L’Arkansas détient-il la réponse à nos besoins en lithium ?

L’importance de l’approvisionnement en lithium

Le lithium est rapidement devenu une matière première très importante, en grande partie en raison de l’essor des véhicules électriques et des énergies renouvelables et de la demande massive de batteries lithium-ion qui en découle. La demande devrait continuer à croître de manière exponentielle jusqu’en 2030, ce qui fait que la demande actuelle de 1,189,000 XNUMX XNUMX tonnes d’équivalent carbonate de lithium (LCE) semble faible en comparaison.

Source: Statesman

Même si le lithium-ion pourrait un jour devenir une technologie quelque peu obsolète, le lithium restera probablement un élément important de la chimie des batteries, en particulier si les batteries à semi-conducteurs lithium-métal deviennent courantes.

Cette croissance de la demande a entraîné une volatilité des prix du lithium, les pénuries créant de fortes hausses de prix suivies de krachs.

Source: Crédit carbone

La sécurisation de l’approvisionnement en lithium est également devenue une préoccupation stratégique, d’autant plus que de plus en plus d’industries dépendent d’un approvisionnement régulier en batteries au lithium, des services publics d’électricité aux constructeurs automobiles.

Actuellement, la plupart des batteries et du lithium raffiné du monde proviennent de Chine. Le minerai lui-même est principalement extrait dans le « triangle du lithium » (Chili, Argentine, Bolivie), en Chine et en Australie.

Source: Progrès dans les sciences naturelles

La production de lithium a été plutôt lente en Amérique du Nord malgré des ressources importantes. Ces ressources se révèlent désormais encore plus importantes, avec la découverte de gisements massifs de lithium en Arkansas. Cette découverte a été faite par des chercheurs de l'US Geological Survey, Arkansas Department of Energy and Environment, et publiée dans Science Advances sous le titre «Évaluation des ressources en lithium dans les saumures de la formation Smackover du sud de l'Arkansas à l'aide de l'apprentissage automatique¹ ».

Un nouveau triangle du lithium ?

Le triangle du lithium est cette zone frontalière en Amérique du Sud entre 3 pays qui contient des quantités massives de saumures riches en lithium, d'où provient un grand pourcentage du lithium mondial.

Les États-Unis semblent avoir leur propre triangle du lithium à l’intersection de l’Arkansas, du Texas et de la Louisiane.

Source: Science Advances

Et la découverte est énorme, doublant potentiellement du jour au lendemain les ressources estimées en lithium des États-Unis.

En utilisant ces cartes de lithium prédites avec des paramètres de réservoir et des informations géologiques, nous avons calculé qu'il y a 5.1 à 19 millions de tonnes de lithium dans les saumures de la formation de Smackover dans le sud de l'Arkansas, ce qui représente 35 à 136 % de l'estimation actuelle des ressources en lithium aux États-Unis.

Comment a-t-il été trouvé ?

On savait déjà que les gisements de pétrole et de gaz de la région étaient également riches en saumures contenant du bromure et du lithium. Cependant, les analyses précédentes ne pouvaient donner qu'une indication de la teneur en lithium à l'endroit où l'échantillon de saumure a été prélevé, avec une large gamme de résultats, allant de 0.08 à 1700 mg/litre.

Les chercheurs ont donc déployé une analyse par IA pour rassembler toutes les mesures connues et les données géologiques de la région. La zone ayant été largement explorée pour la production de pétrole et de gaz, sa structure souterraine est plutôt bien documentée.

Dans cette étude, nous utilisons des données de concentration de lithium dans les saumures publiées et récemment collectées pour former un modèle d'apprentissage automatique et créer une carte spatialement continue du lithium prédit dans les saumures de la formation de Smackover dans le sud de l'Arkansas en utilisant des variables explicatives géologiques, géochimiques et de température.

Cette analyse a montré qu’un site, la formation de Smackover, était beaucoup plus prometteur que les autres.

Source: Science Advances

Prédire la teneur en lithium

L'analyse pilotée par l'IA a permis de déterminer le facteur prédictif le plus important conduisant à la présence ou non de lithium :

• Concentrations de sulfure d’hydrogène dissous (H2S).
• Profondeur de l'échantillon de saumure
• Altitude du sommet de la formation de Smackover
• Épaisseur de la formation de Smackover

Source: Science Advances

En fonction des estimations les plus basses et les plus élevées du volume de saumure et de la concentration en lithium, la quantité totale disponible dans la formation de Smackover pourrait être :

• 1 million de tonnes (faible teneur en lithium, faible volume).
• 11 millions de tonnes (lithium moyen, volume moyen).
• 11 millions de tonnes (teneur élevée en lithium, volume élevé).

