Dr. Romain Millot - Géochimie isotopique du lithium et géoressources

Résumé / Abstract

La recherche et le développement dans le domaine des énergies renouvelables est en plein essor au niveau mondial. Parmi les solutions durables, le stockage d’énergie dans des batteries est une filière importante dans le domaine des éco- et des green-technologies. Plus précisément, ces nouvelles générations de batteries au lithium nécessitent non seulement de sécuriser les différentes voies d’approvisionnement mais aussi de mieux comprendre les gisements naturels.

En ce qui concerne les saumures et les roches (pegmatites), il est primordial de bien caractériser la ressource, en comprenant à la fois le mode de formation et les processus d'enrichissement tout en développant des outils d'exploration innovants. Le lithium est un élément chimique très mobile et du fait de la grande différence de masse relative entre ses deux isotopes stables (6Li ~ 7,5% et 7Li ~ 92,5%), il est potentiellement soumis à un fractionnement de masse important à basse température lors de la formation de saumures riches en Li. De plus, les isotopes de Li sont fortement sensibles aux états de coordination des phases solides contenant du Li. L'isotope le plus léger (6Li) occupe préférentiellement les sites octaédriques (dans les micas ou les argiles par exemple) tandis que 7Li se concentre dans les sites tétraédriques (produits de fusion partielle granitique). Dans un premier temps, nous avons analysé des saumures de 4 salars argentins riches en lithium (Pozuelos, Centenario, Ratones et Hombre Muerto) qui sont situés dans la zone dite du « triangle du lithium ». Nos résultats montrent que la source dominante de Li est liée aux interactions eau / roche (eaux salées de surface avec des andésites, des pegmatites, des pyroclastes…).

Dans un second temps, nous nous sommes intéressés au champ de pegmatite des Monts d’Ambazac (Massif Central français). Le processus de fusion partielle des protolithes enrichis en Terres Rares (micas et grenats) semble être responsable du fractionnement des isotopes du lithium alors que la diffusion ou la cristallisation fractionnée à la température de consolidation des pegmatites ne semble jouer qu’un rôle secondaire. Enfin, nous discuterons également d’un projet innovant dont l’objectif est la coproduction de lithium et d’électricité sur un site d’exploitation en géothermie.