Le monde moderne a sans doute été bâti sur les combustibles fossiles. Historiquement, de vastes quantités de réserves de charbon, de gaz naturel et de pétrole ont été exploitées pour produire de l’énergie à usage domestique, alimenter l’industrie lourde, fabriquer des produits et des produits chimiques industriels et alimenter les transports mondiaux.
Cependant, l’exploitation des combustibles fossiles pose aujourd’hui plusieurs problèmes majeurs. L’utilisation de produits pétrochimiques pour la production d’énergie, l’industrie lourde et les transports est un facteur crucial du changement climatique. Leur exploitation entraîne des compromis géopolitiques et des troubles potentiels.
Les gouvernements et les ONG ont signé des engagements internationaux visant à réduire de manière significative et rapide l’utilisation des combustibles fossiles et à assurer la transition vers une économie post-carbone pour surmonter ces problèmes.
La demande croissante de lithium
La clé de cette transition réside dans l’électrification rapide des réseaux énergétiques mondiaux, de l’industrie lourde et du secteur des transports. Pour que cette transition soit réalisée, des technologies de stockage et de production d’énergie efficaces, fiables et durables sont nécessaires dans de nombreux secteurs.
Les systèmes d’énergie renouvelable, les véhicules électriques et à très faibles émissions et les biens de consommation, comme les ordinateurs portables et les smartphones, nécessitent des technologies de batteries hautes performances avec une densité énergétique et de puissance supérieure pour répondre à leurs demandes.
Les batteries lithium-ion sont apparues comme un précurseur parmi les technologies développées au cours des dernières décennies pour répondre aux exigences d’une économie mondiale post-carbone. Ces batteries ont la plus grande capacité énergétique (120-200 Wh/kg).
La croissance principale de la demande a été tirée par l’utilisation du lithium dans les batteries rechargeables, non seulement pour les appareils électroniques, mais aussi pour les véhicules électriques et le stockage des énergies renouvelables et autres.
Le lithium est utilisé dans de nombreuses applications chimiques et techniques. Sous diverses formes, telles que le carbonate de lithium, l’hydroxyde de lithium et le chlorure de lithium, le lithium est utilisé dans les graisses lubrifiantes, les produits pharmaceutiques, les catalyseurs, le traitement de l’air et, en particulier, dans les batteries, qu’elles soient non rechargeables (primaires) au lithium métal ou rechargeables (secondaires) au lithium-ion.
Le lithium, qui est le métal le plus léger connu, est également utilisé dans les alliages pour augmenter le rapport résistance/poids, en tirant parti de la résistance à la traction et de la légèreté (faible densité) du lithium. Les alliages aluminium-lithium, par exemple, sont utilisés dans les secteurs de l’aérospatiale et du sport automobile.
Jusqu’après la Seconde Guerre mondiale, le lithium n’avait pratiquement aucune utilité, hormis comme lubrifiant et dans l’industrie du verre. Il est également utilisé dans les produits pharmaceutiques pour aider à neutraliser les humeurs. Après la Seconde Guerre mondiale, le lithium a été utilisé pour obtenir du tritium à des fins de défense nationale.
Aujourd’hui, le lithium est surtout connu pour son utilisation dans les batteries. On estime que 71 % de la production de lithium est destinée à l’utilisation finale dans les batteries !
En réalité, une voiture électrique n’a pas besoin de beaucoup de lithium pour fonctionner. La batterie de 300 kg (50 kWh) d’un modèle de taille moyenne ne contient qu’environ huit kg de ce métal léger.
Malgré tout, le secteur des véhicules électriques prend de l’ampleur, ce qui ne s’est pas fait attendre, et la demande pour cet élément, nécessaire à la fabrication des batteries, augmente.
Dans le secteur des batteries au lithium, les secteurs de croissance sont les batteries pour appareils électroniques portables, tels que les téléphones portables, les ordinateurs et les outils électriques rechargeables, ainsi que les batteries et moteurs pour vélos électriques, voitures hybrides et électriques et autres véhicules.
