Dans le cadre de la mise en place d’une économie "plus" circulaire, le BRGM vous aide à concevoir et développer des solutions innovantes pour exploiter les ressources minérales primaires et secondaires.

Plat'Inn : une plateforme technologique du BRGM sur les ressources minérales et le recyclage

La plateforme technologique Plat’Inn, installée au BRGM à Orléans, cible le traitement des ressources minérales et le recyclage des déchets susceptibles de devenir source de matière première. La plateforme se place comme un chaînon intermédiaire entre le laboratoire et l’échelle industrielle, et propose des capacités de traitement allant de quelques dizaines de kilos à quelques tonnes.

© BRGM

Les ressources minérales sont omniprésentes dans notre quotidien. Leur demande est en constante augmentation et l'accès à ces ressources est de plus en plus complexe et énergivore. Plat'Inn, c'est une plateforme expérimentale de R&D qui est destinée au développement et à l'optimisation des procédés de traitement des matières minérales et de recyclage des déchets. Elle constitue un dispositif unique en Europe. Plat'Inn abrite environ 200 équipements de traitement de la matière qui permettent d'enchaîner les opérations unitaires et une montée en échelle de ces opérations du gramme à la tonne. Cette capacité de pilotage est essentielle pour nous pour mesurer les performances techniques des procédés, mais aussi pour calculer des coûts opératoires, de fonctionnement, d'investissement, et au final pour transférer nos développements à l'échelle industrielle. En arrivant à la halle, le déchet ou le minerai subit plusieurs étapes pour être transformé. Pour travailler sur un lot de déchets ou un minerai, il faut savoir en prélever une petite partie représentative. C'est l'échantillonnage. Cela permet de produire de petits lots destinés à l'analyse et la caractérisation minérale. La 1re étape consiste à broyer le matériau pour libérer les éléments de valeur. Par exemple, les métaux dans les déchets électroniques, l'or dans le minerai. En fonction du matériau, on est amené à broyer à différentes échelles. Par exemple, au centimètre, au millimètre ou au micromètre. Il est possible de combiner le broyage avec un traitement thermique qui permet de fragiliser le produit avant sa fragmentation. Cette opération peut être réalisée avec différents types de fours, dont un four à micro-ondes. Une fois le matériau broyé, il faut récupérer les grains qui nous intéressent et laisser ceux qui n'ont pas de valeur. Cette séparation utilise les différences de propriété des grains : caractère magnétique, densité, réponse aux courants de Foucault et caractère électrostatique. 2e étape, la flottation, où on récupère encore plus les éléments de valeur contenus dans les minerais, en jouant sur les propriétés hydrophiles et hydrophobes. Certaines particules vont flotter, d'autres, couler, ce qui permettra de les séparer. Enfin, on cherche à passer les métaux des solides vers les liquides. C'est la dernière étape. Elle s'appelle la lixiviation. On utilise des solutions acides ou basiques. Le BRGM a développé une technique innovante qui utilise les bactéries qu'on peut trouver dans la nature pour accélérer la réaction chimique. C'est que l'on appelle la biolixiviation. Plat'Inn, c'est un élément majeur de la stratégie scientifique du BRGM en termes d'observation et d'action sur le cycle des métaux et des matériaux. Pour nous, c'est un véritable atout pour positionner le BRGM en tant qu'acteur européen, en tant qu'acteur français de référence dans le domaine du traitement des matières premières non conventionnelles et des déchets. Elle permet de développer, de tester des opérations unitaires de traitement qui peuvent être placées dans des schémas de traitement complet. Son action et son expertise s'inscrivent dans la mise en place d'une économie plus circulaire à l'échelle européenne, à l'échelle nationale et à l'échelle des territoires, comme celui de la région Centre-Val de Loire.

La plateforme Plat'Inn

Plat’Inn cible le traitement des ressources minérales et le recyclage des déchets susceptibles de devenir source de matière première. La plateforme se place comme un chaînon intermédiaire entre le laboratoire et l’échelle industrielle, et propose des capacités de traitement allant de quelques dizaines de kilos à quelques tonnes.

La plateforme intègre différents outils et expertises organisés en ateliers :

  • Fragmentation et échantillonnage de la matière ;
  • Minéralurgie ;
  • Traitement thermique ;
  • Hydrométallurgie ;
  • Pilotes de séparation en voie humide et en voie sèche.