Source: Science Advances

Le lithium comme sous-produit

Certaines de ces saumures ont déjà été ramenées à la surface, à la suite d’une exploitation pour la production de brome, ou comme sous-produit de la production de pétrole et de gaz.

Au total, environ 5000 0.1 tonnes, soit moins de XNUMX % des ressources en lithium disponibles dans la formation de Smackover, ont été ramenées à la surface dans les saumures en tant que flux de déchets des industries du pétrole, du gaz et du brome.

Cela représente un faible pourcentage de la ressource totale disponible, mais cela aurait quand même été suffisant pour couvrir la consommation de lithium des États-Unis en 2022, illustrant le potentiel de cette ressource.

Et « Big Oil » étudie la possibilité de tirer parti de son expertise en matière de forage dans la région, avec Exxon prévoit de forer un « puits de lithium ».

Extraction directe du lithium (DLE)

Une nouvelle technologie d'extraction du troisième lithium

À l’heure actuelle, le lithium est produit principalement à l'aide de deux méthodes différentes.

La première consiste à broyer des roches riches en lithium, comme le spodumène, qui est le type de lithium produit par l’Australie.

La deuxième méthode consiste à évaporer la saumure à l'aide de l'énergie solaire dans de vastes bassins d'évaporation. Cette méthode est très rentable, mais elle consomme beaucoup d'eau, ne capte que 50 % du lithium disponible et provoque une pollution importante.

Une troisième méthode est actuellement en cours de développement : extraction directe du lithium.

Membranes sélectives

Les méthodes de concentration du lithium couramment utilisées reposent sur l'évaporation et/ou la concentration minérale. Au lieu de cela, l'extraction directe cible les atomes de lithium grâce à un processus d'extraction sélectif. Cela peut être réalisé à travers quelques méthodes différentes:

• DLE basé sur l'adsorption, où le lithium est physiquement absorbé par un matériau dédié.
• DLE basé sur l'échange d'ions, où le lithium est échangé contre des cations (ions positifs).
• DLE basé sur l'extraction par solvant, où un solvant liquide organique absorbe et dissout le lithium de la saumure.

Source: Récolte du lithium

Les saumures des champs pétrolifères peuvent être une ressource importante en lithium, car ces saumures sont présentes dans le monde entier, sont par ailleurs considérées comme un déchet des industries du pétrole, du gaz et de la saumure et, en fonction de la viabilité des technologies d’extraction directe du lithium, ne nécessiteraient pas une empreinte importante similaire aux processus d’évaporation utilisés pour concentrer les saumures des bassins.

"Évaluation des ressources en lithium dans les saumures de la formation Smackover du sud de l'Arkansas à l'aide de l'apprentissage automatique ».

Nanofiltration au lithium

Une nouvelle méthode d’extraction directe pourrait également avoir été découverte par des chercheurs de l’Université Monash (Australie), publiée dans Nature Sustainability sous le titre «Extraction durable de lithium et coproduction d'hydroxyde de magnésium à partir de saumures de lacs salés ».

Ils ont utilisé la nanofiltration en vrac assistée par EDTA (EALNF) pour extraire le lithium. Cette méthode permet d'extraire simultanément le lithium et le magnésium, améliorant ainsi l'efficacité globale de l'opération. Auparavant, le magnésium était traité comme un déchet de l'extraction du lithium.

Le procédé permet d'obtenir un rejet de Mg2+ ultra-élevé (99.85 %), un flux de Li+ ultra-rapide et un facteur de séparation Li+/Mg2+ sans précédent dans des conditions industrielles.

Le magnésium est souvent présent dans les saumures et peut poser des problèmes pour l'extraction sélective du lithium. C'est pourquoi ces ressources sont souvent ignorées au profit de saumures « plus faciles ».

« Notre technologie permet une récupération du lithium de 90 %, soit près du double des performances des méthodes traditionnelles, tout en réduisant considérablement le temps nécessaire à l'extraction, de plusieurs années à quelques semaines seulement. »

Il consomme également moins d'eau que d'attendre que la saumure s'évapore dans des bassins artificiels. En fait, il produit même de l'eau douce comme sous-produit, au lieu de le consommer. Avec de nombreuses ressources en lithium dans des régions pauvres en eau, cela pourrait faire la différence.

Investir dans Lithium et Technologie de batterie

Les batteries lithium-ion ont déjà changé le monde à plusieurs reprises, en permettant aux gens de transporter partout des appareils électroniques de pointe ou en alimentant les voitures uniquement à l'électricité.

Ils pourraient encore le faire, ou d’autres types de batteries, en permettant un réseau électrique 100 % renouvelable ou en permettant l’électrification des avions lorsqu’une densité énergétique suffisamment élevée sera atteinte.

