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Jul 17, 2023

L'exploitation minière déploie une technologie innovante pour trouver du cuivre et d'autres métaux destinés aux véhicules électriques

Les mineurs se tournent vers l’apprentissage automatique, la chimie de pointe et d’autres moyens innovants pour augmenter l’offre de matériaux critiques tels que le cuivre et le graphite dans un contexte de demande croissante de produits verts.

Les mineurs se tournent vers l’apprentissage automatique, la chimie de pointe et d’autres moyens innovants pour augmenter l’offre de matériaux critiques tels que le cuivre et le graphite, dans un contexte de demande croissante de technologies vertes.

En 2011, Nico Cuevas, un immigrant mexicain et résident de l'Arizona, a réalisé que Tesla aurait besoin d'une source de graphite pour les anodes de batterie afin de construire des véhicules électriques aux États-Unis. Heureusement, il se trouve que la famille d'un ami possédait une mine de graphite artisanale au Mexique. Malheureusement, le mauvais type de graphite a été extrait.

Douze ans plus tard, Cuevas est directeur général de la startup Urbix, un producteur de graphite innovant basé à Mesa, en Arizona. Il utilise l'apprentissage automatique pour découvrir comment créer des anodes en graphite uniformes adaptées à une utilisation dans les batteries de véhicules électriques à partir d'une gamme de formes naturelles et synthétiques de graphite.Il a déjà accepté de fournir du graphite pour ses cellules à SK On, un fabricant sud-coréen de batteries et de puces.

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Urbix fait partie des nombreuses startups américaines développant des méthodes alternatives dans la recherche de nouveaux approvisionnements en minéraux critiques, apportant une innovation cruciale alors que l'approvisionnement de ces matériaux est de plus en plus restreint.

Les gouvernements et les entreprises recherchent de nouvelles sources de minéraux essentiels pour répondre à la demande croissante de véhicules électriques, de batteries, d’énergies renouvelables et d’infrastructures d’électrification. Malgré une récente vague d’annonces d’investissements, les analystes prévoient des déficits dans les années à venir. "Si tous les projets prévus se réalisent, et c'est un grand si, ils pourraient couvrir près des trois quarts des besoins énergétiques à l'avenir", a déclaré Fatih Birol, directeur exécutif de l'Agence internationale de l'énergie.

La Chine traite et produit la plupart des minéraux critiques dans le monde, ce qui suscite des inquiétudes quant aux tensions géopolitiques qui pourraient couper leur approvisionnement aux fabricants américains. Les restrictions chinoises sur les exportations de gallium et de germanium à compter du 1er août en sont le dernier exemple. Le soutien du gouvernement aux projets américains a toutefois été mis à disposition, par le biais de projets de loi tels que l'Inflation Reduction Act de l'année dernière, afin d'encourager la production nationale.

Les mineurs recherchent de nouveaux gisements et investissent dans de nouvelles installations de traitement, mais ces efforts prendront des années, voire des décennies, pour commencer à produire. D’autres se tournent vers l’innovation, cherchant des moyens plus novateurs d’augmenter les rendements et même de récupérer les matériaux des déchets miniers existants.

L’apprentissage automatique s’avère être un moyen d’augmenter les rendements et de réduire les émissions de carbone liées au traitement des minéraux critiques.

Le graphite est une forme naturelle de carbone dans laquelle la structure des atomes permet l'énergie doit être conservée et distribuée au sein d'une batterie, d'où son utilisation comme anode dans les cellules lithium-ion pour les batteries. « Une anode stocke l’énergie dans la batterie comme une éponge à vaisselle. Vous l’expulsez et l’énergie circule », a déclaré Cuevas.

L'industrie des véhicules électriques utilise le plus souvent la forme en flocons, mais Urbix a testé plus de 50 à 60 sources. « Comment pouvons-nous créer un mécanisme de modèle de contrôle prédictif d'apprentissage automatique afin que le processus puisse s'adapter à des flux spécifiques pour créer le même produit final ? » dit Cuevas. "Nous avons créé une recette universelle pour des sources sélectionnées de graphite."

Cuevas a dit que grâce à cela Les déchets issus des techniques basées sur l'apprentissage automatique sont considérablement réduits, 80 % de ce qui est utilisé comme matière première étant utilisé dans le produit final. Les rendements sont généralement d'environ un tiers avec les méthodes traditionnelles.

Urbix a reçu un financement de série C et dispose d'une usine pilote en fonctionnement. Elle construit également une installation de démonstration commerciale. L'objectif est de commencer à produire 28 000 tonnes par an d'ici 2026 et d'atteindre 320 000 tonnes à partir de 2032, en s'approvisionnant en graphite en Amérique latine, à Madagascar, en Tanzanie et en Europe du Nord.

Un autre innovateur est Locus Fermentation Solutions, une entreprise chimique basée à Solon, dans l'Ohio, qui vise à augmenter les rendements de la production de cuivre en utilisant des biosurfactants provenant de sources naturelles comme la levure. Les biosurfactants sont des produits chimiques issus de microbes qui brisent la tension superficielle d'un matériau donné. Ils sont couramment utilisés dans les cosmétiques, les soins de santé et les pesticides.