Moteurs électriques sans terres rares : cette technologie allemande nous rend enfin indépendants de la Chine.

BMW le fait déjà en série : l'ingénieuse astuce moteur qui sauve l'industrie de la voiture électrique

L'industrie automobile traverse actuellement l'une des transformations les plus importantes de son histoire, mais ce changement révèle une vulnérabilité critique : la dépendance aux terres rares pour les moteurs électriques est devenue un facteur de risque géopolitique, menaçant toute la stratégie d'électrification des constructeurs automobiles occidentaux. Ce qui était longtemps considéré comme une nécessité technique s'avère de plus en plus être un obstacle surmontable. BMW a déjà lancé la production en série, Mahle et ZF sont sur le point de commercialiser leurs produits, et même en Inde, des entreprises travaillent activement au développement de moteurs électriques fonctionnant entièrement sans ces matières premières critiques. La question n'est plus de savoir si, mais quand ces technologies permettront une percée décisive.

La domination chinoise comme risque systémique

La dépendance mondiale à l'égard de la Chine pour les terres rares a atteint des proportions bien supérieures aux concentrations habituelles du marché. La Chine contrôle environ 60 % de la production mondiale et 90 % du raffinage de ces matières premières stratégiques. Cette domination n'est pas le fruit du hasard, mais le résultat de décennies d'investissements étatiques dans les capacités minières et les technologies de traitement. Alors que les pays occidentaux ont négligé l'extraction des terres rares en raison de son coût environnemental élevé et de la complexité des procédés de traitement, Pékin a très tôt perçu l'importance stratégique de ces matières premières pour les technologies du XXIe siècle.

Les récents développements illustrent clairement la fragilité de cette dépendance unilatérale. Le 4 avril 2025, la Chine a instauré pour la première fois des contrôles à l'exportation sur sept terres rares, dont le dysprosium et le terbium, essentiels à la fabrication d'aimants haute performance pour moteurs électriques. Le 9 octobre, ces contrôles ont été considérablement étendus à cinq autres éléments, ainsi qu'aux technologies d'extraction, de traitement et de recyclage. À compter du 1er décembre 2025, les entreprises étrangères doivent désormais obtenir une autorisation pour exporter vers des pays tiers des produits contenant des terres rares chinoises.

Ces mesures révèlent une nouvelle forme de guerre économique. La Chine utilise le contrôle des matières premières non seulement comme moyen de pression sur les États-Unis, mais aussi comme instrument de contrôle de chaînes de valeur entières. La combinaison des restrictions à l'exportation de matières premières et des contrôles sur les transferts de technologie crée une double dépendance qui place les constructeurs automobiles européens et américains dans une situation stratégique intenable. Le dysprosium et le terbium, ces terres rares lourdes qui améliorent la résistance thermique et l'efficacité des aimants, sont presque entièrement produits en Chine. Les livraisons en provenance du Myanmar sont particulièrement problématiques, l'instabilité politique du pays engendrant des risques d'approvisionnement supplémentaires.

L'impact économique de ces contrôles se traduit par des fluctuations de prix spectaculaires. Le prix du néodyme, qui avoisinait les 65 dollars en 2020, a atteint 223 dollars en 2022 avant de retomber aux alentours de 123 dollars. Un moteur à aimant permanent contient en moyenne 600 grammes de néodyme, ce qui signifie que le coût des matières premières, à lui seul, peut varier considérablement. Cette volatilité rend les calculs incertains et oblige les fabricants à intégrer des primes de risque, ce qui nuit à leur compétitivité.

Convient à:

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Le contre-mouvement technologique prend de l'ampleur.

Face à cette dépendance, l'industrie automobile lance une offensive technologique visant à produire en série divers concepts de moteurs sans terres rares. BMW est à la pointe de cette évolution avec sa cinquième génération de motorisations électriques, utilisées dans l'iX3 depuis 2021 et désormais produites en série. Le choix de moteurs synchrones à excitation externe a été fait après une phase de développement préliminaire intensive, au cours de laquelle toutes les alternatives ont été étudiées. L'usine BMW de Steyr a démarré la production en série de la sixième génération pour les véhicules de la Nouvelle Classe en juillet 2025, avec des investissements de plus d'un milliard d'euros d'ici 2030.

