Le projet européen EuGeLi, achevé en décembre 2021, a permis de réaliser la première production de carbonate de lithium issu d’eau géothermale européenne. Prochaine étape : optimiser le modèle économique pour produire en Europe du lithium pour les batteries en complément d’une énergie renouvelable.
17 janvier 2022
Schéma du processus d’extraction du lithium de saumure géothermale Schéma du processus d’extraction du lithium de saumure géothermale

Schéma du processus d’extraction du lithium de saumure géothermale. 

© Eramet 

Le besoin

Le projet EuGeLi (European Geothermal Lithium Brine), financé par l’Institut Européen d’Innovation et de technologie, section Matières Premières (EIT Raw Materials), visait à développer à l’échelle industrielle un procédé de co-production de lithium et d’énergie, à partir de saumures géothermales dans le fossé rhénan.

Dans le cadre de la transition énergétique, le lithium est un métal qui suscite un fort intérêt, en particulier pour la fabrication de batteries pour les véhicules électriques, pour laquelle la demande mondiale ne cesse d'augmenter et dont l’approvisionnement est aujourd’hui très majoritairement assuré par l’Amérique Latine, l’Australie et la Chine.

Dans un tel contexte, mettre en place une filière industrielle européenne de production de lithium à partir de ressources non conventionnelles est nécessaire. C’est tout l’enjeu du projet EuGeLi dont la coordination était assurée par le groupe français ERAMET autour de 8 autres partenaires (français, allemands et belges). Ce projet s’est déroulé de janvier 2019 à décembre 2021 (3 ans).

Les résultats

Le projet EuGeLi visait à développer une production de lithium de qualité batterie extrait de saumures géothermales situées à la frontière franco-allemande. Cette région constitue un important réservoir pour ces saumures, lesquelles sont actuellement exploitées pour la production d’électricité et de chaleur. Elles sont très souvent enrichies en lithium grâce aux interactions eau/roches qui se produisent en profondeur. Elles constituent une ressource de lithium dormante en Europe et qui attend d’être valorisée.

Un procédé innovant, développé par ERAMET et l’IFPEN, permet d’extraire le lithium des saumures géothermales. Il est composé de colonnes d'extraction remplies d'un matériau d'adsorption qui capte de façon sélective le lithium de la saumure. L’objectif du projet était d’extraire le lithium de l’eau souterraine avant de la réinjecter tout en exploitant la ressource géothermique.

Le projet EuGeLi s’est achevé par un succès : les premiers kilogrammes de carbonate de lithium de qualité batterie issus d’eau géothermale européenne ont été produits. Il s’agit d’une première. Le lithium contenu dans cette eau a été extrait en ligne à moyenne température et sous pression sur le site en opération de Soultz-sous-Forêts (Bas-Rhin).

Le site de Soultz-sous-Forêts Le site de Soultz-sous-Forêts

Le site de Soultz-sous-Forêts dans le Bas-Rhin. 

© BRGM - Albert Genter 

L’utilisation

Les objectifs techniques du projet ont été atteints. Les prochaines étapes vont consister à optimiser le modèle économique afin d’évaluer si un schéma compétitif de production de lithium pour les batteries est possible, à échelle industrielle, en complément d’une énergie renouvelable, le tout made in France et sans CO2.

Les retombées du projet EuGeLi sont les suivantes :

  • Initier un approvisionnement en lithium avec un objectif durable à long terme en Europe, ainsi qu’un fort développement des applications en aval telles que le marché des batteries à fort potentiel de croissance, et l'industrie des céramiques.
  • En outre, le processus alternatif proposé vise à réduire considérablement l'empreinte environnementale des unités industrielles de production de lithium.

Le rôle du BRGM

Dans le cadre du projet EuGeLi, le BRGM a en charge spécifiquement :

  • L’inventaire de la ressource (base de données, traitement géostatistique et cartographies des saumures géothermales en Europe). Cet inventaire a pour objectif de mieux comprendre l’origine des enrichissements en lithium et compile des données pour une centaine de saumures (avec Li > 90 mg/L) ainsi que les paramètres de température, de débit, de compositions élémentaires majeurs/trace/isotopes (environ 100 paramètres au total).
  • La modélisation géochimique du procédé et la définition des paramètres clés de contrôle, sur la base d’essais au laboratoire et in situ.
  • Le monitoring par des analyses chimiques / isotopiques lors des tests du pilote sur le site.

Les partenaires

  • ERAMET (Coordinateur) 
  • és - électricité de Strasbourg
  • IFP Energies Nouvelles
  • Chimie Paris Tech.
  • BASF
  • Eifer
  • VITO
  • VUB - Vrije Universiteit Brussel