Brine mining

Contexte et histoire

Vers 500 avant J.-C., les anciens Chinois ont creusé des centaines de puits de saumure, certains de plus de 100 mètres de profondeur. Ils ont foré des trous de sonde dans de vastes gisements de saumure sous la surface de la terre. Des tours en bambou ont été érigées, semblables aux derricks pétroliers modernes, utilisant du bambou pour les cordes, le tubage et les derricks car il résistait au sel. Des coins en fer étaient suspendus à un câble en bambou fixé à un levier sur une plate-forme au sommet de la tour ; deux à trois hommes sautaient sur le levier et en descendaient pour enfoncer le coin dans le sol afin d'atteindre la saumure. La saumure ramenée à la surface par les puits d'énergie géothermique contient souvent des concentrations élevées de minéraux mais, en 2015, n'est pas utilisée pour l'extraction commerciale de minéraux. L'eau de mer est utilisée comme source de sel marin depuis la préhistoire, et plus récemment de magnésium et de brome. Les lacs salés comme la mer Morte et le Grand Lac Salé sont attrayants pour l'extraction de minéraux ; le lac Natron en Afrique de l'Est est une source potentielle de carbonate de sodium. Les saumures profondes dans les bassins sédimentaires ont des solides dissous totaux (TDS) qui varient de bien moins que l'eau de mer à dix fois celle-ci. Les TDS augmentent généralement avec la profondeur. La plupart des saumures profondes sont de type chlorure de sodium, mais le rapport calcium/sodium augmente généralement avec la profondeur. La présence de TDS élevés est parfois due au contact avec des lits de sel, mais on pense plus souvent qu'elle résulte de sédiments agissant comme des membranes semi-perméables lors de la compaction.

Guide du lecteur

L'exploitation de la saumure est pratiquée depuis des millénaires, les anciens puits chinois datant d'environ 500 avant J.-C. démontrant une ingénierie précoce utilisant des derricks en bambou et des coins en fer. Aujourd'hui, les saumures sont une source essentielle de nombreux matériaux industriels et stratégiques. L'eau de mer fournit du sel, du magnésium et du brome ; les lacs salés comme la mer Morte produisent de la potasse et d'autres sels. Les saumures souterraines peu profondes sous les lacs asséchés, comme le Searles Lake en Californie, ont fourni du borax, de la potasse, du brome, du lithium, du phosphate, du carbonate de soude et du sulfate de sodium. En 2015, les saumures souterraines produisaient environ la moitié de la production mondiale de lithium, les plus grandes opérations se trouvant au Salar d'Atacama au Chili. On pense que le Salar d'Uyuni en Bolivie contient la plus grande ressource mondiale de lithium, bien qu'aucune extraction commerciale n'ait eu lieu en 2015 en dehors d'une usine pilote. Les saumures géothermiques ont été testées pour la récupération de silice colloïdale et de zinc, mais une récupération commerciale durable de minéraux à partir de saumure géothermique n'avait pas été réalisée en 2015. Les saumures industrielles provenant des industries laitière, textile, du cuir et pétrolière offrent également des opportunités de récupération des ressources, bien que d'autres produits chimiques et inhibiteurs puissent limiter l'extraction. L'exploitation de la saumure soutient les efforts de minimisation des déchets et de récupération des ressources, ce qui la rend pertinente pour la gestion des ressources tant historiques que modernes.

Le saviez-vous ?

• La mer Morte était estimée en 1996 contenir 2,05 millions de tonnes de chlorure de potassium, la plus grande réserve de saumure de potassium autre que l'océan.
• Les saumures géothermiques ont été testées pour la récupération de silice colloïdale à Wairakei, en Nouvelle-Zélande, et à Mammoth Lakes, en Californie, mais en 2015, aucune production commerciale n'avait été réalisée.