Adionics, la cleantech qui révolutionne la production de lithium

L'opportunité technologique de relever un défi écologique ...

Les besoins mondiaux en eau potable ne cessent de croître, et l’inégalité d’accès à cette ressource essentielle oblige les territoires à trouver des solutions. Les plus répandues sont celles du dessalement de l’eau de mer, basée sur les techniques d’évaporation et de filtration mises en place depuis les années 60. Cela permet par exemple de répondre à la quasi-totalité des besoins d’eau potable de pays ou de ville comme Singapour, le Qatar, ou Barcelone.

Bien que les usines de dessalement sortent de terre aux quatre coins du globe, plusieurs voix mettent en garde sur les conséquences environnementales de ces technologies. En cause notamment le rejet de saumure[1], cette eau extrêmement concentrée en sels, dans le milieu naturel sans dilution ou traitement. La saumure est souvent accompagnée de produits toxiques utilisés dans le processus de dessalement, comme le chlore et le cuivre.

Face à ce défi écologique, Guillaume De Sousa s’intéresse au dessalement dès 2008, avec une approche inédite : « travailler sur une solution d’extraction du sel de l’eau, plutôt que d’extraction de l’eau de l’eau salée ». Après avoir intégré l’incubateur de Centrale Paris, il crée Adionics en 2012. Dès lors les choses s’accélèrent en 2014, avec la réalisation d’un premier démonstrateur industriel à Masdar (Emirats Arabes Unis), puis un second cette fois ci installé à Martigues (France). C’est en 2015, que la technologie Adionics est reconnue comme une solution de rupture pour le dessalement de l’eau de mer lors du concours mondial de l’innovation, pour lequel elle est lauréate.  Une véritable reconnaissance pour la startup qui a réussi à développer une solution de dessalement d’eau de mer tout en intégrant l’impact environnemental.

Patrick Peters, CEO d’Adionics, explique qu’un tel procédé est possible grâce aux prouesses de la chimie supramoléculaire, discipline qui postule que toute matière se compose d’atomes et d’ions (atome ayant une charge électrique positive ou négative). Les sels dissous dans l’eau sont par nature composés d’ions très hydrophiles, c'est-à-dire fortement solubles dans l’eau. Le défi est donc de les rendre hydrophobes.

Principe de fonctionnement du FLIONEX

L’équipe de chercheurs d’Adionics a trouvé la clef en créant une solution d’extraction baptisée Flionex. Il s’agit d’une formulation moléculaire spécifique, qui a le pouvoir d’extraire massivement les ions de l’eau de mer. Sous la forme d’une solution liquide, elle est mise en œuvre dans un procédé basé sur un différentiel de température baptisé AquaOmnes. Mise en contact avec l’eau salée à température ambiante, elle capte les sels d’intérêt et les libère à température plus élevée, régénérant ainsi la formulation Flionex qui peut à nouveau être utilisée. Une fois libérés, les sels extraits sont convertis en produit de commerciaux.

Les avantages de ce procédé révolutionnaire sont nombreux selon Patrick Peters : cette innovation unique au monde permet de ne pas utiliser de réactif chimique, d’éviter les questions de logistiques émettrices de CO2, et surtout d’éviter le rejet de saumure hautement concentrée en sels et minéraux dans la mer. Une bonne nouvelle pour l’environnement.

• [1] Eau fortement salée dont on extrait le sel par évaporation.

Du dessalement de l’eau de mer, vers l’extraction de lithium

Patrick Peters intègre la société en 2017 en tant que CEO, et décide d’opérer un pivot stratégique vers l’extraction de sels de valeur, plus particulièrement vers l’extraction de lithium.

Le procédé reste le même mais « plutôt que de travailler sur la production d’eau d’une certaine qualité, on vise l’extraction de sels d’intérêts qui ont une valeur économique importante », détaille le CEO. Alors que le prix du chlorure de sodium est de quelques centimes pour un kilo, celui du lithium atteint 50 euros le kilo. Les raisons : une demande mondiale exponentielle de ce métal mou indispensable à la fabrication de batteries et de composants électroniques, couplé à la difficulté de son extraction. Il est jusqu’ici extrait de saumures présentes en Amérique du Sud, et de spodumènes[1] présents dans les exploitations minières en Australie. L’innovation sur le procédé d’extraction est devenue un enjeu économique et écologique majeur sur la scène internationale.

