Une nouvelle génération d'aimants permanents à haute performance qui n'exploite pas les terres rares
L'exploration est stimulée par l'intérêt scientifique, mais aussi par les besoins propres aux véhicules électriques et au secteur éolien notamment. Le secteur des aimants permanents à base de terres rares représente environ 60 % du marché des aimants, soit plus de 6 milliards de dollars. Le reste se compose essentiellement d'alliages de ferrites et d'aluminium nickel cobalt (AlNiCo). Il existe plusieurs familles d'aimants permanents. Les plus puissants exploitent les terres rares. Les aimants à base de néodyme-fer-bore représentent une très bonne alternative, mais ils sont très chers et ne résistent qu'à une température maximale de 200 °C. Au-delà, les modèles à base de samarium-cobalt (1:5 et 2:17) sont utilisés, malgré un prix exorbitant. Le but du projet REFREEPERMAG (Rare earth free permanent magnets) visait à concevoir et à fabriquer une nouvelle génération d'aimants permanents sans ces matériaux, grâce à la nanotechnologie. Pour commencer, une modélisation théorique sur la base d'une approche combinatoire des nanostructures les plus prometteuses en termes de performance a été mise en œuvre. Plusieurs stratégies physiques et chimiques ont été utilisées pour la synthèse et la fabrication de nouveaux matériaux, dont la synthèse combinatoire de couches minces et une synthèse polyol modifiée des nanofils, l'électroplacage, la co-précipitation, la méthode sol-gel et l'électrochimie. Le projet a par ailleurs défini le détail des caractéristiques de ces matériaux sur le plan structurel, microstructurel, magnétique et de transfert. Les mesures utilisées comprenant la composition, la cristallographie, la morphologie superficielle et le transfert électrique et thermique. Les matériaux les plus performants ont été choisis pour la fabrication de systèmes réalistes alors que les industriels prenant part au projet testaient ces éléments dans leur secteur. Les meilleurs produits seront préparés en vue d'obtenir les autorisations requises et d'assurer une production en série pour des activités de niche.
Mots‑clés
Aimants permanents, terres rares, ferrites, AlNiCo, REFREEPERMAG
