Des chercheurs de Columbia Engineering décrivent une extraction du lithium par solvant sensible à la température, capable de viser des saumures diluées et de réduire le recours aux immenses bassins d’évaporation : un changement potentiel pour une chaîne d’approvisionnement encore très sale.
Le lithium est devenu le nerf de la guerre des batteries, des voitures électriques et du stockage réseau. Le problème, c’est que la production actuelle reste lente, gourmande en eau et concentrée dans quelques régions. Une équipe de Columbia propose un raccourci chimique : capturer le lithium directement dans les saumures, puis le relâcher à la chaleur. Sur le papier, c’est plus rapide, plus sélectif et plus simple à déployer là où l’évaporation solaire ne marche pas.
Un métal stratégique coincé dans une extraction du siècle dernier
La transition énergétique adore les slogans, mais elle dépend d’un métal très concret : lithium. Il est au cœur des batteries rechargeables et des systèmes qui absorbent les creux du solaire et de l’éolien. Or, une partie importante du lithium mondial vient de saumures souterraines, et l’extraction la plus répandue repose encore sur l’évaporation solaire. Concrètement, on pompe une saumure, on l’étale dans des bassins, et on attend que le soleil fasse le travail. Le hic, c’est le temps et l’empreinte. Quand un procédé peut durer jusqu’à deux ans, il devient un frein industriel. Et quand il exige des surfaces immenses dans des zones arides, il se transforme en sujet politique. Le lithium est “propre” une fois dans la batterie, mais sa production peut être tout sauf propre.
Les bassins d’évaporation : efficaces, mais prisonniers de la géographie
L’évaporation solaire fonctionne surtout dans des régions sèches, plates et très ensoleillées. Cela limite mécaniquement les sites viables, et donc la diversification de l’offre. Dans des zones plus humides, plus contraintes, ou plus densément peuplées, le modèle se heurte à la réalité : pas assez de place, pas les bonnes conditions climatiques, pas la même tolérance locale. Il y a aussi une tension évidente sur la ressource en eau. Même si l’on parle de saumures, les prélèvements, les réinjections et les impacts sur les écosystèmes deviennent rapidement explosifs. Résultat : la demande mondiale grimpe, mais l’outil industriel n’évolue pas au même rythme.
Un solvant “commutable” qui attrape le lithium puis le relâche
L’approche décrite par Columbia Engineering s’appuie sur un solvant sensible à la température. À température ambiante, le système extrait le lithium et de l’eau depuis la saumure. Puis, quand on chauffe, il relâche le lithium dans un flux purifié et le solvant se régénère pour être réutilisé. Le nom du procédé est S3E, pour “switchable solvent selective extraction”. L’idée est de réduire la chimie lourde et les post-traitements interminables. C’est une extraction “directe”, conçue pour accélérer le cycle et éviter de dépendre d’un climat désertique. Sur le papier, c’est un levier de vitesse et de coût.
La sélectivité, l’arme contre le sodium, le potassium et le magnésium
Dans une saumure, le lithium n’est pas seul. Il est entouré d’ions très proches, notamment le sodium et le potassium, et le magnésium est un contaminant redouté. Si votre procédé attrape “un peu tout”, vous perdez du temps et vous alourdissez la facture. Les résultats annoncés mettent l’accent sur la sélectivité : jusqu’à dix fois plus favorable au lithium qu’au sodium, et douze fois plus qu’au potassium. Le magnésium, lui, serait écarté via une étape de précipitation chimique. Dit simplement : le procédé cherche à isoler le lithium sans transporter un zoo ionique vers les étapes suivantes. C’est la condition pour rendre l’approche industrialisable.
Un cas d’école : la mer de Salton, un gisement qui ne colle pas à l’évaporation
L’équipe a testé le système sur des saumures synthétiques inspirées d’un site géothermique très discuté : la mer de Salton, en Californie du Sud. La zone est souvent citée comme une réserve potentiellement énorme, avec une estimation évoquant de quoi alimenter plus de 375 millions de batteries de véhicules électriques. Dans ces tests, le système aurait récupéré près de 40 % du lithium après quatre cycles, en réutilisant le même lot de solvant. Ce n’est pas encore un rendement final optimisé, mais c’est une preuve de principe : le procédé peut tourner en boucle et viser une exploitation plus continue. Et surtout, il vise des saumures où l’évaporation solaire “classique” n’est pas praticable.
L’énergie du procédé : la chaleur “basse” comme carburant discret
Un point clé est le type d’énergie nécessaire. Le procédé pourrait utiliser une chaleur dite “basse”, récupérée sur des rejets industriels, ou issue de capteurs solaires thermiques. C’est un détail qui compte, parce qu’un procédé d’extraction qui exige beaucoup d’électricité chère devient vite incohérent. Si la chaleur disponible localement suffit à piloter le cycle extraction-relargage, le coût opérationnel baisse, et l’empreinte carbone peut être mieux maîtrisée. L’intérêt est donc double : une extraction plus rapide, et une intégration possible dans des sites existants, notamment géothermiques, où la chaleur est déjà là. C’est un pari énergie et logistique.
Ce que ça change si ça marche : plus de sites, moins de bassin, plus de tension sur les acteurs
Les chercheurs insistent sur un point : il s’agit d’un démonstrateur, pas d’une usine prête à tourner. Le rendement et l’efficacité doivent encore être optimisés, et le passage à l’échelle réserve toujours des surprises. Mais si l’approche tient, l’impact est clair : ouvrir l’accès à des saumures à faible concentration, réduire la dépendance aux bassins, et élargir la carte des producteurs. Dans un marché où quelques régions dictent le tempo, une extraction plus flexible peut rebattre les cartes. Elle peut aussi déplacer la compétition vers la technologie de procédé, les brevets, la capacité à sécuriser des partenariats locaux, et la vitesse de déploiement. Le lithium deviendrait moins un produit de “géographie” et plus un produit de procédé.
| Approche | Principe | Limite majeure |
| Évaporation solaire | bassins, temps long, concentration progressive | dépend du climat et du foncier |
| Mine “roche dure” | extraction minière puis raffinage | énergie, impacts, acceptabilité |
| S3E (solvant) | extraction directe avec solvant commutable | à optimiser et valider à l’échelle |
