fr.wedoany.com Rapport : L'équipe de recherche de l'Université Texas A&M explore l'utilisation de microrobots imitant les poissons pour récupérer le lithium de l'eau de mer, une approche technologique qui pourrait offrir une nouvelle option d'approvisionnement aux fabricants de batteries et de systèmes de stockage d'énergie. Ce projet a reçu un financement de 1 million de dollars du Département de l'Énergie des États-Unis (U.S. Department of Energy), dans le cadre de l'un des 19 programmes fédéraux de subvention visant à élargir l'accès aux minéraux critiques nationaux et à réduire les risques liés à la chaîne d'approvisionnement.
La technologie proposée ne repose pas sur des membranes fixes ou de grands systèmes de traitement stationnaires, mais utilise plutôt des microparticules et nanoparticules mobiles. Ces particules peuvent se déplacer dans l'eau de mer et interagir directement avec les ions lithium. Une source d'énergie externe (telle que la lumière) est utilisée pour activer les particules, et après la capture du lithium, les matériaux peuvent être collectés par champ magnétique, puis réutilisés en principe pour un nouveau cycle d'extraction.
Actuellement, le lithium commercial provient principalement de gisements de roche dure ou de saumures souterraines concentrées, avec des ressources fortement concentrées dans quelques régions, ce qui suscite des préoccupations d'approvisionnement et géopolitiques pour les fabricants de batteries, les constructeurs automobiles et les entreprises de stockage d'énergie. Bien que l'eau de mer offre une base de ressources théoriques bien plus vaste, la concentration de lithium y est extrêmement faible, accompagnée de grandes quantités de minéraux dissous tels que le sodium et le magnésium. Le système d'extraction doit donc être suffisamment sélectif pour éviter de consommer trop d'énergie, de matériaux ou de capacité de traitement. Si les particules collectent également des ions concurrents ou doivent être remplacées fréquemment, la récupération de petites quantités de lithium à partir de grands volumes d'eau de mer perdrait rapidement sa rentabilité économique.
L'équipe de l'Université Texas A&M se concentrera sur l'étude de la capacité de mobilité à améliorer le contact entre les matériaux d'extraction et les ions lithium. Le déplacement des particules dans l'eau pourrait réduire la dépendance à des équipements de pompage massifs ou à des infrastructures marines permanentes, mais cet avantage potentiel reste à valider dans des conditions océaniques réelles. La recherche est codirigée par Shiren Wang du Département de génie industriel et des systèmes (Department of Industrial and Systems Engineering) et Jingjing « Jenny » Qiu du Département de génie mécanique (Department of Mechanical Engineering), couvrant la technologie des nanorobots, l'ingénierie des matériaux et les tests en systèmes marins.
Le projet en est encore à un stade précoce de recherche. L'équipe prévoit de tester la sélectivité du lithium, la durabilité des matériaux et les performances des particules sur plusieurs cycles d'extraction, et de déterminer si ces matériaux microscopiques peuvent récupérer de manière fiable le lithium de l'eau. La perte de particules pourrait augmenter les coûts d'exploitation et soulever des préoccupations environnementales, en particulier si le système est déployé sur de vastes zones marines. La commercialisation devra également résoudre d'autres problèmes, notamment l'énergie nécessaire pour activer et récupérer les robots, les coûts de fabrication, la résistance à la corrosion par l'eau salée et les infrastructures requises pour traiter le lithium capturé.
Même si le système réussit techniquement, il devra concurrencer les opérations matures d'extraction minière et de saumure. Le critère final ne sera pas seulement la quantité de lithium collectée par les robots, mais aussi le coût unitaire, la consommation d'énergie, le taux de récupération et l'impact environnemental. Les chercheurs visent à développer un processus continu permettant de récupérer et de réutiliser les matériaux à plusieurs reprises, avec des travaux couvrant la caractérisation de la récupération du lithium, les tests de performance à plus grande échelle et l'évaluation des impacts environnementaux potentiels.
Pour les entreprises de batteries et d'énergie propre, ce projet ne constitue pas encore une alternative à court terme à la production traditionnelle de lithium. Il reflète toutefois la manière dont les financements fédéraux pour les minéraux critiques se déplacent des projets miniers conventionnels vers des technologies susceptibles de diversifier l'approvisionnement futur. Si l'équipe parvient à résoudre les problèmes de contrôle des particules, de durabilité et de rentabilité économique, les systèmes d'extraction mobiles pourraient à terme compléter les ressources en lithium existantes. D'ici là, le défi central reste de savoir si les microrobots peuvent récupérer suffisamment de lithium pour soutenir la viabilité économique d'opérations à l'échelle océanique.
