Voiture électrique: la planète bientôt à court de lithium ?

BLOGUE / La question très à la mode depuis quelques années, et pour tout dire un peu inquiétante. Alors que la production de voitures électriques est en train de prendre son envol — et qu'elle doit absolument continuer à le faire, changements climatiques obligent —, la demande pour certains métaux essentiels pour fabriquer leurs batteries connaît elle aussi une explosion phénoménale. Au point où d'aucuns craignent que l'on finisse par manquer de certains de ces métaux...

Il est vrai qu'avec une croissance de 73 % entre 2010 et 2014, le marché de la pile lithium-ion (la principale pour les voitures) connaît une progression spectaculaire. On comprend aisément pourquoi ils sont nombreux à annoncer un «pic du lithium» dans un avenir plus ou moins rapproché, ou du moins à questionner sérieusement la capacité de l'industrie minière à augmenter suffisamment sa production de divers métaux (surtout le lithium, mais il y en a d'autres) pour répondre à la demande future.

Cependant un trio de chercheurs du MIT a publié récemment, dans la revue savante Joule, une analyse des possibles goulots d'étranglement qui pourraient menacer sérieusement la production de batterie. Et ils concluent que non, la matière première ne devrait pas être un problème sur un horizon d'une quinzaine d'années. Il reste (et restera sans doute toujours) quelques points d'interrogation, écrivent-ils, mais rien de bien effrayant.

Parmi les «ingrédients» qui entrent dans la production des batteries lithium-ion, plusieurs sont considérés comme très abondants, si bien que l'industrie des piles, même en tenant compte de sa croissance exponentielle, ne représentera jamais plus qu'une petite partie du marché. Pour ceux-là — le cuivre, l'aluminium et les polymères dont sont faits les membranes, par exemple —, personne n'envisage de pénurie. Alors Elsa Olivetti et trois de ses collègues du MIT se sont plutôt concentrés sur cinq autres matériaux plus rares, ou du moins dont la production est moins massive : le lithium, le cobalt, le nickel, le manganèse et le graphite.

Il est apparu rapidement que le nickel et le manganèse sont utilisés dans un vaste éventail d'industries et que ni leur quantité dans le sol, ni les capacités de minage ne posent problème. Dans le cas du graphite, plus de 60 % de la production mondiale est concentrée dans un seul pays, la Chine, ce qui laisse théoriquement ouverte la possibilité qu'une catastrophe (ou une décision politique de Pékin) vienne compromettre l'approvisionnement mondial. Mais comme le graphite est très abondant partout dans la croûte terrestre (ce n'est rien d'autre que du carbone, après tout), que son extraction est relativement facile et qu'il existe des possibilités d'accroître significativement la production en plusieurs endroits, notamment le Brésil et l'Afrique, ce n'est guère inquiétant, concluent les auteurs.

Le portrait est un brin plus nuancé en ce qui concerne le lithium. Les réserves dans le sol sont abondantes, la question n'est pas là : c'est la capacité mondiale d'en produire qui a soulevé des questions depuis quelques années. Or c'est moins préoccupant qu'il n'y paraît, estiment Mme Olivetti et ses collègues. S'il n'y avait que des mines «classiques» qui en extrayaient du sol, il y aurait peut-être là un goulot d'étranglement significatif, puisque il faut beaucoup de temps pour qu'un projet minier finisse par entrer en production. Mais il y a une autre avenue, qui compte déjà pour environ la moitié de la production totale et qui est beaucoup plus rapide à «faire lever», comme on dit : extraire le lithium de saumures, soit de l'eau extrêmement salée qui se trouve profondément dans le sol. C'est moins cher que le minage et on peut lancer les opérations en seulement 8 à 12 mois, notent les chercheurs du MIT.

Si des problèmes d'approvisionnement viennent perturber la production de voitures électriques, ce sera plus vraisemblablement à cause du cobalt. La moitié de la production mondiale vient de la République démocratique du Congo, une région qui a connu sa large part d'instabilité politique au cours des dernières décennies. En outre, environ la moitié de l'offre est rattachée à l'industrie du nickel, pour qui le cobalt est un sous-produit : il fournit des revenus d'appoint, chose que bien peu d'entreprises à but lucratif dédaignent, mais la valeur que ces minières tirent du Co est à peu près 10 fois moindre que celle du nickel. Alors si, pour une raison ou pour une autre, le cour du nickel s'écroulait au cours des prochaines années, la valeur du cobalt ne suffirait vraisemblablement pas à maintenir les opérations. Des mines fermeraient et la production de cobalt chuterait. De plus, le raffinage du cobalt est lui aussi très concentré (en Chine).

Mme Olivetti et ses collègues ont ensuite fait des projections des besoins en cobalt pour la fabrication de batteries Li-ion (que ce soit pour des autos ou pour d'autres usages) jusqu'en 2025. À l'heure actuelle, ces besoins sont d'environ 50 000 tonnes par année, ce qui représente déjà environ la moitié de la production mondiale de cobalt. Selon le scénario retenu (croissance pas trop forte vs très rapide de la demande pour ces batteries), cette demande pourrait se situer entre 136 et 330 kilotonnes en 2025. Dans ce dernier cas, l'approvisionnement en cobalt pourrait devenir problématique (la demande pour les piles dépasserait l'offre mondiale), mais c'est pour l'instant une possibilité assez extrême.

Mme Olivetti n'est pas particulièrement inquiète. Il y a beaucoup de projets miniers dans les cartons, il y en aura encore plus si les prix du cobalt augmentent, et il existe d'autres avenues à explorer, comme le recyclage du cobalt dans les déchets électroniques et la recherche de nouveaux matériaux pour le remplacer.

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