Dans les déserts de sel d'Argentine, de Bolivie et du Chili, qui abritent les plus grands gisements de lithium identifiés au monde, le métal se trouve dans la saumure, un mélange d'eau et de sels. Pour l'extraire, il faut pomper la saumure des profondeurs puis la placer dans des bassins géants afin que l'eau s'évapore.
En Australie, premier producteur mondial de cet “or blanc”, on trouve des accumulations de lithium dans différents minéraux, dont le principal est le spodumène, extrait de mines de pegmatite, une roche dure.
Où trouve-t-on du lithium ? Les grands producteurs aujourd'hui sont l'Australie, le triangle ABC - Argentine, Bolivie, Chili - la Chine également et l'Europe qui a d'immenses ressources en lithium, en Ukraine notamment dans le Donetsk avec un gisement de plusieurs millions de tonnes.
C'est au Mexique que le plus grand gisement de lithium au monde - sous forme d'un salar - a été identifié. Cette "mine de lithium à ciel ouvert" est située dans le désert de Sonora, à 11 km de la ville de Bacadehuachi et à 170 km de la frontière américano-mexicaine, dans l'état de Sonora (nord-est du Mexique).
Le lithium peut provenir de fluides magmatiques, d'hectorite (minéral argileux riche en lithium), de roches silicatées volcaniques (généralement acides), d'anciennes accumulations de sels.
L'impact environnemental d'une batterie au lithium
Or, l'extraction du lithium, très énergivore en eau, entraîne de nombreux problèmes, comme la pollution des sols et le pillage des réserves d'eau.
C'est un désastre écologique : pour sortir une tonne de lithium, un million de litres d'eau sont nécessaires. Pour fabriquer une batterie électrique, il faut donc l'équivalent de la consommation d'eau de 500 personnes pendant un an.
Chine – 14 000 tonnes
La Chine est le plus grand consommateur de lithium en raison de l'essor de ses industries de l'électronique et des véhicules électriques.
Surnommé "le pétrole du 21e siècle", le lithium est un élément clé dans la fabrication des batteries des voitures électriques censées sauver la planète du changement climatique. Son extraction est cependant énergivore et consomme de grandes quantités d'eau.
Car le lithium, métal alcalin inflammable et même explosif lorsqu'il est exposé à l'air et à l'eau, n'existe pas à l'état natif dans la nature. On le retrouve dispersé aussi bien dans des roches, des terrains argileux que dans des saumures (mélange d'eau et de sels).
Il est extrait des saumures, où il existe des sels naturels, comme dans le Salar d'Atacama au Chili, le Salar del Hombre Muerto, ainsi que d'autres en Argentine, des dépôts minéraux comme celui de spodumène de Greenbush en Australie ou l'une des plus grandes réserves de lithium trouvées en Bolivie, 21 millions de ...
Le prix de la tonne de lithium de grade batterie est passé de 80 000 à 22 000 dollars en un an. Une bonne nouvelle pour les futures voitures électriques, certes.
Le groupe français Imerys compte extraire 34.000 tonnes par an de ce métal, dans l'Allier. C'est un projet absolument majeur pour l'indépendance industrielle de la France qui a été dévoilé lundi.
La consommation quotidienne de lithium par l'alimentation est estimée à 2 milligrammes par jour, les céréales, les légumes et l'eau étant les principales sources. L'eau salée contient jusqu'à 0,050 à 2000 ppm, l'eau de mer jusqu'à 0,170 ppm et l'eau douce généralement moins de 0,001 à 0,003 ppm de lithium.
C'est pour cette raison que le lithium est l'un des composants essentiels des batteries des voitures électriques. Ce métal est également utilisé pour les batteries des petits objets de l'électronique tels que les téléphones portables ou les piles rechargeables.
Du lithium en « quantité très attractive »
Une telle production placerait directement la France à la deuxième place des producteurs mondiaux de lithium, derrière l'Australie (40.000 tonnes en 2020) et devant le Chili (18.000 tonnes en 2020), d'après l'institut géologique des Etats-Unis (USGS).
L'extraction du lithium à partir des minerais de ce métal consomme beaucoup d'énergie. Pensons d'abord au transport des roches hors de la fosse à l'usine de concentration et la transformation de ces roches en fine poudre par des machines mécaniques puissantes. Ensuite, il faut chauffer cette poudre à plus de 1050 °C.
Il y a plusieurs raisons à cela. L'une des plus importantes concerne la sécurité : le lithium contenu dans les batteries est très réactif – surtout avec l'eau et si la température ambiante est trop élevée. Il y a donc un risque d'incendie, surtout si une batterie endommagée entre en contact avec de l'eau.
Dans certains cas, le lithium nuit au fonctionnement de la thyroïde ou des reins, ce qui nécessite une surveillance attentive de la part du médecin. Signes d'une surdose de lithium La concentration de lithium dans le sang peut atteindre des niveaux dangereux si une personne devient gravement déshydratée.
Production du lithium
Dans le cas des salars, les saumures sont pompées en surface et stockées dans des marais salants pendant plusieurs mois (18-24 mois) afin d'en extraire l'eau par évaporation (l'osmose inverse peut être utilisée afin d'accélérer le processus de concentration).
L'étude indique également que les gisements pourraient être aussi importants, voire plus importants, que le plus grand gisement de lithium existant à ce jour sur Terre, dans le Salar d'Uyuni, en Bolivie.
Les principaux producteurs sont l'Australie (47 %), le Chili (30 %), la Chine (15 %) et l'Argentine (5 %). Pour 2021, des estimations de production légèrement supérieures sont données par BP, avec un total de 106 kt en 2021 ; BP estime les réserves à 20,25 Mt fin 2021.
2/ Efficacité énergétique
La charge des batteries Lithium a un rendement proche de 100% alors que le plomb avoisine 80%. Ceci est particulièrement important pour les applications solaires où l'on cherche à capter et stocker le maximum d'énergie des panneaux solaires.
Actuellement le prix du lithium est aux environs de 5500 $ par tonne de carbonate de lithium (voir détails), soit environ 30 €/kg de lithium. Le poids de lithium inclus dans une batterie de capacité 10 kWh est de l'ordre de 3 kg.
La batterie lithium-ion peut stocker 3 à 4 fois plus d'énergie par unité de masse que les autres technologies de batteries. Une batterie est formée de deux électrodes, plongées dans un électrolyte, une substance conductrice liquide ou solide, et reliées à l'extérieur par un fil conducteur.