La demande d’extraction de lithium augmente dans le monde entier, principalement en raison de l’utilisation croissante du lithium dans les technologies de batteries électroniques et les véhicules électriques. Mais d’où vient le lithium et comment est-il produit ? Voici un explicatif avec tout ce que vous devez savoir, y compris les impacts environnementaux.
Basiquement, le lithium est un métal alcalin très réactif avec une excellente conductivité thermique et électrique. De telles caractéristiques le rendent particulièrement utile pour fabriquer des lubrifiants, des produits pharmaceutiques, du verre et, surtout, des batteries lithium-ion pour les voitures électriques et l’électronique grand public.
Mais le lithium ne peut pas simplement être trouvé dans la nature, car il est très réactif. Il est plutôt présent en tant que constituant de sels ou d’autres composés. La plupart du lithium disponible sur le marché peut être trouvé sous forme de carbonate de lithium, un composé plus stable qui peut ensuite être transformé en produits chimiques ou en sels.
Les sels de lithium peuvent être trouvés dans des dépôts souterrains d’argile, de minerai minéral et de saumure, ainsi que dans l’eau géothermique et l’eau de mer. La plupart du lithium dans le monde provient des mines, d’où il est extrait. Les lacs saumâtres, également appelés salars, présentent la plus forte concentration de lithium, allant de 1 000 à 3 000 parties par million.
L’extraction du lithium
Les salars présentant les plus fortes concentrations de lithium sont situés en Bolivie, en Argentine et au Chili, dans une zone appelée « le triangle du lithium ». Le lithium obtenu dans les salars est ensuite récupéré sous forme de carbonate de lithium, la principale matière première utilisée par les entreprises dans les batteries lithium-ion.
L’exploitation minière des salars est normalement un processus très long qui peut prendre de huit mois à trois ans. L’exploitation minière commence par le forage d’un trou et le pompage de la saumure à la surface. Puis ils la laissent s’évaporer pendant des mois, créant d’abord un mélange de manganèse, de potassium, de borax et de sels qui est filtré et placé dans un autre bassin d’évaporation.
Il faudra entre 12 et 18 mois pour que ce mélange soit suffisamment filtré afin de pouvoir extraire le carbonate de lithium, également appelé or blanc. Bien qu’il soit bon marché et efficace, le procédé nécessite beaucoup d’eau, estimée à 500.000 gallons par tonne de lithium extrait.
Cela crée beaucoup de pression dans les communautés locales vivant dans les zones voisines. Par exemple, dans le Salar de Atacama au Chili, l’exploitation minière a fait perdre à la région 65% de son eau. Cela a signifié des impacts pour les agriculteurs locaux, qui dépendent de l’agriculture et du bétail pour leur subsistance et qui doivent maintenant obtenir l’eau ailleurs.
Les risques de l’exploitation du lithium
Le manque d’eau dans la région n’est pas le seul problème potentiel de l’exploitation du lithium. Des produits chimiques toxiques peuvent s’échapper des bassins d’évaporation vers l’approvisionnement en eau, comme l’acide chlorhydrique, qui est utilisé dans le traitement du lithium – ainsi que des déchets qui peuvent filtrer de la saumure.
Aux États-Unis, au Canada et en Australie, le lithium est généralement extrait de la roche en utilisant des méthodes plus traditionnelles. Néanmoins, cela nécessite toujours l’utilisation de produits chimiques afin de l’extraire sous une forme utile. Au Nevada, la recherche a trouvé des impacts sur les poissons à 150 miles en aval d’une opération de traitement du lithium, par exemple.
Un rapport des Amis de la Terre a soutenu que l’extraction du lithium peut affecter le sol et provoque une contamination de l’air. Dans la zone Salar del Hombre Muerto en Argentine, les résidents se plaignent que le lithium pollue les cours d’eau utilisés par les humains et le bétail, tandis qu’au Chili, des affrontements ont eu lieu entre les entreprises minières et les habitants.
Des technologies améliorées pour l’extraction du lithium
Les chercheurs affirment qu’il est nécessaire de développer de nouvelles technologies d’extraction qui peuvent permettre de fabriquer des batteries de manière plus écologique. C’est pourquoi, à travers le monde, beaucoup cherchent de nouvelles alternatives, comme des chimies de batteries qui remplacent le cobalt et le lithium par des matériaux plus courants et moins toxiques.
Néanmoins, de nouvelles batteries moins denses en énergie ou plus chères pourraient finir par avoir un effet négatif sur l’environnement. « Un appareil moins durable, mais plus durable, pourrait entraîner une empreinte carbone plus importante une fois que vous tenez compte du transport et de l’emballage supplémentaire nécessaire », a déclaré Christina Valimaki, analyste chez Elsevier.
Pouvoir recycler le lithium-ion joue également un rôle clé. En Australie, des recherches ont montré que seulement 2 % des 3 300 tonnes de déchets de lithium-ion du pays étaient recyclés. Cela peut poser des problèmes, car les appareils électroniques non désirés avec des batteries peuvent se retrouver dans les décharges et les métaux et les fluides ioniques peuvent s’infiltrer dans les réservoirs d’eau souterrains.
L’Institut de l’énergie de Birmingham utilise une technologie robotique initialement développée pour les centrales nucléaires pour chercher des moyens de retirer et de démanteler les cellules lithium-ion potentiellement explosives des véhicules électriques. Un certain nombre d’incendies ont eu lieu dans des usines de recyclage où les batteries lithium-ion ont été stockées de manière inappropriée.
Un problème clé est que les fabricants sont généralement secrets sur ce qui entre réellement dans les batteries, ce qui rend difficile de les recycler correctement. Aujourd’hui, les cellules récupérées sont le plus souvent déchiquetées, ce qui conduit à un mélange de métaux qui peuvent être séparés par des techniques pyrométallurgiques.
Demande croissante
L’enchantement mondial pour les appareils mobiles et toutes sortes de gadgets technologiques a entraîné une demande croissante de batteries lithium-ion. Cela s’applique particulièrement aux véhicules électriques, car le monde cherche à ne plus utiliser de combustibles fossiles dans un avenir proche pour réduire les émissions mondiales de gaz à effet de serre.
D’ici 2025, la demande de lithium devrait augmenter pour atteindre environ 1,3 million de tonnes métriques de LCE (équivalent carbonate de lithium). C’est cinq fois plus que les niveaux actuels. Une longue liste de constructeurs automobiles en est responsable. Par exemple, Volkswagen espère lancer plus de 70 modèles de voitures électriques dans les 10 prochaines années.
La croissance de la demande de lithium peut également être liée à une annonce faite par la Chine en 2015, donnant la priorité aux véhicules électriques dans le cadre de son plan quinquennal. Sur la période allant de 2016 à 2018, les prix du lithium ont plus que doublé et devraient continuer à augmenter à mesure que la demande se développe.
La question ouverte est celle des conséquences qu’une telle demande aura sur l’environnement et les communautés proches des mines de sel où le lithium est extrait. Plus il y aura de gadgets et de véhicules électriques, plus il faudra de lithium à l’avenir, d’où la nécessité de développer des techniques d’extraction plus respectueuses de l’environnement.