Dans l'Allier, Imerys peaufine son plan de mine de lithium «responsable»

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[IMERYS RÊVE DE LITHIUM FRANCAIS 1/3] Pas simple de faire une mine en France. Pour maximiser ses chances d’aboutir, Imerys multiplie forages et études techniques sur sa carrière de kaolin d’Echassières, dans l’Allier, et affiche un plan «responsable» pour réduire les impacts de l’extraction. L'Usine Nouvelle a pu visiter le site en avant-première.

Nathan Mann

Publié le 27 avril 2023 à 05h00

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Imerys a lancé début avril sa troisième campagne d'exploration par carottage, qui s'étendra sur la majorité de l'année 2023 pour lui permettre de mieux connaître les détails de son gisement de lithium.

La rotation de la foreuse s’arrête et les cliquetis du treuil ralentissent. Combinaison haute visibilité orange sur le dos, un opérateur s’approche de l’appareil, dont l'ossature métallique se détache du sol blanchâtre. Le professionnel prend le long tube d’acier tout juste sorti de terre sur l’épaule, et souffle, tête baissée, pour l’amener sur une table à l’horizontale. La colonne métallique y est branchée à un tuyau d’eau, qui y injecte suffisamment de pression pour en faire sortir un rondin rocheux à la surface laiteuse. Cet échantillon, pris à une quinzaine de mètres sous terre, est le premier de la journée à ne pas se désagréger. «Voilà, la longueur tient : c’est du beau granit», sourit Patrick Fullenwarth, le géologue chargé des opérations de sondage de lithium chez Imerys, qui supervise en cette matinée d’avril le premier forage de la troisième campagne d’exploration d’Imerys, qui en totalisera une quarantaine de carottes sur l’année 2023.

Vers 34 000 tonnes d'hydroxyde de lithium par an

Son observation sur la solidité de la roche n’est pas anodine. Située près du petit village d’Echassières (Allier), à moins d’une heure de route de Vichy, la petite carrière à ciel ouvert du groupe minier exploite aujourd’hui du kaolin. Un granit que le contact de l’eau a altéré, lui donnant une consistance argileuse et friable et des propriétés rares, dont la blancheur illumine la carrière à chaque rayon de soleil et en a fait un ingrédient de choix pour la porcelaine. Le site, baptisé «kaolins de Beauvoir», en extrait 30 000 tonnes par an, ainsi qu’un peu d’étain, de tantale et de niobium en coproduits.

Mais la foreuse à l'œuvre témoigne d’un travail d’exploration minière qui vise une nouvelle priorité du groupe: le lithium. Ce métal léger, ingrédient indispensable pour fabriquer des batteries de véhicules électriques, pourrait être extrait pile en dessous de la carrière actuelle. Là, les galeries de la future mine s’étireraient dans le gisement de granit non altéré, solide et riche en lithium jusqu'à plusieurs centaines de mètres de profondeur. Voici, en substance, le projet Emili. Un plan industriel annoncé en fanfare par Imerys en octobre 2022. Le groupe français, champion des minéraux de spécialités avec près de 4,3 milliards d’euros de chiffre d’affaires en 2022, ambitionne d’extraire 34 000 tonnes d'hydroxyde de lithium par an sur un quart de siècle.

Les carottes de granit sont récoltées une par une et mises bout à bout pour reconstituer une coupe du gisement en profondeur (Crédit photo: Pascal Guittet)

Tous les indices

Ni l’échelle, ni les méthodes d’extraction, n'auront donc grand-chose à voir avec l’exploitation de kaolin. Il s’agira d’aller creuser dans la roche dure pour en retirer des millions de tonnes de roche par an, afin de tirer parti des réserves actuelles, estimées à un million de tonnes d’oxyde de lithium, explique le directeur du site, Christopher Heymann. Le travail d'échantillonnage à l'œuvre a pour but d’augmenter le degré de confiance d’Imerys dans la qualité de son gisement, qui est aujourd’hui «présumée», soit le plus bas niveau de connaissance permettant de débuter un projet minier…

Plusieurs étapes à franchir

La mine n’est pas garantie. «C’est un projet à étapes. Nous en sommes à la phase de cadrage et de validation des procédés en laboratoire, mais nous devrons ensuite passer à la phase de préfaisabilité, puis de faisabilité», explicite Fabrice Frébourg. Chef de projet environnement chargé des procédures d’autorisation pour le projet Emili, il sait que les incertitudes qui entourent la mine inquiètent, alors qu’Imerys n’en est qu’au tout début de sa feuille de route. Celle-ci passe par un dépôt de dossier d’autorisation administrative fin 2023 et un premier pilote industriel en 2024.

