L’extraction de matières premières critiques valorise les saumures géothermiques
En raison de leur importance économique et du risque d’approvisionnement, certaines matières premières ont été désignées comme matières premières critiques (CRM pour «critical raw materials»)(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Certaines de ces matières sont présentes dans les fluides géothermiques, et des études préliminaires ont montré qu’un seul puits pouvait produire des quantités considérables de certaines CRM pour des secteurs industriels clés. Le développement de cette ressource inexploitée présente des défis. Les sites prometteurs doivent être identifiés et caractérisés du point de vue de leur potentiel de CRM, et des technologies d’extraction efficaces doivent être mises au point. Le projet CRM-geothermal(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, s’efforce de relever ces défis.
Localiser des saumures géothermiques prometteuses
Le projet vise à établir une vue d’ensemble des CRM dans les saumures géothermiques. «Afin de déterminer quels fluides géothermiques pourraient présenter un intérêt économique pour la coproduction de CRM, nous avons cartographié un large éventail de ces matières dans des puits géothermiques en Europe et dans le rift est-africain. Nous avons relevé une quantité importante de lithium, de strontium, de bore et d’hélium dans les fluides géothermiques», explique Simona Regenspurg, coordinatrice du projet. Les sites d’essai comprennent les Cornouailles (Royaume-Uni), l’Allemagne du Nord, l’Islande, le Kenya et la Turquie. En Cornouailles, les saumures géothermiques sont enrichies en lithium et en hélium. Les fluides du bassin d’Allemagne du Nord présentent de fortes concentrations de lithium et de strontium. Sur les sites islandais, où les températures peuvent atteindre 250 °C, le projet étudie l’enrichissement en CRM des précipités qui se forment lorsque le fluide est refroidi au cours du processus de production d’énergie. Les sites d’essai en Turquie produisent de grands volumes de fluides géothermiques, ce qui les rend utiles pour tester les méthodes d’extraction. En outre, les fluides géothermiques alcalins d’Afrique de l’Est sont analysés pour leur teneur en terres rares(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre).
Développer des technologies d’extraction
Chaque site géothermique étant unique en termes de chaleur, de pression, de chimie des fluides et de CRM présentes, les méthodes d’extraction appropriées varient considérablement. CRM-geothermal a exploré de nombreuses approches, notamment l’échange sélectif d’ions, les tamis ioniques, l’adsorption par les éthers couronnes, la bioaccumulation et l’extraction par membrane gazeuse. Pour l’extraction du lithium, CRM-geothermal a adapté les techniques existantes à ses besoins. Simona Regenspurg explique: «Par exemple, nous recourons aux tamis ioniques qui sont des composants dotés d’une structure cristalline spéciale dans laquelle seul le petit ion Li+ peut s’insérer. Ce procédé garantit la sélectivité et permet d’éviter l’extraction d’autres éléments dissous, ce qui est l’un des principaux défis de l’utilisation des saumures géothermiques.» En raison du grand nombre de facteurs à prendre en compte, il n’existe pas de solution unique pour l’extraction de CRM à partir de saumures géothermiques. CRM-geothermal s’efforce de développer une gamme de technologies adaptées à différentes circonstances.
Évaluations économiques pour l’extraction des CRM
Le projet étudie les avantages d’un double processus d’extraction. L’extraction de la chaleur constitue une source d’énergie propre, tandis que les CRM fournissent des matériaux industriels essentiels. L’analyse des flux de matières (AFM) quantifie les intrants et les extrants du processus d’extraction et renseigne sur l’analyse coûts-avantages de l’extraction. L’extraction combinée de chaleur et de minéraux peut maximiser les retours sur investissement tout en minimisant l’impact sur l’environnement. Le projet élabore des lignes directrices pour l’application de la classification-cadre des Nations unies (CCNU)(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) afin d’évaluer la viabilité géologique, technologique, socio-économique et environnementale des projets d’extraction combinée. CRM-geothermal présentera les résultats de la cartographie des CRM dans les systèmes géothermiques à travers l’Europe dans un atlas en ligne CRM-fluides afin de fournir une image claire des ressources CRM disponibles. En fournissant des conseils pratiques aux futurs développeurs de projets sur les technologies d’extraction appropriées et l’application de la CCNU, CRM-geothermal ouvre la voie à l’adoption effective de l’extraction de CRM à partir de saumures géothermiques.
