Les États-Unis pourraient devenir un fournisseur majeur de lithium pour batteries dans les années à venir après que l’administration Trump ait pris une participation dans le développement d’une immense mine au Nevada. Mais la startup Lilac Solutions de la Silicon Valley pense avoir une meilleure idée qui évite les coûts plus élevés et les dommages environnementaux de l'exploitation minière traditionnelle : extraire le minéral coûteux de l'eau salée des champs de pétrole et des sites comme le Grand Lac Salé dans l'Utah au lieu de l'extraire du sol.
Lilac, basée à Oakland, qui perfectionne sa technologie exclusive d'échange d'ions pour l'extraction du lithium depuis sa création il y a près de dix ans, lève 250 millions de dollars pour construire sa première installation de traitement commercial dans le Grand Lac Salé, qui pourrait produire 5 000 tonnes de lithium par an d'ici 2028. Si tout se passe bien, ce n'est que le début, car l'entreprise cherche à aider les sociétés énergétiques à extraire le lithium d'énormes gisements souterrains de saumure qui sont souvent un sous-produit des champs de pétrole et de gaz actifs aux États-Unis, comme la formation de Smackover, vestige d'une ancienne mer qui s'étend du Texas à la Floride. selon le PDG Raef Sully.
Comparée à la quantité de lithium qui peut être extraite des mines conventionnelles, « la saumure est probablement d'un ordre de grandeur plus importante », a déclaré Sully.
« C'est une empreinte environnementale beaucoup plus faible. Vous ne laissez pas derrière vous une immense mine à ciel ouvert. »
Les projets de saumure dans la région de Smackover, développés par des sociétés telles que Standard Lithium, ExxonMobil et Chevron, promettent de produire des centaines de milliers de tonnes de lithium par an. L'US Geological Survey a estimé dans une étude de l'année dernière qu'il pourrait y avoir jusqu'à 19 millions de tonnes de lithium à Smackover, dans l'Arkansas seulement. « Nous estimons qu'il y a suffisamment de lithium dissous dans cette région pour remplacer les importations américaines de lithium et plus encore », a déclaré Katherine Knierim, hydrologue à l'USGS, chercheuse principale de l'étude.
Malgré le recul spectaculaire des efforts fédéraux visant à lutter contre le changement climatique, notamment en supprimant les incitations à l'achat de véhicules électriques, l'administration Trump a fait reculer la demande de lithium pour les batteries. À l'échelle mondiale, le marché du lithium était estimé à 28 milliards de dollars l'année dernière et la demande pourrait augmenter de 26 % pour atteindre près de 1,5 million de tonnes cette année, selon Mining.com. Cela est principalement dû à la croissance des ventes de véhicules électriques, le plus grand utilisateur de batteries représentant plus de 75 % de toute la consommation de lithium, ainsi qu'au stockage d'énergie. Et bien que les ventes de véhicules électriques aux États-Unis n’augmentent pas aussi vite qu’en Chine et en Europe, la demande de batteries pour le stockage d’énergie par les services publics explose alors qu’ils cherchent à conserver l’énergie excédentaire des parcs solaires et éoliens à grande échelle.
La majeure partie du lithium utilisé aux États-Unis provient du Chili et d’Argentine, mais est traité et raffiné en Chine. La nécessité de créer un approvisionnement national stable est la raison pour laquelle le secrétaire à l'Énergie, Chris Wright, a déclaré que le gouvernement avait accepté le mois dernier de prendre une participation de 5 % dans Lithium Americas Corp., le développeur de la mine Thacker Pass basée à Vancouver, au Nevada, en plus d'une participation partagée de 5 % avec General Motors. Lorsqu'il sera pleinement opérationnel plus tard dans la décennie, Thacker Pass devrait produire environ 40 000 tonnes de lithium de qualité batterie par an.
Pour des raisons similaires, l’administration Trump a pris en juillet une participation de 400 millions de dollars dans MP Materials, exploitant de la seule mine américaine qui fournit les minéraux de terres rares nécessaires aux aimants des moteurs électriques.
Même si la mine de Thacker Pass contient une quantité massive de lithium, son développement se heurte depuis des années à une opposition farouche de la part des groupes tribaux de la région et des écologistes. Le projet est une vaste mine à ciel ouvert, s'étendant sur près de 18 000 acres, avec une usine d'acide sulfurique sur place pour transformer le minerai brut en lithium de qualité commerciale. Il devrait également consommer 1,7 milliard de gallons d'eau par an dans une région aride du sud-ouest des États-Unis qui connaît une aggravation des sécheresses en raison du changement climatique.
En revanche, extraire directement le lithium de la saumure consiste essentiellement à pomper le liquide à travers une installation de traitement, puis à le renvoyer à son lieu d'origine.
«C'est une empreinte environnementale beaucoup plus faible», a déclaré Sully. « Vous n'abandonnez pas une immense mine à ciel ouvert. Vous extrayez la saumure du sol… Et une fois cela fait, la saumure retourne dans le sol. Vous ne perturbez donc pas vraiment la nappe phréatique. C'est beaucoup, beaucoup plus petit en termes d'utilisation des terres et d'impact environnemental. »
Le Département de la qualité de l'environnement de l'Utah n'a identifié aucun problème avec les plans du Grand Lac Salé Lilac et examine actuellement les résultats de son étude de faisabilité récemment achevée, a déclaré Benjamin Holcomb, qui gère les normes et les services techniques de l'agence.
