L’émergence du lithium

Nous l’avons évoqué il n’y a pas si longtemps, on énote beaucoup d’impacts de la transition energetique sur les cours des métaux. Avec l’espoir de la popularité des véhicules électriques, de plus en plus de pays entamme une course effrénée pour les métaux stratégiques. au Chili, en Serbie, au Portugal, aux Etats-Unis, voire même au Canada … les projets de mines de lithium n’en finissent pas. En effet, comme le signale le professeur Nikos Tsafos, expert des questions géopolitiques et de sécurité énergétique au Center for Strategic and International Studies de Washington, « les minéraux critiques ont vu leur importance décupler avec l’avènement notamment des voitures électriques ». Face à l’explosion de la demande, on peut dire que la planète est vraiment assoiffée de métaux. En effet, le lithium est un métal qui est actuellement au cœur des enjeux économiques, industriels et environnementaux du XXIe siècle. Il trouve principalement une application  dans le domaine du stockage et du transport de l’électricité à l’intérieur des batteries. Ce qui devrait bientôt mettre un terme à l’utilisation des énergies fossiles dans les moteurs thermiques et ainsi lutter contre le réchauffement climatique.

A quoi peut servir le lithium ?

batterie pile lithtium

Sous forme de saumure, à l’état fluide ou rocheux, le lithium se trouve presque partout dans le monde. Il n’est donc pas rare, mais il n’est pas encore exploité partout. Auparavant, il était surtout utilisé dans les graisses lubrifiantes, les verres et céramiques, les fondants de moulage pour la production d’acier, le traitement de l’air et la métallurgie de l’aluminium. Il est aussi indispensable dans le domaine de la médecine notamment pour traiter les patients bipolaires. Désormais, le lithium est principalement utilisé dans le stockage d’énergie sous la forme de batteries dites « Li-Ion ». Mais pour une telle application, sa pureté et son volume sont fondamentaux. Cela afin d’assurer longévité, performance et sécurité. Pour assurer la production du carbone ou de l’hydroxyde de lithium nécessaires donc, il est essentiel d’avoir des raffineries près des usines de batteries.

Quels sont les principaux pays producteurs de lithium ?

Si l’on se réfère aux chiffres communiqués par l’institut d’étude géologique des États-Unis ou USGS, en 2020, la production mondiale de lithium a atteint les 82 000 tonnes. Les plus grandes quantités produites proviennent principalement de 4 pays dont 40 000t venant d’Australie, 18 000t du Chili, 14 000t de la Chine et 6 200t de l’Argentine. Le Brésil, pour son compte, a produit 1 900t et le Zimbabwe 1 200t. Le Portugal quant à lui est le premier pays européen à produire du lithium avec notamment 900 tonnes. Cependant, celui qu’il produit ne répond pas à la norme de « qualité-batterie ». Il faut noter que le marché est actuellement monopolisé par 5 industriels à savoir : SQM (Sociedad Quimica y Minera de Chile, Chili), Albermarle (États-Unis), Tianqi (Chine), Ganfeng (Chine) et Livent (États-Unis).

Zoom sur les réserves et les ressources mondiales de lithium

En 2021, l’USGS a estimé les réserves mondiales de lithium exploitables à environ 21 millions de tonnes, dont 9,2 millions de tonnes au Chili. Les ressources de lithium sont par ailleurs estimées à 86 millions de tonnes au total. Celles-ci se rapportent aux gisements qui ont été identifiés sans que leurs conditions d’exploitation ne soient prises en compte. C’est généralement sur des lacs d’altitude (« salars »), dans le « triangle ABC » de « l’or blanc » en Amérique latine que les principaux gisements ont été identifiés. Ainsi, environ 21 millions de tonnes se trouvent en Bolivie, 19,3 millions de tonnes en Argentine et 9,6 millions de tonnes au Chili. En effet, le pays andin est assis sur la plus grosse reserve de lithium au monde. De quoi donc sortir le pays de la pauvreté si cette course vers l’or blanc des technologies de la voiture electrique ou hybride ne faiblit pas.

Selon les estimations de l’USGS, 7,9 millions de tonnes des ressources sont identifiés aux Etats-Unis. En Europe, les ressources en Allemagne seraient estimées à 2,7 millions de tonnes, en République Tchèque à 1,3 millions de tonnes, en Serbie à 1,2 millions de tonnes, en Espagne à 300 000 tonnes et au Portugal à 270 000 tonnes. Concernant la France, nous n’avons aucun chiffre disponible. Cependant, on a réussi à identifier des ressources de lithium géothermal en Alsace et du lithium rocheux dans le massif armoricain, le massif Central. En revanche, l’Afrique compte 3 millions de tonnes de lithium en RDC Congo, 700 000 tonnes au Mali et 500 000 tonnes à Zimbabwe.

Le processus de production du lithium

Pour la production du lithium, 3 méthodes sont envisageables. La première se rapporte au pompage de saumures pleines de lithium et évaporation pour isoler les cristaux. Très répandue en Amérique Latine, cette méthode est pointée du doigt par les ONG en raison du fait qu’elle provoque l’assèchement des ressources hydriques dans le milieu. En revanche, avec cette méthode, l’usage des produits chimiques est fortement réduit. Cela grâce aux nouvelles méthodes d’extraction directe dans les saumures.

