Récupération de l’arsenic des boues d’épuration

Publié le 17 octobre 2025 15:13:00. Des chercheurs danois ont mis au point une méthode innovante pour transformer les déchets toxiques issus du traitement de l’eau contaminée à l’arsenic en arsenic de haute pureté, une matière première essentielle pour l’industrie électronique et les batteries vertes.

• L’arsenic est un contaminant majeur de l’eau potable, particulièrement en Asie du Sud, et son élimination génère des boues polluées coûteuses à gérer.
• La nouvelle technique permet de récupérer l’arsenic de ces boues en le convertissant en une forme métallique pure et stable.
• Cette approche pourrait transformer les usines de traitement de l’eau en sources d’approvisionnement pour des technologies clés, tout en réduisant l’impact environnemental.

L’arsenic est reconnu comme un cancérigène puissant et constitue l’un des contaminants les plus dangereux de l’eau potable à l’échelle mondiale, avec des millions de personnes exposées, notamment en Asie du Sud, via les eaux souterraines. Si son élimination est cruciale pour la santé publique, elle engendre un problème corollaire : la production de boues chargées d’arsenic, dont la gestion représente un défi coûteux et potentiellement dangereux.

Les usines de traitement de l’eau utilisent généralement des ions de fer pour éliminer l’arsenic des eaux souterraines. Ces ions s’oxydent et se transforment en rouille, qui capture l’arsenic. Cette combinaison se dépose ensuite sous forme de boue rougeâtre au fond des cuves de traitement. Ces déchets sont riches en arsenic et en phosphore, liés chimiquement à la surface des particules de rouille.

Deux bouteilles, l’une remplie de boue rouge et l’autre de suspension de métal noir dans un liquide.

Kaifeng Wang et Case van Genuchten, du Service géologique du Danemark et du Groenland, ont développé une méthode pour extraire l’arsenic de ces boues. Ils les lavent avec une solution alcaline concentrée, ce qui brise les liaisons chimiques entre l’arsenic, le phosphate et les oxydes de fer, libérant ainsi ces éléments dans le liquide. En chauffant ensuite le mélange et en l’exposant au dioxyde de thiourée, les composés d’arsenic dissous sont réduits en arsenic élémentaire, qui se sépare sous forme de fines particules métalliques. Le phosphate, quant à lui, reste dissous et peut être récupéré séparément par traitement au calcium.

« 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 », explique Tamara Etmannski, ingénieure en environnement à l’Université de la Colombie-Britannique, qui n’a pas participé à cette étude.

Le processus produit de l’arsenic sous une forme amorphe, plutôt que sous la forme cristalline habituelle. Cette différence pourrait être un avantage, car l’arsenic amorphe est chimiquement plus uniforme et plus facile à manipuler. Il forme des poudres stables qui ne s’oxydent ni ne s’agglomèrent aussi facilement que l’arsenic cristallin, facilitant ainsi son stockage, son transport et son utilisation comme matière première. De plus, cette forme amorphe est plus réactive et plus facile à convertir en d’autres composés ou en films minces, ce qui pourrait en faire un matériau de choix pour la production d’éléments électroniques ou optiques.

L’arsenic est considéré comme une matière première essentielle par l’Union européenne et les États-Unis, et la majeure partie de l’approvisionnement mondial provient de Chine. Parallèlement, les usines de traitement de l’eau du monde entier dépensent des sommes considérables pour se débarrasser des déchets riches en arsenic. « Nous avons transformé ce contaminant en une ressource commerciale », affirme van Genuchten.

Les chercheurs ont réalisé une analyse du cycle de vie qui montre que, même en tenant compte des produits chimiques utilisés, la récupération de l’arsenic par cette méthode est plus respectueuse de l’environnement – tant en termes de toxicité pour l’homme que d’impact environnemental – que l’extraction de nouveaux matériaux ou le simple rejet des déchets. La méthode est également rentable, car elle permet de récupérer le phosphate, transformant ainsi potentiellement les déchets en un produit précieux qui compense les coûts de traitement.

Bien que prometteuse, cette approche est encore au stade du laboratoire et des défis subsistent en matière de mise à l’échelle et de recyclage des réactifs. « Les principaux défis impliqueraient des contraintes techniques spécifiques à chaque site, telles que l’espace disponible et l’intégration avec les systèmes de traitement existants », précise Etmannski. « Cependant, compte tenu de l’intérêt croissant pour la récupération des matières premières critiques, le moment est propice à des innovations de ce type. »

Si cette technologie pouvait être déployée à grande échelle de manière économique, elle pourrait transformer les usines de traitement de l’eau en de véritables raffineries, éliminant ainsi un risque pour la santé publique tout en contribuant à garantir l’approvisionnement en un élément essentiel pour les technologies vertes.