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Lithium et pollution de l’environnement

La production mondiale de lithium entraîne un cycle entre besoin industriel et pollution de l’environnement.

Cette extraction de lithium fut de 43 000 tonnes en 2017 contre 38 000 en 2016 et 35 000 en 2012

Par contre, en 2021, la production de lithium passa à 100 000 tonnes.

Les pays possédant des ressources en lithium dans le monde sont notamment l’Argentine, l’Australie, la Bolivie, le Chili, la Chine, les États-Unis et l’Inde.

Carbonate et Hydroxyde

Métal alcalin, le lithium se produit, s’échange et s’emploie dans l’industrie sous deux composés principaux ; le carbonate de lithium (Li2CO3) et l’hydroxyde de lithium (LiOH).

Le carbonate de lithium (Li2CO3) et l’hydroxyde de lithium (LiOH) sont produits à partir de deux sources lithinifères dans le monde :

  • les saumures, aussi nommés salars en Amérique du Sud, et situées dans une région couramment appelée le « triangle du lithium ». Cette région se situe entre l’Argentine, le Chili et la Bolivie.
  • les minéraux lithinifères issus des pegmatites, greisens et coupoles de granites à métaux rares, tels que Greenbushes en Australie

D’autres sources existent aussi parmi lesquelles :

  • les saumures géothermales : relativement faibles par rapport aux autres types de gisements. Les concentrations en lithium des fluides géothermaux peuvent être significatives (autours de 200 mg/L)
  • l’eau de mer qui contient aussi du lithium. Son exploitation nécessite des volumes considérables d’eau à traiter pour obtenir une production significative. Ce lithium s’avère donc être un sous-produit d’usines de désalinisation.

Principaux gisements

Le plus grand gisement de lithium découvert au monde se trouve au Mexique (liste de Mining Technology).

C’est un salar, donc à ciel ouvert, au nord-est du Mexique.

Il se situe dans le désert de Sonora (11 km de la ville de Bacadehuachi et 170 km de la frontière américano-mexicaine) .

Ce salar contiendrait notamment 243,8 millions de tonnes de réserves dont 4,5 Mt d’équivalent carbonate de lithium (LCE).

Tesla possède notamment un accord pour pouvoir alimenter à long terme sa Gigafactory du Nevada (Etats-Unis) près de Reno.

L’autre gisement le plus important au monde se situe dans le département de Potosí, au sud-ouest de la Bolivie.

Il représente ainsi un tiers des ressources mondiales de lithium.

Il s’agit du Salar de Uyuni, convoité d’ailleurs par le groupe Bolloré.

Exploitation du lithium

Comme toute les ressources, le lithium nécessite de l’énergie, de l’eau (beaucoup) et du travail humain.

Cela crée ainsi un cycle entre lithium et pollution de l’environnement et notamment des émissions de C02.

L’extraction du lithium n’est donc pas plus polluante qu’une autre activité minière

Mais elle l’est tout autant.

Par contre l’extraction du lithium nécessite beaucoup d’eau douce ce qui pose des problèmes de pollution de l’environnement dans les zones désertiques.

Il faut notamment puiser l’eau nécessaire au traitement du lithium dans des poches aquifères proches des sites d’extraction.

Bien qu’il n’existe pas de statistiques sur cette consommation d’eau par unité de lithium produit, les quantités utilisées sont énormes : de l’ordre de 2 millions de tonnes d’eau qui s’évaporent pour une tonne de lithium.

De son côté, Orocobre exploite le salar de Olaroz, dans le Nord de l’Argentine.

Sa consommation d’eau est d’environ 41 m3 d’eau par tonne de lithium produite (eau de traitement uniquement) ce qui engendre une pollution.

Pour l’exploitation du Salar de Atamaca au Chili (16 000 tonnes en 2019), l’extraction du lithium nécessite près de 65 % de l’eau de cette région désertique afin de pomper les saumures des puits forés.

Le site est exploité par Albemarle et la SQM du Chili.

Ces exploitants pompent le réservoir souterrain naturel d’eau salée contenant les sels de lithium dissous.

Ils remontent ensuite cette eau au soleil pour récupérer le carbonate de lithium par évaporation.

Au final, c’est surtout l’utilisation de l’eau douce locale pour nettoyer les machines et les tuyaux qui met en péril l’environnement et l’écosystème.

Il faut aussi de grosses quantités d’eau douce pour la production de potasse.

Cette potasse sert à fabriquer de l’engrais..

Dégâts pour l’environnement

Ce procédé pénalise également les agriculteurs locaux de quinoa et les éleveurs de lamas.

Ces derniers doivent s’expatrier de leurs terres pour poursuivre leurs activités ailleurs.

En effet les pompages assèchent les couches de roche poreuse sous le sol qui servent de réserves d’eau.

Les oiseaux disparaissent du site d’Atamaca alors que les animaux d’élevages ne peuvent plus boire.

De plus on assèche aussi les cultures de maïs.

Lithium et pollution

Au delà de ce problème de l’utilisation, comme toute activité humaine, l’extraction du lithium pollue :

  • la saumure : on la pompe et on la traite avec des additifs chimiques pour enlever le bore présent dans le sel et le lithium
  • l’eau douce : on la pollue à cause des fuites chimiques provenant de la mine
  • la soude est ensuite ajoutée pour produire du carbonate de lithium (Li2CO3) afin d’avoir un sel filtré, lavé et séché pour une pureté supérieure ou égale à 99%
  • le terrassement des bassins de décantation utilise des films en plastique (PVC).
  • le pompage des solutions salines utilise des pompes fonctionnant avec des moteurs diesel (également bruyants)

En 2021, la production mondiale de lithium fut d’environ 100 millions de tonnes (hors USA).

Au cours de l’année 2020 son prix a été multiplié par cinq en un an.

Ainsi en janvier 2021, le prix de la tonne de carbonate de lithium de 6 430 € grimpait au alentour de 43 000 €.

Enjeux Industriels

Aujourd’hui, l’application majeure du lithium est désormais le stockage d’énergie.

Principalement sous la forme de batteries lithium-ion indispensables pour nos smartphones.

Après sa période médicament, le lithium connait un débouché dont la croissance est la plus rapide.

Ainsi en 2025, 50 % de la demande de lithium servira à assurer la fabrication des batteries lithium-ion.

Et aussi pour.approvisionner le marché des véhicules électriques.

Ces nouvelles orientations vont multiplier par 4 la demande en lithium du secteur des batteries qui passera de 50 000 à 200 000 tonnes de lithium carbonate équivalent (LCE) par an. 

De même on s’attend à un triplement de la demande mondiale d’ici 2030.

A ce sujet, il faut avoir à l’esprit qu’il existe un décalage sur le marché entre les stocks de lithium globaux de « qualité technique » et la demande spécifique de lithium de « qualité batterie ».

Sécuriser ses ressources en lithium devient stratégique pour tous les pays et la France dans la course à la transition énergétique

Mais d’autres métaux vont s’avérer aussi indispensables comme le cobalt et le nickel.

Les terres rares possèdent les propriétés catalytiques, électroniques, magnétiques et optiques indispensables pour les technologies nécessaires à la transition énergétique.

Article : P. du Chélas




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