Robert Sansone, jeune étudiant floridien, vient tout juste de remporter le Regeneron International Science and Engineering Fair (ISEF) avec son moteur à réluctance synchrone. Une invention qui pourrait bien révolutionner le futur des véhicules électriques.
La réluctance synchrone pour oublier les terres rares
Depuis quelques années, les voitures électriques ont réellement envahi notre quotidien et la tendance n’est pas près de s’estomper, comme en témoigne la décision prise par l’Europe. 2035 marquera vraisemblablement la fin des moteurs thermiques sur le vieux continent. C’est dans un souci écologique que le monde de l’automobile a dû et doit se tourner petit à petit vers l’électrique.
Néanmoins, les voitures électriques ne sont pas parfaites contrairement à ce que certains laissent penser. La conception des batteries et des moteurs requiert d’extraire de nos sols des matières spécifiques, une extraction qui entraîne elle aussi des dégâts non négligeables sur l’environnement. Un problème auquel Robert Sansone semble avoir trouvé une alternative à seulement 17 ans.
Scandium, Lanthane, Cérium ou encore Néodyme, ces noms ne vous disent peut-être rien, mais ils font partie de la famille dite des “17 terres rares”. Pour vous donner un ordre d’idée, 80% des voitures électriques actuelles contiennent ce type de métaux au niveau du moteur et plus particulièrement du rotor et de ses super aimants. Notez également que nous retrouvons ces terres rares dans nos smartphones, nos consoles de jeux et même dans des trains. Bref ces métaux sont présents un peu partout autour de nous sans que nous en ayons conscience.
Crédit Photo : Robert Sansone
Si ces terres sont rares, ce n’est pas à cause de leur rareté mais plutôt à cause de la forte demande qui touche ses métaux. Partons du postulat que tout le parc automobile abandonne le thermique pour l’électrique, nous nous retrouverons inéluctablement dans une situation critique pour l’environnement à cause de l’extraction quasi continue de ses terres rares.
Mais c'était donc sans compter sur le génie de cet étudiant américain, qui a réussi à développer un moteur à réluctance synchrone, capable de se passer de terres rares. Une invention qui pourrait bien faire des voitures électriques, un moyen de locomotion vraiment écologique.
Un système qui avait déjà fait ses preuves, mais pas à un stade si avancé
Tout d’abord, il faut savoir que Robert Sansone est ce que l’on appelle plus communément un génie. Du haut de ses 17 ans, l’adolescent a déjà près de 60 projets à son actif. Main animatronique, bottes de courses ou kart surpuissant, le floridien s’est déjà fait un petit nom dans le microcosme des inventeurs. Mais avec son prototype de moteur de voiture électrique, force est de constater que le jeune homme a fait très très fort.
Se passer de terres rares, c’est bien beau, mais comment fonctionne ce moteur à réluctance synchrone ? En premier lieu, il est important de savoir que ce type de moteur est dépourvu d’aimants contrairement au moteur électrique traditionnel. Au lieu de ces derniers, Robert a eu l’idée de combiner une pièce en plastique (imprimée en 3D), du fil de cuivre, ainsi qu’un rotor simple en acier. Pour initier le mouvement de rotation, ce système exploite ce que l’on appelle la différence de réluctance (pour faire très simple, c’est un champ magnétique qui s’oppose à un circuit magnétique). Dites-vous bien que Robert n’a à proprement rien inventé. Mais grâce à ces matériaux, il a réussi à décupler le couple de son moteur.
Crédit Photo : Robert Sansone
Si nous vous disons qu’il n’a rien inventé, c’est parce que les moteurs à réluctance synchrone sont déjà utilisés dans les ventilateurs par exemple. Néanmoins le jeune américain à réussi à créer un moteur similaire de par son système, mais développant une rotation électrique beaucoup plus importante (39%).
Même si pour le moment il est un peu tôt pour dire que cette invention va révolutionner l’industrie automobile, il ne fait nul doute qu’à terme, cette dernière puisse représenter une innovation majeure qui permettra peut-être aux véhicules électriques de s’affranchir des terres rares. Grâce à son projet, Robert Sansone a remporté le premier prix du Regeneron International Science and Engineering Fair (ISEF), soit le plus grand concours international de science, de technologie, d’ingénierie et de mathématiques au monde pour les lycéens, ainsi que la coquette somme de 75 000$.