La flexibilité offerte par l’environnement de la plateforme permet la démonstration de solutions innovantes ouvrant la voie à des schémas de traitement intégrés, optimisés et respectueux de l’environnement.

Découvrir notre visite virtuelle de la plateforme Plat'Inn

Domaines d’application

Traitement de minerais métalliques et minéraux industriels

  • Développement de solutions technologiques flexibles et mobiles pour l’exploitation des ressources polymétalliques complexes ;
  • Développement d’un nouveau type de réacteur pour la biolixiviation des ressources contenant de faibles teneurs en métaux ;
  • Calcul du bilan environnemental de procédés hydrométallurgiques innovants pour des exploitants miniers.

Caractérisation des gisements

  • Echantillonnage et caractérisation de résidus miniers en vue de leur retraitement pour la sécurisation de l’approvisionnement en métaux stratégiques à l’échelle européenne ;
  • Echantillonnage et caractérisation de lots de déchets électriques et électroniques en vue de leur valorisation.

Recyclage de déchets miniers, industriels et de la mine urbaine

  • Mise au point de procédés pour la séparation physique des minéraux porteurs de terres rares présents dans les tailings ;
  • Co-traitement de résidus miniers sulfurés et de déchets post-consommation par bio-métallurgie extractive et maîtrise des impacts environnementaux associés ;
  • Récupération des métaux stratégiques dans les cartes électroniques et aimants permanents ;
  • Upcycling des bétons de démolition.

Valorisation de matériaux fins

  • Flottation des fines pour extraire les terres rares de résidus miniers ou de luminophores ;
  • Traitement des poudres issues de la fabrication de plaquettes de frein pour la récupération des métaux non-ferreux ;
  • Traitement de sédiments de dragage.

Traitement des effluents industriels et miniers

  • Récupération de métaux et minéraux dans les eaux industrielles.

Une trentaine de projets en cours 

Plat’Inn intègre différents outils multi-échelle de minéralurgie/métallurgie (concassage/ broyage, déchiquetage, échantillonnage, tri physico-chimique, traitement thermique, traitement hydrométallurgique) permettant des traitements en voie humide et en voie sèche. La plateforme vise également le renforcement des domaines d’excellence du BRGM que sont aujourd’hui la biolixiviation (extraction de métaux par des méthodes biologiques), l’électro-fragmentation ou les micro-ondes (fragilisation de la matière et séparation sélective) et la flottation (concentration). Elle dispose, enfin, d’outils de modélisation des procédés et d’évaluation environnementale (ACV : analyse du cycle de vie). 

Une trentaine de projets sont actuellement conduits au sein de ce véritable “laboratoire-usine”. Ils résultent des programmes de recherche et d’expérimentation propres au BRGM, de projets de RDI collaborative français (ANR) ou européens (Horizon 2020), et de nombreux partenariats industriels. Ces projets s’intéressent plus spécifiquement à la valorisation des déchets miniers et industriels, des déchets de la déconstruction urbaine et des déchets de produits en fin de vie, comme les équipements électriques et électroniques (DEEE). 

Moyens disponibles

Moyens techniques

Plus de 200 équipements couvrant les besoins en termes de :   

  • Echantillonnage et préparation de la matière : concassage, broyage, micronisation, déchiquetage, quartage ;
  • Techniques séparatives : gravimétriques, magnétiques, électrostatiques, flottation, filtration, coagulation ;
  • Hydro et biohydrométallurgie ;
  • Traitement thermique.

Des équipements phares pour la fragilisation de la matière à l’échelle pilote :

  • Selfrag (électrofragmentation) ;
  • Micro-onde.

Outils numériques

  • Echant, Bilco, Usimpac : simulation de procédés ;
  • BDD Thermoddem : thermodynamique / cinétique des processus naturels et des procédés industriels ;
  • Simapro et BDD Ecoinvent : analyse du cycle de vie / évaluation environnementale.

Moyens humains

25 ingénieurs, chercheurs et techniciens spécialistes en échantillonnage, génie de procédés, génie chimique, biotechnologies, modélisation/simulation numérique et évaluation environnementale.