Un moteur électrique asynchrone à rotor bobiné de 750 W / Image : Zureks - Wikimedia.
Renault et Valéo ont dévoilé la prochaine génération de moteur électrique pour véhicules automobiles. Elle est présentée plus compacte, plus respectueuse de l’environnement et sans terres rares. Mais qu’en est-il réellement ?
Les terres rares sont une famille d’éléments chimiques, dont par exemple, le néodyme ou le samarium, dont les propriétés chimiques et électromagnétiques sont uniques. Cela les rend particulièrement importantes non seulement pour la transition énergétique elle-même, mais également pour l’industrie de l’armement.
Or, la Chine contrôle 70 % de la production de terres rares. Et Beijing a bien compris l’importance stratégique de cette ressource, dont les facilités d’exportation sont régulièrement remises en cause en fonction des besoins diplomatiques. Ainsi, la Chine a annoncé début novembre avoir décidé de renforcer encore ses restrictions sur les exportations des terres rares, en représailles aux restrictions établies précédemment par les États-Unis au sujet des exportations de semi-conducteurs vers la Chine. Pris dans le conflit diplomatique entre la Chine et les États-Unis, qui se trouvent être par ailleurs le deuxième producteur de terres rares, l’accès futur à ces substances est donc de plus en plus perçu comme problématique.
Les moteurs à rotor bobiné
Aujourd’hui, la majorité des véhicules électriques sont équipés de moteurs électriques dits à aimants permanents. Dans ce type de moteur, le stator, c’est-à-dire la partie fixe, est constitué d’un bobinage et le rotor, c’est-à-dire la partie mobile, est constitué d’aimants permanents. Lorsque le bobinage du stator est alimenté en électricité, il génère un champ magnétique – il devient un électroaimant – qui va interagir avec celui produit par les aimants permanents, et entraîner la mise en rotation du rotor.
Problème : les aimants permanents sont constitués en grande partie (parfois plus de 30 % en masse), de terres rares, notamment le néodyme, le dysprosium ou le samarium. Or, nous l’avons vu, ces matières font l’objet d’enjeux géopolitiques mettant en péril notre capacité à nous en procurer. Il existe une solution, et elle consiste à remplacer les aimants permanents du stator par un électro-aimant, c’est-à-dire par un deuxième bobinage en sus de celui du stator. Cette technologie est connue sous le nom de moteur à rotor bobiné, et elle équipe déjà des véhicules électriques, et notamment ceux de Renault, par exemple, pour la Zoé et pour la Mégane.
Opération de bobinage d’un moteur 6AM à l’usine de Cléon / Image : Renault et Valeo.
La prochaine génération de moteurs électriques
Renault et Valeo viennent de communiquer au sujet de leur prochaine génération de moteur à rotor bobiné. Baptisé E7A, les caractéristiques de ce moteur sont alléchantes. Une puissance pouvant aller jusqu’à 200 kW et une compacité améliorée de 30 %. Cette caractéristique est intéressante, car les moteurs à rotor bobiné ont pour défaut d’être plus volumineux et lourds que leurs équivalents en technologie à aimants permanents.
Par ailleurs, le constructeur communique sur la baisse de 30 % de l’empreinte carbone liée à la fabrication. Et le tout sans terres rares. Cette dernière caractéristique permet de sécuriser l’approvisionnement en matériaux, et permet de garantir une indépendance vis-à-vis des pays producteurs de terres rares. En effet, il aurait été bien dommage de troquer une dépendance aux hydrocarbures en une dépendance aux terres rares.
Le moteur « all-in-one » E7A / Image : Renault et Valeo.
Commentaires
Le moteur synchrone existe depuis longtemps, les dernières tesla en sont d'ailleurs équipées. Renault a juste réussi à mieux optimiser son moteur mais rien de révolutionnaire. Quand au freinage regeneratif il suffit de faire passer un courant dans le rotor. Avec l'énergie cinétique on récupère plus que ce que l'on injecte et de plus on peut moduler le freinage (voir le telma des bus).
Rotor bobine plus de risque de panne électrique court circuit entre bobines , masse exact.... aliment permanent sans panne à vie
La vision de Renault sur ses moteurs électriques. https://www.renaultgroup.com/news-onair/actualites/comment-fonctionne-un-moteur-de-voiture-electrique/
Je vous trouve très optimiste. Le moteur a rotor bobine n'est pas une finalité, la preuve Tesla fait varier les technologies suivant de multiples critères. Valeo et Renault ont décrété que ce moteur était le saint Graal mais dans la nouvelle technologie le Saint Graal vient de l'innovation donc des crédits alloués aux équipes de développement. Cela fait déjà plusieurs années que Renault communique sur sa trouvaille mais il semble qu'il soit un peu seul. La France a t'elle raison et les autres faux, on connaît la chanson.
Tesla utilise les deux. BMW qui avait commencé avec moteur à aimant est aussi en train de passer aux moteurs à bobine.
Pareil pour ZF qui développe une variante à induction... ou encore Mercedes qui lui mise sur un moteur de YASA à flux radial, etc...
Donc Renault n'est pas le seul à développer le saint Graal: chaque constructeur développe et optimise sa propre technique et présente toujours sa dernière évolution comme étant LE saint Graal, ça fait parti du jeu.
Vous avez raison cela fait parti du jeu des constructeurs mais pas de celui d'un article de journal qui est là pour informer et pas juste passer les ballons.
Vraiment pour cette raison je donne un coup de main au constructeur pour ce si beau raisonnement.
Presenter sur la photo un rotor a cage de machine asynchrone pour parler d'un rotor bobiné de machine synchrone... pas super pour la crédibilité de l'article.
La photo est un moteur asynchrone lol
Moteur synchrone à rotor bobiné n est pas une invention nouvelle, certes il ne consomme pas de terres rares, mais il consomme ...des électrons pour alimenter le rotor bobiné !
Selon moi, le moteur à reluctance variable, comme chez Tesla est meilleur ( mais cela dépend du profil de mission)
Le rotor enbobiné va consommer électricité , ce qui n'est pas le cas du rotor aimanté.
En effet, de plus il requière donc une connexion pour être alimenté et donc une friction.
Cela peut être résolu par induction ce qui va alors encore demander plus d'énergie pour alimenter le rotor.
Il y a toutefois un avantage au rotor bobiné, il peut se comporter comme une boite de vitesse car on peut modifier les caractéristique de son champ magnétique.
Par contre j'ai un doute sur le freinage régénératif, même s'il reste un champ magnétique dans les enroulement lors de la décélération il ne sera jamais constant comme l'est celui d'un aimant.
Après, il ne restera plus qu'à faire un arbitrage économique entre le cuivre (à peine 1% dans le minerais, donc profusion de mines et de destructions écologiques) et l'aluminium (très abondant dans la croute terrestre, mais un peu moins bon conducteur que le cuivre).
Ce serait omettre la bauxite, le recyclage en effet devrait être rentable mais il ne l'est pas donc on continue à extraire et donc à polluer quand ça ne devrait pas être le cas.
Le cuivre comme l'aluminium ce recyclé très bien encore faut-il que nos poubelles et déchets soient bien trié automatiquement. Pour la ferraille, il y a un équipement a 100% pour les autres métaux c'est généralement nada !
C'est assez terrible car par exemple l'aluminium c'est de l'électricité pure. On obtient l'alu par électrolyse...
Il serait heureux que l'on mette le paquet sur cette récupération systématique