L’Europe cherche à fabriquer des moteurs électriques sans terres rares et utilisant de l’aluminium à la place du cuivre.

L’Europe souhaite réduire sa dépendance aux matières premières essentielles à la fabrication de voitures électriques. L’institut allemand Fraunhofer IFAM a lancé un projet visant à développer de nouvelles technologies de fabrication de moteurs électriques capables de se passer des terres rares et de remplacer une partie du cuivre par de l’aluminium. Il s’agit d’une initiative financée par l’Europe qui vise à renforcer l’indépendance technologique de l’industrie.

La recherche se déroule à Dresde, en Allemagne, dans le cadre du projet SIREN, une initiative visant à transformer la manière dont sont fabriqués les moteurs électriques. Son objectif n’est pas seulement de réduire la consommation de matériaux stratégiques, mais aussi de développer des systèmes de propulsion plus efficaces sur le plan des ressources, compacts et capables d’offrir d’excellentes performances.

Le projet bénéficiera de plus de deux millions d’euros de financement public jusqu’à la fin de 2028, provenant du Fonds européen de développement régional et de l’État allemand de Saxe. Grâce à ces ressources, Fraunhofer IFAM mettra en place une infrastructure de recherche qui permettra de développer et de fabriquer des prototypes fonctionnels en utilisant de nouveaux matériaux et des processus industriels.

Cette initiative intervient à un moment où l’Europe cherche à réduire sa dépendance vis-à-vis de fournisseurs étrangers, en particulier pour les terres rares, dont la production et le traitement sont fortement concentrés dans quelques pays. À cela s’ajoute une demande croissante de cuivre, matériau essentiel pour l’électrification des transports et de l’industrie.

L’une des principales pistes de recherche consiste à développer des moteurs électriques qui n’aient pas besoin de aimants fabriqués à partir de terres rares. Pour y parvenir, les chercheurs travaillent sur de nouvelles architectures de moteurs à répulsion à haute vitesse ainsi que sur des moteurs à aimants permanents basés sur des ferrites.

Ces derniers utilisent des matériaux magnétiques qui permettent d’éviter l’emploi d’éléments tels que le néodyme ou le dysprosium, courants dans certains moteurs électriques haute performance. Le défi réside dans la création de conceptions capables d’offrir une forte densité de puissance sans dépendre de ces matériaux stratégiques.

À cette fin, Fraunhofer développe de nouveaux procédés de fabrication additive basés sur la sinterisation, une technique qui permet de fabriquer des composants métalliques complexes à partir de matériaux en poudre. Cette technologie facilite la combinaison de différents métaux au sein d’une même pièce et la création de géométries qui seraient difficiles à obtenir par des méthodes conventionnelles.

L’une des innovations les plus intéressantes est constituée par des noyaux stratifiés multimatériaux, qui associent des matériaux magnétiques souples et non magnétiques. Cette solution ouvre la voie à de nouvelles configurations de moteurs, particulièrement utiles pour des applications nécessitant un fonctionnement à des vitesses très élevées.

La deuxième grande ligne de recherche vise à remplacer le cuivre des bobines par de l’aluminium, un matériau plus léger et moins coûteux. Bien que l’aluminium présente une conductivité électrique inférieure à celle du cuivre, les chercheurs souhaitent compenser ses limites grâce à des conceptions spécifiques intégrant des canaux de refroidissement.

Cette solution permettrait d’améliorer la gestion thermique des bobines et de développer des moteurs à haute performance en utilisant des matériaux plus abordables. C’est une possibilité particulièrement intéressante pour l’industrie automobile, où la réduction du poids, des coûts et de la dépendance aux matières premières critiques est devenue une priorité.

Le projet SIREN ne se limite pas aux voitures électriques. Ses technologies sont également conçues pour des applications aéronautiques, des véhicules terrestres et sous-marins, ainsi que pour diverses utilisations industrielles nécessitant des moteurs compacts, puissants et fiables.

Fraunhofer entend développer toute la chaîne technologique, de la recherche de nouveaux matériaux à la fabrication de composants et de démonstrateurs fonctionnels. De plus, l’infrastructure sera mise à disposition pour collaborer avec des entreprises industrielles, en particulier les petites et moyennes entreprises de Saxe.

L’objectif final est que ces technologies puissent être transférées à la production industrielle et contribuer à une chaîne d’approvisionnement européenne moins dépendante de l’étranger. Pour l’instant, il s’agit d’un projet de recherche et développement, mais ses résultats pourraient aider à fabriquer des générations futures de moteurs électriques utilisant moins de matériaux critiques et offrant une plus grande autonomie industrielle à l’Europe.