20.07.2022 - University of Massachusetts Amherst

L'exploitation de la saumure de lithium est-elle respectueuse de l'environnement ? Cela dépend de l'âge de l'eau

Une nouvelle étude menée par l'UMass Amherst est la première à examiner en détail l'impact de la transition vers l'énergie verte

Une nouvelle étude révolutionnaire, récemment publiée dans la revue Earth's Future et menée par des chercheurs de l'université du Massachusetts Amherst en collaboration avec l'université d'Alaska Anchorage, est la première à rendre compte de manière exhaustive de l'impact hydrologique de l'extraction du lithium. Le lithium étant le composant clé des batteries lithium-ion qui sont indispensables à la transition des combustibles fossiles vers les énergies vertes, il est essentiel de bien comprendre comment obtenir le précieux élément de manière responsable.

Les études précédentes n'ont pas abordé deux des facteurs les plus importants pour déterminer si le lithium est obtenu de manière responsable : l'âge et la source de l'eau dans laquelle se trouve le lithium. Cette étude, la première du genre, est le résultat de plus de dix ans de recherche et suggère que l'utilisation totale de l'eau dans le Salar d'Atacama dépasse son réapprovisionnement - bien que, comme le souligne l'équipe, l'impact de l'extraction du lithium lui-même soit relativement faible. L'exploitation du lithium représente moins de 10 % de l'utilisation de l'eau douce et l'extraction de sa saumure n'est pas corrélée aux changements des caractéristiques des eaux de surface ou du stockage des eaux du bassin.

Selon David Boutt, professeur de géosciences à UMass Amherst et l'un des coauteurs de l'article, le lithium est un élément étrange. C'est le plus léger des métaux, mais il n'aime pas être sous forme solide. Le lithium a tendance à se trouver dans les couches de cendres volcaniques, mais il réagit rapidement avec l'eau. Lorsque la pluie ou la fonte des neiges traverse les couches de cendres, le lithium s'infiltre dans les eaux souterraines, descendant la pente jusqu'à ce qu'il se dépose dans un bassin plat où il reste en solution sous la forme d'un mélange saumâtre d'eau et de lithium. Comme cette saumure est très dense, elle se dépose souvent sous des poches d'eau douce de surface, qui flottent au-dessus du fluide riche en lithium. Ces lagons d'eau douce deviennent souvent des refuges pour des écosystèmes uniques et fragiles et des espèces emblématiques telles que les flamants roses.

Plus de 40 % des gisements de lithium prouvés dans le monde se trouvent dans le Salar d'Atacama, un immense salar chilien aride d'une superficie d'environ 850 km², où se déroulent les recherches. Le Salar d'Atacama abrite un certain nombre de réserves naturelles uniques sur le plan écologique et est également la terre ancestrale de plusieurs communautés indigènes Atacameño, avec lesquelles l'équipe de l'UMass a travaillé. L'utilisation de l'eau dans le Salar de Atacama risque de perturber à la fois la santé écologique de la région et le mode de vie des indigènes, car les salines sont très sensibles sur le plan écologique et dépendent des rares réserves d'eau douce.

Pourtant, jusqu'à présent, aucune approche globale n'a été adoptée pour évaluer l'utilisation de l'eau ou l'impact de l'exploitation du lithium dans le Salar d'Atacama.

Hydrologie complexe dans le salar chilien

"Pour comprendre l'impact environnemental de l'exploitation du lithium", explique Brendan Moran, chercheur associé postdoctoral en géosciences à l'UMass Amherst et auteur principal de l'article, "nous devons comprendre l'hydrologie de la région où se trouve le lithium. Cette hydrologie est beaucoup plus complexe que ce que les chercheurs précédents lui ont attribué".

Pour illustrer cette complexité et l'idée fausse que l'on se faisait jusqu'à présent de l'hydrologie du Salar d'Atacama, Moran et Boutt utilisent la métaphore d'un compte bancaire. Imaginez que vous recevez un salaire chaque mois ; lorsque vous allez faire la balance de votre chéquier, tant que vos dépenses mensuelles ne dépassent pas vos revenus mensuels, vous êtes financièrement viable. Les études précédentes sur le Salar d'Atacama partaient du principe que la rareté des précipitations et le ruissellement saisonnier des chaînes de montagnes qui l'entourent étaient les seuls responsables des niveaux d'eau dans les salines, mais il s'avère que cette hypothèse est incorrecte.

À l'aide de divers traceurs d'eau qui peuvent suivre le chemin que l'eau emprunte pour arriver au Salar d'Atacama, ainsi que de l'âge moyen de l'eau dans différentes masses d'eau, y compris les eaux de surface et les aquifères souterrains, Moran et ses collègues ont découvert que, bien que les précipitations récentes et localisées soient d'une importance capitale, plus de la moitié de l'eau douce qui alimente les zones humides et les lagons a au moins 60 ans. "Comme ces régions sont très sèches et que les eaux souterraines sont très anciennes, le système hydrologique global réagit très lentement aux changements climatiques, hydrologiques et d'utilisation de l'eau", explique Moran. Dans le même temps, les changements climatiques à court terme, tels que la récente grande sécheresse et les événements de précipitations extrêmes, peuvent provoquer des changements substantiels et rapides dans les eaux de surface et les habitats fragiles qu'elles soutiennent. Étant donné que le changement climatique est susceptible de provoquer des sécheresses plus sévères dans la région, le budget de l'eau de la zone pourrait être davantage mis à mal.

Pour revenir à la métaphore comptable, le salaire diminue probablement et n'est pas versé tous les mois, mais sur une période d'au moins 60 ans, ce qui signifie que les chercheurs doivent surveiller l'utilisation de l'eau sur une échelle de temps beaucoup plus longue qu'ils ne le font actuellement, tout en prêtant attention aux événements majeurs, comme les sécheresses, dans la région.

Une surveillance hydrologique complète nécessite des outils supplémentaires associés à ces traceurs géochimiques. Les équipes de l'UMass et de l'UAA ont utilisé des données sur l'utilisation de l'eau fournies par le gouvernement chilien, ainsi que des images satellite, qui leur ont permis d'évaluer l'évolution de l'étendue des zones humides au cours des 40 dernières années, des pluviomètres et des mesures par satellite pour déterminer l'évolution des précipitations sur la même période.

Étant donné le temps que mettent les eaux souterraines à se déplacer dans le bassin, "les effets de la surutilisation de l'eau peuvent encore faire leur chemin dans le système et doivent être surveillés de près", explique M. Moran, "les impacts potentiels pourraient durer des décennies dans le futur."

En définitive, ce cadre global, qui a été financé par BMW Group et BASF, est applicable bien au-delà du Salar de Atacama. "C'est une approche moderne de la gestion de l'eau", dit Boutt.

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.

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