Vous pouvez investir dans des sociétés liées aux batteries par l'intermédiaire de nombreux courtiers, et vous pouvez trouver ici, sur Securities.io, nos recommandations pour les meilleurs courtiers en Etats-Unis, Canada, Australie, au Royaume-Uni, ainsi que dans de nombreux autres pays.

Si vous ne souhaitez pas choisir des sociétés de batteries spécifiques, vous pouvez également vous tourner vers les ETF biotechnologiques comme Amplify ETF sur la technologie du lithium et des batteries (BATT), Global X ETF sur la technologie du lithium et des batteries (LIT)ou de la ETF WisdomTree Battery Solutions UCITS, ce qui offrira une exposition plus diversifiée pour capitaliser sur l'industrie croissante du lithium et des batteries.

Ou vous pouvez consulter notre «Top 10 des stocks de métaux pour batteries et d’énergies renouvelables ».

Société d'extraction directe de lithium

Rio Tinto est un géant de l'industrie minière (le deuxième plus grand au monde), avec une forte présence dans l'extraction du fer, ainsi que du cuivre, de l'aluminium, de l'or, de l'uranium, etc.

Rio Tinto connaît une croissance rapide, notamment avec le projet de méga mine de fer de Simandou en Guinée et la mine de cuivre d'Oyu Tolgoi, le plus grand projet de l'histoire de la Mongolie.

Rio Tinto devrait fournir 25 % de la croissance des volumes de l'offre mondiale de cuivre au cours des cinq prochaines années.

Elle a récemment fait une entrée massive dans le secteur minier du lithium, avec l'acquisition du géant du lithium Arcadium Lithium, lui-même issu de la fusion en 2023 des grands producteurs de lithium Allkem et Livent, ce qui en fait le 3e producteur mondial de lithium.

Source: arcade

La fusion a donné naissance à une entreprise couvrant toutes les étapes de production et de traitement du lithium. Arcadium a mis en place des plans d'expansion visant à plus que doubler sa capacité d'ici fin 2028

Innovations Arcadium

DLE

Concernant cette acquisition, ce qui a été décrit comme «Le véritable prix de Rio Tinto« est la technologie d'extraction directe du lithium (DLE) d'Arcadium. Arcadium travaille en fait sur le DLE depuis 1996, en combinaison avec des livres d'évaporation, et a récemment réalisé des progrès significatifs pour le rendre commercialement viable en tant que méthode d’extraction autonome.

notable, Livent a acquis ILiAD Technologies en 2023.

« La plate-forme technologique ILiAD combine un adsorbant sélectif au lithium de qualité supérieure avec un traitement en lit à contre-courant continu »

« Livent est le plus grand praticien et le plus grand utilisateur mondial de processus de production basés sur DLE, et nous sommes ravis qu'ils aient reconnu les avantages qu'ILiAD apporte à l'avenir du DLE.

Il semble que l'expertise à long terme d'Arcadium en matière de DLE et la « vaste gamme de saumures chargées de lithium dans une grande variété de conditions » d'ILiAD aient été une des principales raisons de la décision de Rio Tinto d'acquérir Arcadium, en plus de sa faible valorisation due à la nature cyclique des marchés du lithium.

Feuille de lithium

Arcadium a également développé LIOVIX, une forme de feuille de lithium imprimable qui pourrait être utilisée pour améliorer les performances des batteries, réduire les coûts de fabrication et réduire l'utilisation du lithium.

Source: arcade

Le profil vert de Rio Tinto

L'acquisition d'Arcadium a fermement placé Rio Tinto dans le camp des innovateurs de l'industrie minière après son innovation dans l'extraction du cuivre grâce à son entreprise Noix. Nuton's la nouvelle technologie permet un taux de récupération du cuivre beaucoup plus élevé à partir du minerai extrait.

La production d'aluminium de Rio Tinto est à faible émission de carbone, grâce à l’énergie hydraulique utilisée pour raffiner la bauxite en alumine puis en aluminium.

Rio Tinto a également investi dans d’autres projets de lithium, récemment acquis le Projet Ricon en Argentine et de la Projet controversé de lithium Jadar en Serbie (potentiellement le plus grand projet de lithium en Europe).

Du fait de ses récentes acquisitions et de ses nouveaux projets, Rio Tinto devrait de plus en plus être perçu comme un mineur de fer dans l’âme, avec un profil de plus en plus vert et une forte croissance dans tous les métaux requis par la transition énergétique, notamment le cuivre, l’aluminium à faible teneur en carbone et le lithium.

Référence de l'étude :

^{1. Knierim, KJ, et al. (2024). Évaluation de la ressource en lithium dans les saumures de la formation Smackover du sud de l'Arkansas à l'aide de l'apprentissage automatique. Avancées scientifiques, 10, Article adp8149. https://doi.org/10.1126/sciadv.adp8149}