Des chercheurs et des start-up créent des moteurs électriques imprimés en 3D qui réduisent drastiquement l’utilisation de minerais rares
Grâce à 25 millions d’euros de nouveaux financements et à des techniques innovantes d’impression 3D, chercheurs et startups atteignent désormais 98 % de rendement pour les moteurs électriques, tout en réduisant fortement le recours aux minerais critiques et rares.
La volonté de dissocier la production de véhicules électriques des marchés instables des minerais rares trouve aujourd’hui un nouveau catalyseur technologique dans l’impression 3D. Portée par de récentes avancées du Conseil national de recherches du Canada et par un nouvel investissement de 25 millions d’euros dans la start-up spécialisée dans les moteurs électriques Additive Drives, l’industrie s’oriente vers des conceptions de moteurs atteignant un rendement de 98 %. Ces progrès laissent penser que la fabrication additive pourrait être la clé pour sécuriser la chaîne d’approvisionnement des VE, en réduisant fortement, voire en éliminant totalement, le recours aux minerais critiques.
Au Canada, des scientifiques du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) viennent de publier une note présentant leurs travaux visant à repousser les limites de la conception des moteurs électriques grâce aux techniques d’impression 3D et à l’optimisation topologique. Dans les installations du CNRC à Boucherville, au Québec, les chercheurs utilisent la fabrication additive par projection à froid pour produire des composants à aimants permanents aux formes complexes et à haute résistance mécanique, ne nécessitant aucun assemblage et pouvant intégrer une quantité réduite d’éléments de minerais rares. En combinant fabrication additive et outils d’optimisation topologique pilotés par des algorithmes d’apprentissage automatique, l’équipe met au point des géométries de moteurs plus légères, plus compactes et plus efficaces sur le plan de l’utilisation des matériaux.
Les chercheurs explorent également d’autres compositions d’aimants, comme le samarium-fer-azote et le samarium-cobalt, qui peuvent fonctionner à des températures élevées en dépendant moins du néodyme, une terre rare.
« Le potentiel de l’optimisation topologique combinée à la fabrication additive est énorme « , affirment Jean-Michel Lamarre et Fabrice Bernier, chercheurs au CNRC. Grâce à ces approches, nous pouvons créer de nouvelles géométries de moteur qui peuvent réduire considérablement, voire éliminer, le besoin en minerais rares, réduire les coûts de fabrication et améliorer le rapport poids/puissance et l’efficacité globale du moteur. »
Leurs travaux visent non seulement à stabiliser les coûts de production et à réduire la consommation de matériaux, mais aussi à stimuler l’adoption de méthodes de conception avancées dans les secteurs des transports et des technologies propres.
Sur le plan industriel, le spécialiste allemand des moteurs électriques Additive Drives vient de lever plus de 25 millions d’euros de nouveaux capitaux auprès de l’investisseur industriel vert Nordic Alpha Partners, qui a acquis une participation minoritaire dans l’entreprise, ainsi qu’un financement complémentaire de son investisseur historique AM Ventures. La société commercialise des moteurs électriques à haut rendement fabriqués par des procédés de fabrication additive ne faisant pas appel aux minerais rares.
Les moteurs imprimés en 3D d’Additive Drives sont conçus pour offrir un rendement énergétique pouvant atteindre 98 %, ce qui réduit considérablement les pertes d’énergie par rapport aux conceptions traditionnelles. Selon l’entreprise, l’absence de matériaux à base de minerais rares permet de réduire les risques liés à l’approvisionnement et de soutenir des objectifs plus larges en matière de développement durable. Grâce à ce nouveau financement, Additive Drives prévoit d’augmenter sa production et de se lancer dans des applications à forte croissance dans les centres de données, l’e-mobilité, la fabrication de pointe et d’autres secteurs à forte consommation d’énergie. L’entreprise affirme pouvoir produire des prototypes fonctionnels en trois semaines environ, une rapidité qui contraste avec les longs délais de fabrication des moteurs conventionnels.
Additive Drives affirme compter plusieurs grands clients industriels parmi ses premiers utilisateurs et maintenir sa rentabilité dès les premières étapes. Sa technologie renforce l’élan commercial en faveur des solutions d’électrification sans l’utilisation de minerais rares.
Pris ensemble, ces efforts scientifiques et commerciaux illustrent un écosystème émergent dans lequel la fabrication additive joue un rôle central dans la refonte de la conception des moteurs électriques. En permettant des géométries complexes, des structures économes en matériaux et une moindre dépendance à l’égard des minerais essentiels, les observateurs du secteur affirment que l’impression 3D peut ouvrir de nouvelles frontières en matière de performances pour les moteurs électriques, tout en soutenant des chaînes d’approvisionnement mondiales plus résilientes et durables.
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Licence : Le texte de l'article "Des chercheurs et des start-up créent des moteurs électriques imprimés en 3D qui réduisent drastiquement l’utilisation de minerais rares" écrit par All3DP Pro est publié sous la licence Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).