La seconde méthode de production consiste à extraire la roche qui contient le lithium. En Europe, cela s’appelle le spodumène. Une fois l’extraction de la roche terminée, le processus est suivi d’un traitement qui se rapporte au chauffage, broyage et/ou utilisation d’acides. Tout cela dans l’objectif d’isoler et de purifier le lithium. Avec cette méthode, on peut économiser une quantité d’eau importante, à condition d’assurer un contrôle strict quant au circuit des produits chimiques.

La troisième méthode revient à recycler des batteries afin de récupérer les métaux. Selon la Commission européenne, d’ici 2040, les besoins en matières premières devraient diminuer de 10 % grâce au recyclage.

Quelle est la demande en lithium actuelle et future ?

batterie lithium

En 2014, la demande globale en lithium était de 176 kilotonnes (kT). Entre 2010 et 2014, une croissance de 9 % par an a été constatée sur ce marché et pour la prochaine décennie, cette hausse peut se poursuivre à un rythme de 8 % par an en moyenne. Une telle croissance sera fortement favorisée par l’usage du lithium dans les batteries lithium-ion. Si l’on se base sur des hypothèses raisonnables, particulièrement face à la croissance du marché des voitures électriques, la demande totale en lithium peut doubler d’ici à 2025 pour atteindre environ 400 kT de LCE. L’Agence internationale de l’énergie ou AIE estime que d’ici 2040, la demande de lithium devrait augmenter de 40%.

Quel est prix du lithium ?

Les projets de batteries aux Etats-Unis et en Europe se sont accélérés depuis début 2021. Les prix se sont envolés avec notamment une augmentation de 400% l’an dernier, en Chine qui fait office de baromètre mondial. A la fin de l’année 2021 donc, le prix du lithium a atteint 34 000 dollars la tonne contre 6 700 dollars la tonne, fin décembre 2020, un an auparavant.

France : Des initiatives pour la sécurisation des besoins en métaux stratégiques

powerbank lithium

Le gouvernement français a décidé de sécuriser ses besoins en matières premières critiques pour les industries des éoliennes et des batteries. En effet, pour assurer leurs activités, celles-ci ont besoin d’une quantité importante en terres rares et en métaux. D’ici à 2030, les besoins en matières premières critiques vont augmenter de manière considérable pour les technologies de la transition écologique.

D’après Philippe Varin, l’ancien président de France Industrie « Le monde d’après sera certes sans carbone mais riche en métaux ».

Le rapport concernant la sécurisation de l’approvisionnement de l’industrie en matières premières minérales qu’il a rendu au gouvernement indique que « D’ici à 2030, nous aurons 13 millions de véhicules électriques en circulation en Europe. Nous aurons besoin de lithium, de nickel, de cobalt pour fabriquer leurs batteries, de même que des terres rares pour les aimants permanents des éoliennes offshore ».

En effet, nos besoins en matières premières critiques augmentent au fur où à mesure où ces technologies de la transition écologique se développent. On estime donc, que d’ici à 2030, ces besoins risquent de tripler alors que leur production ne suffira pas à satisfaire la demande. L’Europe sera donc obligée de s’approvisionner hors de ses frontières afin de couvrir ses besoins et cela même si elle se lance dans le recyclage.

3 solutions seront mises en place pour la sécurisation de l’approvisionnement en métaux stratégiques

Le gouvernement français prévoit de mettre en place 3 des recommandations faites par Philippe Varin :

Investir dans certaines mines

Pour sécuriser les approvisionnements, la création d’un fonds d’investissement représente l’une des meilleures solutions à envisager. Alimenté en argent privé et public, ce fonds pourrait servir à prendre des parts dans les géants miniers dans l’objectif de mettre en place des contrats d’approvisionnements de long termes. Quoi qu’il en soit, pour bien choisir ses partenaires, il devra renforcer le concept de mise responsable. Il faudra privilégier les opérateurs avec label.

Créer des industries spécialisées dans la fabrication des éléments de base

La France n’aura certainement pas trop ma à se procurer les métaux dont elle a besoin, mais elle devra ensuite trouver le moyen nécessaires pour assurer les étapes industrielles entre le métal et la batterie. D’après les explications de Philippe Varin, « Il faut raffiner le métal, fabriquer les précurseurs des cathodes, les cathodes elle-même, les membranes… Les gigafactories ne font qu’assembler ces éléments ». Dans son rapport, il suggère donc la mise en place de deux plateformes industrielles qui se concentreront principalement dans ces étapes.

Anticiper les futures innovations industrielles

Pour assurer le développement des prochaines générations de batteries, il est essentiel de préparer les innovations industrielles de demain. Pour cela, l’élaboration d’une feuille de route technologique est de mise. Le but est de fabriquer des batteries sans avoir besoin d’une quantité importante en matières premières critiques. Par ailleurs, il faudra mettre en place les compétences et formations nécessaires pour permettre à toutes ces usines de sortir de terre et de dénicher le personnel approprié.

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