Le Fraunhofer IFAM recherche des moteurs électriques utilisant moins de matières premières critiques.
Le Fraunhofer IFAM construit à Dresde une nouvelle infrastructure de recherche pour les moteurs électriques, conçue pour fonctionner avec moins de matières premières critiques. Le projet SIREN vise notamment des moteurs ne nécessitant pas de terres rares, ainsi que l’utilisation de l’aluminium à la place du cuivre dans les enroulements.
SIREN étudie des ensembles de matériaux multiples pour de nouvelles architectures de moteurs.
Image : Fraunhofer IFAM
Pour le projet SIREN (Infrastructures souveraines et polyvalentes pour des moteurs électriques de nouvelle génération indépendants des ressources), le Fraunhofer IFAM recevra plus de deux millions d’euros en subventions d’ici la fin de 2028. Ces fonds proviennent du Land de Saxe ainsi que du Fonds européen de développement régional (FEDER).
L’objectif principal est de mettre en place une chaîne de processus additive continue basée sur la sinterisation pour le développement et la fabrication de moteurs électriques. Cela permettra de combiner différents matériaux métalliques et de créer des géométries de composants qui sont difficiles ou impossibles à produire par des méthodes de fabrication conventionnelles.
Un accent est mis sur les soi-disant paquets de tôles multimatériaux. Dans ce cadre, des matériaux paramagnétiques et non magnétiques sont combinés de manière ciblée. Sur cette base, l’institut souhaite notamment développer des moteurs à réluctance à haute vitesse ainsi que des moteurs à aimants permanents excités par des ferrites. De tels concepts de moteurs peuvent se passer de terres rares.
Une autre approche concerne les enroulements électriques. L’institut Fraunhofer IFAM y étudie la possibilité de remplacer le cuivre par de l’aluminium. Grâce à l’intégration de canaux de refroidissement spéciaux, les propriétés des enroulements en aluminium doivent être améliorées, permettant ainsi des moteurs électriques plus performants.
L’aluminium devrait remplacer le cuivre dans les enroulements des moteurs
Le contexte de ces travaux est la dépendance de l’Europe en matière de matières premières critiques. En particulier pour les terres rares, l’approvisionnement est fortement concentré sur un petit nombre de pays fournisseurs. Le cuivre gagne également en importance stratégique avec l’électrification croissante des transports et de l’industrie.
Ces recherches viennent compléter d’autres approches de recherche visant à réduire ces dépendances. Dans le cadre du projet européen NEO-CYCLE, Fraunhofer IKTS et l’Université technique de Freiberg développent une méthode pour récupérer des terres rares comme le néodyme à partir de magnétiques usagés. Alors que ce projet met l’accent sur le recyclage, SIREN part déjà du design du moteur et étudie des concepts de propulsion qui peuvent se passer complètement des terres rares.
La nouvelle infrastructure doit couvrir l’ensemble de la chaîne de développement, allant du développement des matériaux, en passant par la fabrication de composants complexes, jusqu’à la création de démonstrateurs fonctionnels. Selon Fraunhofer IFAM, cette combinaison prévue de méthodes est unique en Europe.
Elle cible notamment les applications exigeant une forte densité de performance et un espace restreint. Outre les véhicules électriques routiers, l’institut mentionne également les véhicules aériens et sous-marins ainsi que d’autres applications industrielles.
En même temps, cette infrastructure doit être utilisée pour des projets de développement conjoints avec des entreprises. Une attention particulière est portée aux entreprises du secteur de la technologie de propulsion, de l’industrie des fournisseurs et de la technologie de soudage. Les petites et moyennes entreprises de Saxe doivent également avoir accès aux nouvelles méthodes de fabrication.