De nouveaux matériaux magnétiques pour les moteurs électriques

Les aimants à base de terres rares sont bien plus puissants que ceux en ferrite, ce qui améliore les performances des petits moteurs. Cependant, ils sont bien plus coûteux car la plupart des sources de terres rares sont contrôlés par des marchés émergents. L'UE rencontre actuellement une forte concurrence de la Chine, qui a commencé à fabriquer ses propres équipements en plus d'exporter les matières premières.

Les scientifiques du projet NANOPYME («Nanocrystalline permanent magnets based on hybrid metal-ferrites»), financé par l'UE, améliorent les propriétés magnétiques des ferrites en synthétisant de nouveaux nanocomposites mixtes faits de métaux et d'oxydes de ferrites métalliques. Le projet NANOPYME associe les propriétés magnétiques des deux types de matériaux, aboutissant à des aimants plus puissants.

Ces nouveaux aimants auront en outre l'avantage de ne pas être sensibles à l'air, au contraire des terres rares qui doivent être enduites pour éviter une oxydation rapide.

Le passage de la production du laboratoire jusqu'à l'échelle industrielle dépendra de facteurs importants comme la compétitivité, la sécurité, le recyclage et le respect de l'environnement.

Pour démontrer le potentiel de ses nouveaux matériaux magnétiques, NANOPYME réalisera et testera un prototype de moteur de grandeur nature pour un vélo électrique. Ce genre de moteur a les mêmes exigences que les générateurs à transmission directe dans les éoliennes. Le projet proposera également un protocole pour adapter à moindre coût l'infrastructure et les procédures des chaînes de production afin de fabriquer des aimants à base de ferrite.

Les scientifiques ont conduit des simulations informatiques pour déterminer les relations entre la structure et les propriétés magnétiques des nanocomposites. Ils ont utilisé plusieurs méthodes pour synthétiser des nanoparticules de ferrite-cobalt, dotées de propriétés microstructurelles et magnétiques exceptionnelles.

NANOPYME a aussi réussi à moudre une ferrite-strontium en une poudre fine et homogène, destinée à fabriquer des aimants. Le projet a mis au point un nouveau processus qui permet de récupérer et d'améliorer les propriétés magnétiques initiales de la poudre de ferrite-strontium.

Avec NANOPYME, l'Europe mobilisera ses ressources d'une manière concertée, afin de prendre la tête du développement d'aimants permanents exempts de terres rares. En outre, les méthodes de NANOPYME réduiront notablement l'impact sur l'environnement de la fabrication de ces aimants.