À l’échelle mondiale, les deux tiers du lithium proviennent de bassins de saumure par évaporation
À l’échelle mondiale, les deux tiers du lithium proviennent de bassins de saumure par évaporation, principalement en Amérique du Sud, où ce métal coûteux est collecté sous forme de déchets. Bien que le type d'approche d'extraction directe du lithium, ou DLE, poursuivi par Lilac ne soit pas encore répandu aux États-Unis, il est utilisé commercialement par d'autres sociétés en Amérique du Sud et en Chine, a déclaré Cameron Perks, directeur du chercheur Benchmark Minerals Intelligence basé à Londres.
« Là où je pense que cela devient intéressant, c'est que d'ici 2035, la technologie de traitement DLE produira 51 % de l'approvisionnement en saumure. »
Surtout, Lilac estime que son approche est également moins coûteuse que l’exploitation minière. Le prix du minerai a été volatil ces dernières années, mais il se vend actuellement à environ 10 000 dollars la tonne, soit à peu près ce qu'il en coûte pour extraire une tonne de lithium. Alors que la concentration de lithium dans la saumure du Grand Lac Salé ne représente qu'un quart à un tiers de celle trouvée dans les saumures particulièrement riches du Chili, de l'Argentine ou de Smackover, Sully estime que les coûts de production du lilas dans l'Utah seront d'environ 7 000 dollars la tonne. La saumure de Smackover Formation, avec une teneur plus élevée en lithium, peut réduire le coût de production à environ 5 000 $ la tonne, soit la moitié du coût d'exploitation minière.
S’il a raison, cela pourrait un jour aboutir à des batteries pour véhicules électriques considérablement moins chères.
La technologie d’échange d’ions existe depuis un certain temps et est couramment utilisée dans les systèmes d’adoucissement de l’eau (où les ions calcium et magnésium qui rendent l’eau « dure » sont éliminés lors de son passage à travers les billes de résine). La solution de Lilac utilise des billes spécialement conçues, fabriquées au Nevada, qui extraient de petits morceaux de lithium lorsque la saumure pompée passe dessus. Le matériau collecté est rincé avec une solution acide diluée, produisant une solution d'ions lithium pur que Lilac transforme ensuite en lithium de qualité batterie, a déclaré Sully.
C’est loin d’être la seule entreprise à adopter une approche de haute technologie pour extraire le lithium des saumures. L'année dernière, des chercheurs de l'Université de Stanford ont déclaré avoir également développé une technique d'extraction capable de produire du lithium à moins de 40 % du coût de l'exploitation minière, tout en utilisant moins d'eau et de produits chimiques. De même, des scientifiques de l’Université Rice, de Penn State et de l’Argonne National Laboratory ont également annoncé des avancées prometteuses.
La Californie reste optimiste quant au fait que sa région de Salton Sea, riche en saumure volcanique très chaude brassée au plus profond de la faille de San Andreas, pourrait être une source de lithium bon marché. Cependant, jusqu’à présent, son extraction et sa séparation de tous les autres matériaux contenus dans la saumure, notamment l’arsenic, le plomb, le cadmium et même les éléments radioactifs, se sont révélés plus difficiles que prévu initialement. Lilac y a brièvement mené un projet en 2020 avec la startup Controlled Thermal Resources, mais l'a abandonné peu de temps après.
« Il existe des défis liés à la température très élevée et aux matériaux, y compris les matériaux toxiques, qui s'y dissolvent », a déclaré le fondateur de Lilac, Snydacker, en 2022. « Vous avez besoin d'un moyen de gérer ces problèmes de matières dangereuses et de tout remettre sous terre. »
Ces éléments toxiques ne constituent pas un problème dans le Grand Lac Salé. Et la saumure de la formation Smackover semble beaucoup plus attrayante pour les sociétés énergétiques et minières en raison de la concentration élevée de lithium, en particulier en Arkansas.
« Quand vous arrivez au fond de l'Arkansas, vous obtenez 300 (parties par million) jusqu'à un peu plus de 600 ppm, ce qui est plutôt bien », a déclaré Erik Pollok, géoscientifique qui dirige le laboratoire d'isotopes stables de l'Université de l'Arkansas. « Il existe de bonnes preuves que le côté texan de la frontière présente des concentrations qui pourraient même dépasser cela. Il s'agit en réalité d'un jeu entre l'Arkansas et le Texas, et peut-être un peu en Louisiane. À mesure que vous avancez vers l'est, l'économie ne tient pas le coup. »
Ainsi, tandis que Lilac développe sa propre usine dans l’Utah, son objectif est de fournir sa technologie à de plus grandes entreprises à l’avenir. L'installation prévue au Grand Lac Salé fait suite à un projet d'essai réussi là-bas, ainsi qu'en Argentine, à un partenariat avec Neptune Energy en Allemagne et à des travaux dans d'autres régions. Sully a déclaré que la société avait levé environ « les deux tiers » des 250 millions de dollars prévus pour l'installation de l'Utah et souhaitait achever le cycle au premier trimestre 2026. Depuis sa création par le président et directeur technique Dave Snydacker en 2016, Lilac a levé 315 millions de dollars auprès de bailleurs de fonds, notamment Breakthrough Energy Ventures, BMW i Ventures et Earthshot Ventures.
« Il y a tellement de diversité dans les types de saumures qu'il est clair qu'une seule technologie ne va pas prendre toute l'activité, mais je pense qu'il y a une possibilité que nous soyons parmi les trois à cinq premiers », a-t-il déclaré. « Je veux participer à la construction de cette chaîne d'approvisionnement nationale ici aux États-Unis. »
