A Nancy, le laboratoire Steval scrute dans le granite de l’Allier, le lithium, matériau plus que précieux à l’heure de la voiture électrique

La récupération de métaux rares comme le lithium, ressource minérale essentielle à l’industrie des batteries électriques des automobiles, mobilise l’ingénierie de Steval, un plateau technique du laboratoire nancéien GéoRessources (CNRS, Université de Lorraine). Ses chercheurs mettent au point des procédés d’extraction des minerais stratégiques dans le granite d’une carrière de l’Allier.

Son bardage rouge distingue le pilote industriel Steval dans le paysage urbain. Installé sur les hauteurs de Vandœuvre-lès-Nancy (Meurthe-et-Moselle), ce plateau technique du laboratoire GeoRessources (CNRS-Université de Lorraine) accompagne la montée en puissance d’une filière visant à sécuriser les approvisionnements en métaux stratégiques en France. Son responsable scientifique, Lev Filippov, professeur à l’Ecole Nationale Supérieure de Géologie de Nancy (ENSG), tient une carotte de granite (*) blanc extraite du gisement de Beauvoir, dans l’Allier.

Le scientifique montre les reflets scintillants dans la roche, témoins de la présence de lithium, une ressource minérale essentielle à l’industrie des batteries électriques des automobiles. « Notre mission demeure inchangée depuis les années 1960 : nous testons les solutions trouvées en laboratoire en vue de les transférer à l’industrie », explique le chercheur.




L’équipe « Valorisation des ressources et des résidus » de GeoRessources a commencé par plancher dans le cadre de l’exploitation du minerai de fer en Lorraine. « Avec l’arrêt des activités minières en France, nous nous sommes tournés davantage à l’international, en collaboration avec les groupes français Imerys, Eramet et Technip, mais aussi ArcelorMittal et Vale. Si bien que lorsque la demande en matières premières minérales a commencé à progresser, nous étions prêts », poursuit le scientifique.

Le plateau technique de 2.000 m² de Steval compte 150 équipements utilisés par les industriels, mais aussi les étudiants de l’ENSG. Il vise à valoriser et protéger les ressources en minerais, en minéraux industriels et en eaux, à développer des procédés propres et sûrs, ainsi qu’à faire évoluer les techniques de valorisation, de recyclage des matières résiduaires.

Séparation par flottation

Engagé dans des programmes de recherche scientifique, Steval collabore également de manière bilatérale avec des industriels. C’est le cas du gisement de Beauvoir, dans l’Allier, en collaboration avec le groupe minier français Imerys. Cette carrière est exploitée pour le kaolin, une roche argileuse issue de l’altération du granite, employée par les marchés du sanitaire, de la vaisselle, de la fibre de verre et dans une moindre mesure du carrelage.

Dans les années 1990, ce gisement a été classé comme une réserve de classe mondiale en lithium et tantale, un métal rare. Les travaux sur de récents carottages dans les roches granitiques du site ont démontré « la faisabilité technique et économique de l’extraction de lithium », détaille Lev Filippov. Les échantillons représentant 130 mètres de longueur ont été recueillis sur trois zones représentatives de la carrière.

Steval a mis au point un procédé de séparation par flottation du minerai concentré en lithium (lépidolite) dans le granite préalablement broyé. Les résultats ont en partie justifié la demande de prolongation du permis exclusif de recherches, accordée en mai 2021 à Imerys.




Les travaux se poursuivent désormais dans le cadre d’une convention triennale signée fin 2021 entre l’Université de Lorraine et le groupe minier. L’envergure est plus importante, puisqu’ils associent le pôle scientifique OTELo (Observatoire Terre et Environnement Lorraine) qui comprend quatre laboratoires dont GeoRessources.
« Nous allons nous rendre sur place, étudier les phénomènes qui ont présidé à la formation de ce gisement. Nous nous intéresserons aux autres métaux critiques susceptibles d’être isolés en complément du lithium : tantale, niobium, étain, tungstène et béryllium » complète le chercheur.

L’idée consiste à réfléchir dans une logique de mine « zéro résidus » en valorisant le feldspath et le quartz, une fois les métaux critiques séparés.

 (*) Le granite écrit avec un E est l'orthographe choisie par les géologues. Le nom de cette roche s'écrit plus souvent sans E. Le dictionnaire Larousse qui autorise les deux orthographes, l'a défini comme " une roche plutonique formée essentiellement de quartz et de feldspaths, accessoirement de plagioclase et de mica et éventuellement d'amphibole, de pyroxène, et constituant l'essentiel de la croûte continentale."