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Nov 10, 2023

Elon Musk veut un avenir des moteurs EV sans métaux de terres rares

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De nombreux véhicules électriques (EV) utilisent les propriétés magnétiques permanentes des métaux des terres rares pour rendre leurs moteurs électriques aussi efficaces que possible.

Plus tôt cette année, Tesla a annoncé qu'elle abandonnerait les métaux de terres rares (tels que le néodyme) dans ses moteurs à une date non précisée, citant des problèmes de chaîne d'approvisionnement et la toxicité globale de leur approvisionnement.

Les experts explorent comment Tesla réussira cet exploit technique et si cela nécessitera des compromis de performance.

L'avenir de l'automobile est électrique. Les constructeurs automobiles et les gouvernements sont en train de passer (bien que pour certains, pas assez rapidement) d'une existence énergivore à des autoroutes et des routes sans émissions. Mais cet avenir des véhicules électriques n'est pas sans coûts, et l'un des plus importants, tant sur le plan financier que politique, est l'approvisionnement en métaux de terres rares présents dans les moteurs magnétiques qui alimentent la révolution des véhicules électriques.

Prenez, par exemple, le néodyme. Lorsqu'il est combiné avec des éléments comme le fer et le bore, il crée un champ magnétique continu. Ce champ magnétique interagit avec un champ électromagnétique créé par les électrons circulant à travers des bobines de fil dans le moteur. Cette incroyable pièce d'ingénierie est ce qui fait tourner l'arbre du moteur et déplace un Tesla EV aussi efficacement que possible.

Plus tôt cette année, Tesla a annoncé son intention de créer un nouveau moteur totalement exempt de métaux de terres rares. Les voitures Tesla précédentes comportaient un moteur à induction à courant alternatif (d'où la pointe du chapeau à l'inventeur original du moteur, Nikola Tesla), qui ne nécessitait aucun métal de terres rares. Mais les choses ont changé avec le modèle 3 et son moteur magnétique toujours allumé. Bien que la société ait réduit ses besoins en métaux de terres rares de 25 % depuis 2017, le modèle Y en utilise toujours 520 grammes, selon Tesla.

C'est tout pour dire que les métaux des terres rares comme le néodyme (et les additifs couramment utilisés comme le dysprosium, le terbium et le praesodymium) sont assez importants. Mais comme leur nom l'indique, ils ne sont pas vraiment faciles à trouver. Bien qu'ils puissent techniquement provenir de n'importe où dans le monde, la Chine est devenue l'un des principaux guichets uniques pour les métaux de terres rares, ce qui pourrait poser problème si les relations américano-chinoises allaient de mal en pis. Craignant ce scénario du pire, la loi sur la réduction de l'inflation de l'administration Biden appelle à la production nationale des composants critiques des véhicules électriques. Ainsi, bien que l'abandon des métaux de terres rares soit certainement un défi d'ingénierie, cela réduit probablement les coûts financiers et politiques à long terme.

Mais quel autre élément pourrait éventuellement combler le vide magnétique ? Selon Wired, l'un des principaux candidats pour remplacer le néodyme est probablement la ferrite, un composé céramique d'oxyde de fer que l'on trouve dans une variété d'appareils électroniques. Ce matériau présente de sérieux avantages, notamment la résistance à la corrosion et le faible coût.

Cependant, comme Wired le note également, la ferrite a environ un dixième de la force magnétique du néodyme, ce qui signifie que tout aimant en ferrite devra probablement être plus grand et plus lourd que son prédécesseur. Et dans le monde des véhicules électriques, « plus grand » et « plus lourd » sont deux mots que vous ne voulez généralement pas entendre, en particulier lorsque parcourir tous les kilomètres possibles est ce qui aide à vendre la technologie à la population dans son ensemble.

Il est peu probable qu'une telle solution soit aussi simple que "rendre l'aimant plus gros", et nécessitera probablement une refonte du moteur pour mettre en œuvre cette nouvelle conception sans néodyme. Même si Tesla gère la refonte sans compromis majeurs, l'utilisation par l'entreprise de métaux de terres rares ne représente qu'une fraction de la consommation mondiale totale, et ces métaux resteront probablement vitaux pour l'électronique et les véhicules électriques dans le futur.

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