Le lithium est désormais largement reconnu comme un métal clé dans la transition vers les véhicules électriques. La demande de lithium dans le segment des véhicules électriques devrait croître rapidement dans le monde entier, car les principaux constructeurs automobiles lancent de nouveaux modèles pour s’assurer des parts de marché. Les diverses subventions gouvernementales et les législations sur les émissions de carburant qui favorisent une moindre dépendance aux combustibles fossiles et un environnement plus propre devraient encourager les consommateurs à se tourner progressivement vers des véhicules hybrides, hybrides rechargeables ou entièrement électriques. Cela entraînera probablement une augmentation de la demande de métaux pour batteries, y compris le lithium. D’ici 2030, la demande de lithium devrait plus que doubler ! Les constructeurs automobiles mondiaux commencent à investir dans la découverte et le développement de projets de lithium, mais la chaîne d’approvisionnement de ce minéral essentiel est toujours en retard par rapport à la demande prévue, les mines devant s’agrandir d’environ 20 % par an pour suivre le rythme.
Un autre secteur de croissance potentiel pour l’utilisation du lithium est le stockage d’énergie à grande échelle connecté au réseau pour l’électricité, même si la demande ultime dépendra des solutions de stockage d’énergie concurrentes.
Cependant, les projets d’extraction du lithium prennent plusieurs années à se développer et peuvent être controversés. Certains projets ont suscité des protestations car les mines à ciel ouvert détruisent les paysages et peuvent affecter l’approvisionnement en eau.
Le lithium est abondant dans la croûte terrestre, mais très finement réparti. Les chercheurs estiment que la quantité de ce métal léger dans les océans du monde entier s’élève à environ 200 milliards de tonnes. Les gisements dans les roches et les lacs salés terrestres représenteraient 98 millions de tonnes, dont 26 millions pourraient être exploitées de manière économique dans les décennies à venir.
En 2022, 47 % de la demande mondiale de lithium a été satisfaite par l’extraction de roches solides dans les mines à ciel ouvert d’Australie, 35 % dans les lacs salés d’Amérique du Sud, 15 % en Chine et un peu moins de 1 % chacun au Zimbabwe, au Portugal et en Amérique du Nord.
Gisements et exploitation minière de lithium
Les réserves de lithium par pays 2024
Le pays qui possède les plus grandes réserves de lithium au monde est le Chili, un pays d’Amérique du Sud. Il possède au total 9,2 millions de tonnes de lithium. L’Australie possède la deuxième plus grande réserve de lithium au monde avec 5,7 millions de tonnes. L’Argentine est la troisième en termes de réserves de lithium, avec un total de 2,2 millions de tonnes. Après l’Argentine, la Chine se classe au quatrième rang en termes de réserves de lithium, avec un total de 1,5 million de tonnes. En Afrique, la RD Congo et le Zimbabwe disposent de réserves de lithium plus importantes.
Les dix plus grands pays producteurs de lithium au monde
En ce qui concerne l’exploitation de lithium, les dix plus grands pays producteurs de lithium au monde sont l’Australie, le Chili, la Chine, l’Argentine, les États-Unis, le Brésil, le Zimbabwe, le Portugal, la Bolivie et le Canada.
Économiser du lithium grâce au recyclage et à la vente
Dans quelques décennies, le lithium pourrait également être extrait comme sous-produit des usines de dessalement et combler les déficits d’approvisionnement. À l’heure actuelle, cette méthode d’extraction n’est pas jugée rentable.
À l’avenir, l’extraction du lithium à partir des batteries usagées deviendra également importante. Selon les scénarios de la DERA, le recyclage couvrira une partie de la demande en lithium dans les années 2030.
Actuellement, les volumes de batteries disponibles sont toutefois trop faibles pour une extraction commerciale et les batteries au lithium des voitures électriques sont installées dans de grands systèmes de stockage de batteries, par exemple dans des parcs solaires.
« Mais dès que le volume des batteries usagées augmentera, nous verrons davantage de lithium issu du recyclage. C’est également impératif en termes d’utilisation durable », a déclaré Michael Schmidt.
En outre, des experts en matières premières comme Schmidt et des associations environnementales réclament une utilisation la plus efficace possible du lithium et des batteries. Selon eux, construire de grandes voitures électriques avec les plus grandes batteries possibles ne constitue pas une utilisation durable des ressources.
Il faudrait plutôt vendre en priorité des véhicules plus légers, équipés de batteries, et les mettre à la disposition du plus grand nombre de consommateurs possible.