Crédit : Mads Eneqvist, depuis unsplash.com
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Un laboratoire toulousain développe un procédé low-tech de métallurgie basée sur l’utilisation d’urine et d’énergie solaire concentrée

Produire du fer grâce aux rayons du Soleil et… à l’urine ? C’est une idée insolite formulée il y a une dizaine d’années par des scientifiques du Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO – CNRS, INSA Toulouse, Université de Toulouse), aujourd’hui devenue concrète. Leur méthode low-tech remplace le charbon d’origine fossile et le charbon de bois des procédés métallurgiques. Leurs travaux, publiés le 29 août 2026 dans Journal of Cleaner Production, ouvrent la perspective d’une métallurgie à petite échelle qui n’utiliserait pas d’énergies fossiles et serait moins prédatrice des forêts.

La métallurgie consiste à transformer le minerai d’oxyde de fer extrait de mines en acier. Ce procédé millénaire utilise du charbon fossile ou du charbon de bois. Le carbone contenu dans ces derniers a un double rôle : le premier est chimique et le second producteur de chaleur. Dans le procédé mis au point au LPCNO, la chaleur est apportée directement par la concentration d’un rayonnement lumineux et les molécules chimiques nécessaires proviennent de l’urine. Ce procédé, faiblement émetteur de carbone, ne nécessite ni électricité, ni charbon fossile, ni bois, et se base sur des ressources accessibles partout sur la planète : du soleil et de l’urine. Il est donc en parfaite adéquation avec la philosophie low-tech qui a animé les scientifiques à l’origine de l’étude, qui oeuvrent au développement de technologies sobres et résilientes pour un monde post-croissance.

Marion Luu, qui a effectué son doctorat au LPCNO sur ce sujet : « Nous avons montré que l’urine peut être une bonne source d’ammoniac, qui est lui-même un réducteur de l’oxyde de fer. Nous avons étudié deux méthodes différentes pour produire l’ammoniac à partir d’urée : l’une consistant à chauffer l’urée à l’aide du rayonnement solaire et l’autre consistant à stimuler la décomposition de l’urée à l’aide de graines broyées. Et ces deux méthodes nous ont permis de produire du fer ! ».

Légende
Ce schéma montre le principe d’un procédé permettant de réduire de l’oxyde de fer à partir d’urine et d’énergie solaire concentrée. Deux voies possibles pour produire de l’ammoniac sont représentées : en haut, la pyrolyse de l’urée ; en bas, la décomposition de l’urée en solution aqueuse, stimulée par des graines broyées. Dans l’article publié par Pietraru et al., les étapes 3, 2’, 3’ et 4’ ont été étudiées, tandis que les étapes 1 et 2 ont déjà été étudiées dans la littérature.


Sébastien Lachaize, enseignant-chercheur INSA au LPCNO et co-auteur de l’étude : « Ces travaux sont l’aboutissement d’un projet et d’une idée que nous avons eus il y a presque dix ans, en nous demandant à quoi ressemblerait une recherche scientifique en low-tech. Nous avons commencé par montrer que la réduction de l’oxyde de fer sous flux lumineux concentré était possible avec de l’hydrogène, puis de l’ammoniac, et enfin maintenant de l’urée. »

Julian Carrey, enseignant-chercheur INSA au LPCNO et co-auteur de l’étude : « Nous souhaitions nous attaquer à la métallurgie du fer car c’est un procédé très proche des besoins fondamentaux des humains, mais dont le principe de base n’a pas évolué depuis des millénaires et repose sur l’utilisation du carbone. Nous souhaitions montrer qu’une métallurgie low-tech qui ne soit pas basée sur le carbone est possible. Le procédé ne contribuerait ainsi ni à la déforestation ni à l’épuisement des énergies fossiles. »


Les scientifiques ont estimé la quantité maximale de métal qui pourrait être produite à l’aide de ce procédé, si l’entièreté de l’urine humaine lui était consacrée : une quinzaine de kilos par an et par personne, soit une quantité bien plus faible que l’acier produit actuellement (environ 250 kg/an et par personne). Les scientifiques à l’origine du projet argumentent que la quantité considérable d’acier produite actuellement est dans tous les cas incompatible avec l’habitabilité de la planète sur le long terme et qu’elle doit impérativement décroitre fortement.

Un tel projet de recherche vise ainsi à alimenter les réflexions sur le système technique d’une société post-croissance, qui serait à la fois pérenne, équitable et conviviale, et basée sur des technologies low-tech. L’équipe scientifique espère que leurs résultats vont encourager d’autres laboratoires à aborder leurs thématiques de recherche sous cet angle low-tech, afin de prendre en compte l’urgence écologique et climatique, dont on perçoit jour après jour plus fortement les conséquences sur nos vies.

Marie-Hélène Pietraru, post-doctorante au LPCNO : « Face à l’urgence climatique et écologique, il nous semble que les questions de recherche doivent se poser différemment. Nous prônons une nouvelle manière d’aborder la recherche scientifique, qui prenne en compte les limites planétaires et qui soit pertinente pour un monde post-croissance. La recherche scientifique sur la décroissance a jusqu’à présent été principalement effectuée par les économistes. Nous essayons de montrer par cet article que les sciences naturelles et l’ingénierie sont nécessaires dans ce nouveau paradigme ».

 

Références

Natural sciences for post-growth in practice: low-tech iron oxide reduction under a concentrated light flux using urine-derived ammonia and hydrogen as reducers
Marie-Hélène Pietraru, Marion Luu,  Jorrit P. Smit, Sébastien Lachaize, Julian Carrey
Journal of Cleaner Production, août 2026
Lire l'article scientifique
 

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