise », se réjouit van Genuchten.

Une analyse du cycle de vie menée par les chercheurs confirme que cette méthode de récupération est plus respectueuse de l’environnement et de la santé humaine que l’extraction de nouvelles ressources ou l’enfouissement des déchets. De plus, la récupération concomitante du phosphore rend le procédé économiquement viable, transformant ainsi un déchet potentiellement problématique en un produit de valeur qui contribue à couvrir les coûts de traitement.

Bien que la technologie soit encore au stade du laboratoire, des défis subsistent quant à sa mise à l’échelle industrielle et au recyclage des réactifs. « Les principaux obstacles pourraient être des contraintes techniques spécifiques au site, telles que l’espace disponible et l’intégration avec les systèmes de flux existants », précise Etmannski. « Cependant, compte tenu de la dynamique politique et industrielle croissante autour de la récupération des matières premières critiques, le moment est particulièrement opportun pour des innovations de ce type. »

Si cette technologie parvenait à être déployée à grande échelle de manière rentable, elle pourrait métamorphoser les usines de traitement de l’eau en véritables petites raffineries, éliminant ainsi une source majeure de risque pour la santé publique tout en sécurisant l’approvisionnement d’un élément clé pour les technologies vertes.