Réinventer la chaîne de valeur minérale : la science au service d’une exploitation minière responsable

L’Axe 3 du Centre de recherche E4m de l’Université Laval, dirigé par le professeur Claude Bazin, se consacre au développement et à l’optimisation de procédés minéralurgiques plus écoresponsables qui couvrent l’ensemble de la chaîne de valeur, de l’extraction primaire au recyclage et à l'économie circulaire.

La recherche s’articule autour de quatre grands thèmes complémentaires :

- Fragmentation : Modélisation et optimisation énergétique du concassage et du broyage (notamment les technologies HPGR) pour réduire radicalement la consommation électrique des sites miniers.

- Enrichissement : Séparation physique, physico-chimique (flottation) et hydrométallurgique visant à maximiser la récupération des minéraux d’intérêt (or, lithium, terres rares, cobalt) tout en valorisant les rejets et le recyclage.

- Optimisation : Utilisation de la simulation moléculaire computationnelle (DFT), de jumeaux numériques et d’algorithmes de commande prédictive pour stabiliser et optimiser le rendement des usines en temps réel.

- Intensification et boucle chimique : Transition vers des procédés à faible empreinte carbone par l’intégration de la biomasse forestière pour remplacer les réactifs fossiles et le développement de procédés hybrides combinant captage et minéralisation du CO₂.

Pour valider leurs innovations, les chercheurs de l’Axe 3 s'appuient sur des infrastructures de pointe, comme le Laboratoire d’optimisation des opérations de procédés (LOOP) et le Laboratoire de vision (LVSN). Ils collaborent étroitement avec d'importants partenaires industriels (Agnico Eagle, Rio Tinto, Glencore, COREM) et gouvernementaux afin d'accélérer le transfert technologique et d’assurer la souveraineté en minéraux critiques.

Cette présentation illustre comment la recherche universitaire peut contribuer à améliorer l’efficacité de l’exploration minérale à différentes échelles. Le premier exemple porte sur la péninsule gaspésienne, où nos travaux récents à l’échelle régionale ont mis en évidence l’existence de deux cycles métallogéniques distincts, formés sur une période d’environ 30 Ma. Ces cycles sont associés à des intrusions présentant des signatures géochimiques différentes et qui montrent des potentiels contrastés pour des minéralisations cuprifères de type porphyre et skarn.

Le second exemple concerne la région de Val-d’Or et souligne les avancées récentes de notre groupe de recherche touchant l’utilisation de la composition chimique des minéraux d’altération comme outil de vectorisation des gisements d’or de type orogénique. Ces travaux démontrent comment la recherche universitaire peut générer des outils concrets pour orienter et optimiser les efforts d’exploration minérale.

L’exploitation des ressources minérales est essentielle à la transition énergétique et au développement économique, mais elle doit s’inscrire dans une perspective de durabilité environnementale et sociale. Cette présentation mettra en lumière l’axe 4 du Centre de recherche sur la géologie et l’ingénierie des ressources minérales (E4m), consacré au développement environnemental responsable des ressources minérales. Cet axe rassemble une équipe multidisciplinaire de chercheurs travaillant à la conception de solutions innovantes visant à réduire l’empreinte environnementale des activités minières tout au long du cycle de vie des exploitations.

Les activités de recherche de cet axe couvrent un large éventail d’enjeux liés à la gestion durable des ressources minérales, à la compréhension des systèmes naturels et industriels, ainsi qu’à la réduction des impacts environnementaux associés aux activités extractives. Elles s’appuient sur des approches intégrées combinant caractérisation, modélisation, développement technologique et valorisation des ressources. Les travaux réalisés visent également à soutenir la transition vers des procédés plus sobres en carbone, à favoriser l’économie circulaire et à renforcer la résilience des territoires face aux défis environnementaux actuels et futurs. Quelques réalisations et projets récents seront présentés afin d’illustrer concrètement la diversité des expertises mobilisées et les retombées des recherches menées au sein de l’axe.

En combinant expertise scientifique, innovation technologique et approche intégrée de la gestion environnementale, l’axe 4 d’E4m contribue au développement de pratiques minières plus responsables et à l’atteinte des objectifs de décarbonation et de développement durable.