Genèse et évolution des ressources en lithium de la source au puits : Modélisation évolutive du transport réactif à l'échelle bassin

Le lithium (Li) est un métal alcalin léger ayant un potentiel électrochimique élevé ce qui en fait un élément essentiel de la transition énergétique. Toutefois, sa demande est prévue d’être multipliée par 42 d’ici 2040, plaçant cet élément dans une situation de criticité croissante. Principalement issu de magmas différenciés, il est réparti entre les roches plutoniques en subsurface, les dépôts volcaniques en surface et les phases volatiles. Ce Li primaire peut être lixivié par des fluides de basse température ou hydrothermaux, provoquant son partitionnement entre les phases solides primaires, les phases solides issues de l’altération, et les fluides. Ces processus d’altération dépendent de plusieurs facteurs, tels que la température des interactions fluide-roche, la composition des fluides, la concentration initiale en Li, les minéraux porteurs de Li, ainsi que la position structurale du Li. Par conséquent, les mécanismes réactionnels jouent un rôle crucial dans la formation des gisements de lithium, ceux-ci étant étroitement liés à l’évolution des circulations et températures au cours des temps géologiques. Cette thèse propose de modéliser la genèse des gisements lithinifères au cours de l’évolution des bassins sédimentaires en retraçant le parcours du lithium, depuis sa source jusqu'à son dépôt. Des données publiées sur le partitionnement du Li alimenteront des modèles géochimiques de substitution intégrés dans le simulateur ArcTem pour modéliser les processus de réactivité minérale dans le cadre d'une modélisation thermo-hydro-chimique évolutive à l’échelle bassin. Ces travaux visent à approfondir la compréhension du cycle du lithium et seront appliqués à un cas d’étude documenté.

Mots clefs: Cycle géochimique du lithium, modélisation de bassin, géologie numérique, IA

• Directeur de thèse    Prof Pauline COLLON, GeoRessources, ORCID : 0000-0001-8505-4961
• Ecole doctorale    ED607-SIReNa, Université de Lorraine
• Encadrant IFPEN    Dr Nathalie COLLARD
• Localisation du doctorant    IFPEN, Rueil-Malmaison, France 
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2024 (4 novembre)
• Employeur    IFPEN
• Qualifications    Master en Sciences de la terre ou Sciences chimiques  
• Connaissances linguistiques    Anglais niveau B2 (CECR)    
• Autres qualifications    Géologie numérique, géochimie-thermochimie, maîtrise du langage python, connaissance pratique en IA

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