L’empreinte écologique des batteries : rumeurs et réalités

Que ce soit pour l'équipement des véhicules électriques ou le stockage de l'électricité produite par des installations solaires ou des parcs éoliens, les batteries lithium-ion sont devenues un des maillons essentiels de la transition énergétique. Mais dans certains médias et sur les réseaux sociaux, leur empreinte écologique est régulièrement pointée du doigt. Alors, si « sales » que ça les batteries ?

Des batteries géantes sont notamment de plus en plus utilisées pour l'équilibrage des réseaux électriques. Dans ce cas elles permettent d'éviter les risques de blackout. Mais un nombre croissant de ménages et d'entreprises en installent également pour stocker l'électricité produite par leurs panneaux photovoltaïques.
Les critiques à leur encontre concernent principalement leur utilisation de « terres rares » ou de « métaux rares » comme le cobalt, mais aussi l'empreinte écologique du lithium dont l'extraction consommerait des « quantités astronomiques » d'eau ou le fait qu'elles ne seraient pas ou peu recyclées. Qu'en est-il vraiment ?

Lithium et consommation d'eau
Le lithium est utilisé dans l'électrolyte des batteries. Ce métal léger ne représente que 2 % du poids d'une batterie. Contrairement à la (fausse) rumeur, il est relativement abondant sur terre. Comme le sodium, son cousin de la famille des alcalins (lequel est un des composants du sel de cuisine), on trouve du lithium dans l'eau des océans à raison de 18 mg/l. Même sans tenir compte de cette ressource, les réserves mondiales exploitables sont estimées aujourd’hui à 80 millions de tonnes. Au rythme de sa consommation actuelle, on en a pour ... 900 ans !
Le lithium n'est pas seulement utilisé dans les batteries, il intervient aussi par exemple dans la fabrication des verres et des céramiques, des graisses et des lubrifiants ou de l'acier.

Pour des raisons économiques il est surtout extrait dans deux types de gisements :

les « saumures »[1] qui se trouvent dans des nappes souterraines, sous les « salars », c'est-à-dire les déserts de sel présents principalement en Amérique du sud (Bolivie, Argentine, Chili) ;
certaines roches riches en lithium appelées « pegmatites » ; ces gisements-là sont répartis un peu partout sur la planète, y compris en Europe, mais ils sont surtout exploités en Australie, dans des carrières à ciel ouvert, où leur concentration en lithium est plus élevée.

60% du lithium extrait dans le monde provient de carrières en Australie

Du lithium en quantités non négligeable a aussi été détecté dans certaines nappes phréatiques. Son exploitation est notamment envisagée en Alsace et en Allemagne, de l'autre côté du Rhin.
Des carrières de lithium sont également en projet dans plusieurs pays européens, notamment en Serbie et au Portugal.

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Aujourd'hui, 60% du lithium consommé dans le monde sont extraits des carrières de pegmatique en Australie. C'est d'ailleurs de celles-ci que provient la quasi-totalité du lithium présent dans l'électrolyte des batteries car cette utilisation nécessite un lithium très pur ; or celui qui est prélevé dans les salars d'Amérique du Sud contient plus d'impuretés et son raffinage est coûteux.

Pourtant lorsque l'empreinte écologique du lithium des batteries est montrée du doigt par certains, c'est son extraction dans les salars qui est critiquée. Les « saumures » contenant le chlorure de lithium sont situées dans des nappes souterraines entre 1,5 et 60 m de profondeur sous les salars. Elles sont pompées et déversées en surface dans des bassins d'évaporation. Le chlorure de lithium y est ensuite progressivement concentré puis récolté par une méthode similaire à celle qu'on utilise pour produire du sel de cuisine dans les marais salants. Une technique qui « consomme des quantités énormes d'eau » reprochent certains : la production du lithium contenue dans la batterie d'une Tesla (capacité de 64 kWh) s'accompagnerait par exemple de la consommation de 3.800 à 6.000 litres d'eau. A première vue, cela semble beaucoup !

Extraction de lithium dans un salar d'Amérique du sud, par une technique similaire à celle qui est utilisée dans les marais salants. Mais ce n'est pas ce lithium qui est employé dans les batteries

Mais relevons d'abord que cette eau provient des saumures très chargées en sel se trouvant dans les nappes sous les salars, qu'elle est tout-à-fait impropre à la consommation et qu'elle ne peut pas être utilisée non plus pour l'irrigation des cultures.
Ensuite, une étude scientifique menée par des chercheurs de l'Institut Helmholz de Ulm en Allemagne a démontré qu'en réalité cette quantité d'eau est équivalente à celle qui est nécessaire pour cultiver 10 avocats ou le café utilisé dans 30 tasses, ou encore produire :

250 grammes de viande de boeuf ;
½ jean
211 litres d'essence : l'industrie du pétrole consomme en effet 18 litres d'eau pour produire un litre de carburant ... Lire la suite de l'actu sur revolution-energetique.com