La demande d’autorisation de travaux miniers, qui inclut les considérations environnementales, ne devrait pas arriver avant 2026 au minimum. Au point que l’échéance affichée de 2028 «est un “best-case scénario”, qui suppose que tout s’enchaîne», reconnaît le chef de projet, tout en se disant «confiant». Imerys devra aussi s’assurer de la faisabilité économique de son projet, et refuse pour l'instant de dire à partir de quel prix du lithium, aujourd'hui relativement haut mais en dynamique descendante, la rentabilité du projet serait remise en question [voir en bas de cet article]. Trop tôt pour se prononcer.

Le projet en est au stade de l'ébauche, avec comme premier objectif de limiter les impacts de la mine et de préserver au maximum l’apparence actuelle de la carrière, explique le directeur industriel d’Emili, Dominique Duhamet. Une nécessité pour favoriser l’acceptabilité du projet. Le site actuel, modeste et relativement paisible, s’étend aux abords de la forêt domaniale des Colettes, un massif connu pour ses hêtraies, et dont la biodiversité n’hésite pas à déborder dans les friches et les plans d'eau de la carrière.

Aujourd'hui, la carrière de Beauvoir d'Imerys produit du kaolin, mais aussi de petites quantités d'étain, de tantale et de niobium, séparées du reste via des tables vibrantes (Crédit photo: Pascal Guittet)

Premier engagement: «Nous prévoyons une mine en souterrain, afin de réduire au maximum son impact environnemental, en minimisant l’empreinte en surface, les stockages extérieurs, la génération de poussière et le bruit», plaide Dominique Duhamet. L’ingénieur géologue prévoit aussi d’utiliser «un maximum de flotte électrique» et de mobiliser ses résidus miniers pour re-remplir progressivement la mine, afin de la stabiliser tout en évitant un stockage à l’air libre. Un procédé connu du monde minier sous le nom de «stope backfilling».

Bataille pour accueillir le raffinage

Concernant l’extraction du lithium à proprement parler, Imerys prévoit de séparer le lithium contenu dans les micas du granit de Beauvoir. Autrement dit, il s’agira de récupérer des éléments contenus en faible proportion au sein d’une roche dure, ce qui passera par plusieurs étapes. Sur site, d’abord, le minerai sera concassé en souterrain pour le réduire en poudre. Les micas seront ensuite séparés du reste de la roche dans un site dédié. Une opération polluante? «Il y aura sans doute un peu de flottation, mais c’est de la séparation gravimétrique: il n’y aura pas d’attaque chimique», rassure Dominique Duhamet, en référence à cette technique, très utilisée dans le monde minier, qui conjugue les effets de différents produits chimiques pour récolter des métaux d'intérêts sous forme de mousse générée dans de larges cuves.

Les micas seront ensuite envoyés via des tuyaux d’eau d’une quinzaine de centimètres, enterrés au bord de la route, vers un centre de chargement dont la localisation est encore en négociation. Ils y seront séchés avant de prendre le train pour se diriger vers une usine de conversion, où une multitude de procédés chimiques transformeront les micas en hydroxyde de lithium, la forme utilisée par les batteries les plus performantes. L’usine de conversion, probablement classée Seveso, est déjà courtisée par des villes environnantes, comme Commentry et Montluçon. Elle représenterait de 250 à 300 emplois, contre de l’ordre de 350 pour la mine et une vingtaine pour le site de chargement, estime Imerys, qui a déjà communiqué sur un chiffre de 1 000 nouveaux emplois directs et indirects. Pour supporter le coût du projet, soit un milliard d’euros d’investissement, Imerys cherche un partenaire industriel.

0,9% de lithium

Encore en phase d’études, Imerys dévoile peu d’informations sur ce qui fera ou non la rentabilité du projet. Mais l’un des enjeux sera de produire à des coûts suffisamment bas, alors que le lithium est contenu à de faibles concentrations dans deux enveloppes superposées: des micas lithinifères (ou lépidolites) d'abord, faisant eux-mêmes partie du granit de Beauvoir. Une première campagne de mesures, via une vingtaine de forages en 2021, a permis d’inférer 117 millions de tonnes sur les premiers 250 mètres de profondeur, à une teneur moyenne de 0,9%... Soit seulement 9 kilos d’oxyde de lithium par tonne de granit. Des teneurs relativement basses, mais qui «sont au-dessus de ce qui est exploité en Chine», argue Dominique Duhamet, le directeur industriel du projet Emili, en rappelant que les coproduits prévus de la mine (de l’étain, du tantale et des feldspaths) pourront améliorer l’équation économique. Autres éléments à prendre en compte : certaines zones du gisement sont plus concentrées que d’autres, et les mica, de petits cristaux brillants semblables à de microscopiques mille-feuilles, «contiennent plutôt autour de 4% de lithium et sont faciles à séparer du reste de la roche», souligne l’ingénieur géologue.