La chimie serait-elle la solution ? Justement, en plus de dessaler l’eau de mer, Adionics va plus loin : elle est capable d’extraire, de séparer, et d’isoler les différentes substances d’intérêts pour ensuite les exploiter isolement. Pour atteindre ce résultat, les équipes de R&D ont « travaillé sur l’extraction sélective des cations[2] et anions[3] ». A titre d’exemple, les bromures, les iodures ou les chlorures sont des anions, contrairement au lithium, au potassium ou au calcium, qui sont des cations. Ce qui permet à Adionics « de dimensionner les extractants en fonction des sels qu’on souhaite extraire » résume Patrick Peters. En termes de sels, la startup a le choix, les éléments présents dans les saumures sont nombreux : magnésium, calcium, potassium, bromures mais surtout le lithium - l’or blanc des décennies à venir. Le résultat ? Plus d’un millier de formulations Flionex. En plus de répondre aux attentes écologiques, Adionics gagne en efficacité, en doublant les rendements et en produisant du lithium beaucoup plus pur. « Cette pureté est indispensable dans la production de batteries », précise le CEO. En somme, « Adionics révolutionne la production de lithium » résume le dirigeant.

« La sélectivité est la clé de développement de notre technologie, car elle ouvre des voix nouvelles de valorisation » explique Patrick Peters. En plus, elle ne se concentre plus seulement sur l’eau de mer, mais bien sur tout effluent aqueux. Un potentiel de valorisation incroyable pour cette jeune pousse. En faisant un virage stratégique fort, Adionics entre dans une nouvelle phase de développement et intègre la notion de création de valeur.

• [1] Silicate naturel d'aluminium et de lithium, de formule LiAlSi2O6, appartenant au groupe des pyroxènes, utilisé en bijouterie.
• [2] Ion qui possède une charge d’électricité positive.
• [3] Ion qui possède une charge d'électricité négative.

Anticiper la mise sur le marché d'une solution unique 

« En extrayant le lithium, on va être capable de créer beaucoup de valeur, et développer notre premier marché (…) cela permet de démarrer l’activité commerciale optimiser les couts de mises en œuvre et les prix de production » explique Patrick Peters. Le CEO est lucide, avant de confronter son produit au marché, il fait le choix de l’anticipation. Bien identifier son marché, pour lui apporter la meilleure des solutions. L’idée est d’éviter l’erreur souvent fatale, de proposer un produit qui finalement ne trouve pas son marché. Ce risque est encore plus important dans le domaine industriel, qui demande un effort d’investissement considérable. La prochaine étape pour industrialiser : « créer un nouveau démonstrateur industriel sur l’application d’extraction de lithium ».

Un 3eme démonstrateur industriel, mais pour quoi faire ? Tout simplement pour lancer la commercialisation, cette fois-ci dédiée au lithium. Selon le CEO, l’enjeu est « de démontrer les capacités des solutions Adionics sur l’extraction de lithium ». Il poursuit « cette étape pilote est clé car elle permettra de démontrer au monde du lithium les possibilités offertes par nos solutions, définir précisément les gains économiques que nous pouvons apporter et ainsi lancer les premières opérations industrielles avec nos clients !».

Les contacts clients sont déjà nombreux. Identifiée comme la technologie la plus prometteuse sur le marché du lithium par le n°1 du secteur, Adionics travaille aujourd’hui avec des partenaires de premiers plans notamment en Amérique du Sud, aux Etats-Unis et en Europe.

Mais comment financer un tel projet ? Patrick Peters annonce être en phase de levée de fonds. Une habitude pour la startup, qui dès 2013 a réalisé une levée de 2M€, puis a levé 4M€ en 2018. Pour ce faire, la startup peut compter sur un écosystème bien fourni. Elle compte notamment parmi ses actionnaires Daniel Le Gal, entrepreneur français co fondateur de Gemplus devenu Gemalto, et est soutenue depuis 2018 par le fond Supernova Invest.

La startup bénéficie également du soutien de l’ADEME, de BPI France et de Neftys. Le recours au préfinancement du CIR lui permet de mobiliser les fonds le plus tôt possible dans l’entreprise - ce qui est « fondamental pour des startups comme la nôtre qui ont besoin de financement pour poursuivre leur développement », confie Patrick Peters.

Outre le marché du lithium, la startup n’oublie pas ses ambitions de départ. « Attaquer différents marchés avec cette même technologie » résume le CEO. Les projets à long terme sont aussi nombreux que les valorisations possibles. De belles promesses économiques et écologiques, à suivre de très près...