Doit-on applaudir ou s’inquiéter : une découverte scientifique permettrait de récupérer du lithium à partir des eaux usées qui ont servi à la fracturation de la roche dans le scénario classique d’extraction du gaz de schiste !? Diversifier les sources d’approvisionnement de ce minerai est une excellente nouvelle dans un contexte de développement des véhicules électriques à batterie de traction. Mais lorsqu’une de ces sources provient d’une des manières les plus polluantes et catastrophiques pour obtenir une énergie fossile, l’enthousiasme baisse forcément de plusieurs crans ! Doit-on, avec une pratique controversée, alourdir la réputation de ces engins que l’on présente comme une solution majeure de mobilité durable ?
Membrane
A la base, une découverte qui s’appuie sur des travaux plus anciens. Celle d’un professeur et de son équipe de recherche de l’Université du Texas implantée à Austin. Plus précisément, Benny Freeman est chercheur-enseignant au département de génie chimique McKetta de la Cockrell School of Engineering. Associée à des collègues australiens du département de génie chimique de l’Université Monash (Melbourne) et de l’Organisation fédérale pour la recherche scientifique et industrielle (Canberra), l’équipe américaine a mis au point une nouvelle méthode a priori très efficace pour extraire métaux et minéraux, dont le lithium, à partir de l’eau. Cela, en exploitant une membrane en réseaux métallo-organiques qui reproduit la fonction de sélectivité ionique des membranes cellulaires biologiques. Les résultats de leurs travaux ont été publiés dans le numéro du 9 février 2018 de Science Advances.
Schiste
Sur le territoire texan, les formations de schiste Barnett et Eagle Ford sont actuellement en cour d’exploitation pour en obtenir le fameux gaz sur lequel nombre d’industriels fondent leur espoir d’en faire l’alternative à certains produits pétroliers. Les membranes en réseaux métallo-organiques séparent efficacement les ions métalliques fortement présents dans les eaux usées produites en grandes quantités par la fracturation hydraulique. Pour rappel, cette technique de fissuration massive d’une roche, au moyen d’injections d’un liquide sous pression, permet de récupérer du pétrole ou du gaz dans des matières très dures. L’idée des chercheurs est simple : puisque les eaux usées qui reviennent après injection sont particulièrement riches en lithium, autant l’extraire et l’exploiter. Certes, l’idée de récupérer une matière ou un matériau plus ou moins précieux dans une grande quantité de liquide dont on cherche à se débarrasser est plus qu’intéressante. Mais le scénario tend à légitimer une pratique que nombre de pays et territoires interdisent, du fait des conséquences géologiques et environnementales non maîtrisées.
Un puits = 200 VE par semaine
Sans doute pourrait-on croire que la découverte des scientifiques américains et australiens ne permettrait pas de bouleverser le marché du lithium et le monde du véhicule électrique. Erreur ! Chaque puits dans les formations de schiste Barnett et Eagle Ford produit jusqu’à 1.135.000 litres d’eau usée par semaine. De quoi fabriquer les batteries pour 200 voitures électriques ! Oui, 200 VE équipés par semaine pour un seul puits en action. Soit, pour 1 mois, de quoi servir toutes les Renault Zoé et Kia Soul immatriculées en France en janvier 2018 ! Depuis plus de 10 ans, ce sont plusieurs dizaines de milliers de puits qui ont été exploités sur ces sites ! Le potentiel est donc particulièrement important, tant que la course au gaz de schiste y sera ouverte. Il est sorti de ces zones bien plus de lithium que nécessaire pour fabriquer toutes les batteries de traction des véhicules électriques construits dans le monde sur la même période ! On ne peut s’empêcher de raisonner, a posteriori, en termes de gaspillage ! Mais on imagine aussi très bien le boulet que constituerait aujourd’hui pour les voitures électriques une utilisation du lithium obtenu des formations de schiste Barnett et Eagle Ford si le minerai avait été exploité dans la fabrication de leurs accumulateurs ! A moins d’y trouver une justification environnementale très forte !
Désastre
En quelque 15 ans, les articles se sont accumulés pour dénoncer le désastre environnemental que constitue l’extraction du gaz de schiste par fracturation de la roche. Dans l’un d’eux, publié en ligne il y a tout juste 2 ans par le magazine américain The Texas Observer, – dont le siège est lui aussi basé à Austin -, on apprend qu’il s’échappait à cette époque jusqu’à 60.000 kilogrammes de méthane toutes les heures sur le site des formations de schiste de Barnett. Pour rappel, ce gaz aurait un impact 84 fois plus important que le CO2 sur le dérèglement climatique. Et cela, à cause de la fracturation du sous-sol. Ces chiffres, le média ne les a pas inventés. Ils sont issus des estimations calculées par des chercheurs du Environmental Defence Fund, qui ont travaillé avec leurs homologues universitaires du Colorado et du Michigan. Plus récemment, le 1er février 2018, le site Power Technology publiait un papier intitulé « Fracking could disrupt aquatic ecosystems, study finds » dans lequel sont mis au jour les résultats d’une étude qui s’inquiète de l’impact de la fracturation hydraulique sur les écosystèmes aquatiques. En janvier dernier, une production publiée sur le média Web Offshore Technology conclut que « le gaz de schiste est l’un des moyens les moins durables de produire de l’électricité ».
A oublier ?
Faut-il abandonner l’idée d’extraire le lithium de l’eau par l’action de membranes en réseaux métallo-organiques ? Pas forcément ! Puisque le lithium est présent dans l’eau de mer, il serait intéressant de connaître le rendement potentiel de la découverte de Benny Freeman dans ce cas. Le minerai des batteries de traction s’y trouve très certainement dans des proportions bien moindres, mais les fameuses membranes ont aussi le pouvoir de débarrasser l’eau du sel qu’elle contient. Une piste à explorer pour une application du procédé serait sans doute de connaître l’intérêt de transformer, en eau douce, de l’eau de mer, tout en récupérant le lithium qui s’y cache. Les chercheurs estiment déjà que cette technologie coûte moins cher et consomme moins d’énergie que la désalinisation par les méthodes habituelles, comme, par exemple, l’osmose inverse. Il est à espérer que les bons choix seront faits pour que cette découverte soit exploitée utilement et de façon saine et transparente.
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