Projet EuGeLi : du lithium européen pour les futures batteries des véhicules électriques

Produire du lithium "made in Europe", c’est l’ambition du projet européen EuGeLi, mené par Eramet qui réunit notamment Electricité de Strasbourg-Géothermie, BASF, le BRGM et l’IFP Energies nouvelles.

Le projet collaboratif de recherche et d’innovation EuGeLi (European Geothermal Lithium Brine) a pour principal objectif de valider un procédé reposant sur un solide actif co-développé par Eramet, d’améliorer les estimations des réserves de lithium contenus dans les ressources géothermales européennes, et de développer un modèle économique rentable intégré de l’extraction jusqu’au raffinage de lithium en produits de qualité batterie. EuGeli rassemble un consortium de neuf partenaires parmi lesquels des industriels, des universitaires et des centres de recherche. Il a démarré en janvier 2019 et se terminera en décembre 2021. Son budget de 3.9M€ est financé à près de 85% par l’EIT-Raw Materials, un organisme de l’Union européenne. Au cours de ce projet, cinq semaines d’essais pilotes permettront de tester le procédé sur le site d’une centrale de géothermie en Alsace.

Le défi : une extraction performante et responsable

Pour mener à bien ce projet, il s’agit d’installer une unité d’extraction directe du lithium, sur la branche de réinjection d’un puits de géothermie existant.  Cette unité est composée de colonnes remplies du matériau actif, véritable « éponge » à lithium qui extrait sélectivement cet élément (loading). Ce matériau se présente sous la forme de petits granulés. La saumure appauvrie en lithium peut être ensuite réinjectée dans le sous-sol. Le lithium est récupéré en faisant passer de l’eau légèrement saline dans ces colonnes (elution). Il en résulte une solution concentrée en lithium qui sera purifiée avant l’étape de précipitation du carbonate de lithium de qualité batterie.  Ce procédé d’extraction directe a été développé dans le cadre du Projet Lithium en Argentine. La formulation du matériau actif a été faite pour être utilisé à température ambiante et à pression atmosphérique.  Le principal challenge du projet EuGeLi est l’adaptation du procédé aux saumures géothermales européennes et à leur conditions d’exploitation, notamment les conditions de pression et température de la branche de réinjection du puits (80°C, 20 bars).  Par ailleurs, la saumure pompée étant ensuite réinjectée dans le sous-sol, le procédé d’extraction du lithium ne doit en aucun cas impacter ou perturber l’environnement naturel du sous-sol. Enfin, le carbonate de lithium, produit final du procédé, doit être d’une très grande pureté pour alimenter le secteur des batteries Li-ion.

Infographie du procédé d'extraction de lithium du projet EuGeLi

Activités réalisées durant le projet

Le projet est découpé en trois axes de travail principaux, interconnectés les uns avec les autres :

  1. Le premier axe consiste à évaluer les ressources en lithium dans les eaux géothermales européennes. Cette étude adresse les questions de la provenance de ce lithium et cherche à établir des modèles prédictifs sur la base de paramètres géologiques comme la température de l’eau ou encore la nature des roches du sous-sols. 
  2. Le deuxième axe a pour objectif le développement du procédé d’extraction directe. Dans un premier temps il s’agit d’optimiser, à l’échelle laboratoire, le matériau actif chargé de capter le lithium présent dans la saumure, pour qu’il puisse être utilisé dans les conditions de pression et de température de la géothermie. Ensuite, ce matériau sera produit à une échelle semi-industrielle et deux pilotes d’extraction directe seront réalisés sur un puits de géothermie en Alsace pour produire une solution concentrée en lithium. Le dernier pilote aura lieu au centre d’Eramet Ideas pour produire le carbonate de lithium à partir de la solution concentrée issue des premiers pilotes. L’objectif est ici de qualifier la faisabilité technique et économique du procédé.
  3. Enfin les résultats des deux premiers axes viendront alimenter une étude pour établir les différents modèles économiques de production de lithium à partir des ressources géothermales. Cette étude vise à qualifier la faisabilité et la rentabilité globale d’un projet industriel de coproduction du lithium et de l’énergie.

Consortium

Membres du consortium du projet EuGeLi

Board members

Membres du Board du projet EuGeLi

Logos EIT Materials