Le moteur synchrone à excitation séparée génère son champ magnétique non pas par des aimants permanents, mais par un courant électrique acheminé vers le rotor via des bagues collectrices sans entretien. Cette innovation technique élimine totalement la dépendance au néodyme et au dysprosium sans perte significative de performance. Grâce à cette technologie, BMW atteint des rendements supérieurs à 95 % dans les conditions de conduite les plus courantes. Les moteurs sont disponibles en différentes puissances, de 140 à 360 kilowatts, selon deux diamètres de stator.

L'avantage décisif réside non seulement dans l'élimination des matières premières critiques, mais aussi dans leurs caractéristiques de fonctionnement. Les moteurs synchrones à excitation externe peuvent être arrêtés, supprimant ainsi les pertes par frottement en roue libre. Lors de longs trajets autoroutiers à vitesse élevée, ils présentent un meilleur rendement que les moteurs à aimants permanents, car aucune énergie n'est perdue par le biais de champs magnétiques constants. De plus, le contrôle précis du courant rotorique permet une adaptation optimale aux variations de charge, ce qui accroît encore le rendement.

Mahle explore une approche encore plus radicale avec son moteur SCT sans aimant, fonctionnant par transmission de puissance inductive et donc sans contact via un transformateur rotatif. Cette technologie élimine totalement l'usure mécanique et offre un rendement exceptionnel, notamment à haute vitesse. Le moteur est équipé d'un système de refroidissement d'huile intégré innovant qui dissipe la chaleur précisément là où elle est générée. La puissance de sortie continue dépasse 90 % de la puissance de crête, un atout essentiel pour les applications exigeantes telles que les camions électriques circulant en terrain montagneux ou effectuant des sprints répétés. Mahle prévoit de lancer la production en série de cette technologie vers 2024.

Fin 2024, ZF Friedrichshafen a reçu le prix CLEPA de l'innovation pour son moteur synchrone à excitation inductive intégrée au rotor. Dans ce système, l'énergie du champ magnétique est transmise par un excitateur inductif situé dans l'arbre du rotor, ce qui permet d'obtenir un moteur exceptionnellement compact offrant une densité de puissance et de couple maximale. Comparé aux systèmes à excitation externe classiques, l'excitateur inductif réduit les pertes de transmission d'énergie au rotor de 15 %. L'absence de balais et de bagues collectrices rend superflus les joints d'étanchéité supplémentaires, et le moteur nécessite jusqu'à 90 millimètres d'espace axial en moins lors de son installation. L'empreinte carbone liée à sa fabrication est réduite jusqu'à 50 % par rapport aux moteurs à aimants permanents.

Renault, en collaboration avec Valeo, développe un moteur de troisième génération de 200 kilowatts, dont la production est prévue pour 2027. Ce moteur E7A ne nécessite aucun élément de terres rares et, à puissance égale, est environ 30 % plus compact que les moteurs actuels. Sa technologie de rotor utilise des bobines bobinées au lieu d'aimants permanents, réduisant ainsi l'empreinte carbone de sa production de 30 %. De plus, ce moteur est conçu pour les systèmes 800 volts, ce qui raccourcit considérablement les temps de charge des batteries. La Renault Mégane E-Tech actuelle et la nouvelle Renault 5 sont déjà équipées de cette technologie sans aimant.

Le rattrapage de l'Inde en tant que facteur géopolitique

Il convient de souligner la rapidité avec laquelle les entreprises indiennes développent des technologies de moteurs alternatifs. Sterling Gtake E-Mobility, dans son laboratoire de 325 mètres carrés à Faridabad, travaille sur des moteurs à réluctance utilisant une technologie sous licence d'Advanced Electric Machines, qui ne requiert aucun élément de terres rares. Sept grands constructeurs automobiles indiens testent déjà ces moteurs et, en cas de validation concluante, la production commerciale pourrait débuter d'ici un an, bien avant l'échéance initialement prévue de 2029.

L'accélération de ce développement est une réaction directe aux restrictions chinoises à l'exportation prévues pour avril 2025. L'Inde, qui nourrit des objectifs ambitieux en matière d'électromobilité, se considère particulièrement vulnérable, car elle ne dispose quasiment d'aucune capacité de traitement des terres rares. Malgré ses réserves parmi les cinquièmes plus importantes au monde, le pays manque des infrastructures de traitement nécessaires. Le gouvernement étudie actuellement des mesures incitatives pour l'extraction minière et le traitement, ainsi que des partenariats avec des entreprises japonaises et sud-coréennes.

En septembre 2025, Simple Energy est devenu le premier fabricant indien à produire commercialement des moteurs haute performance sans terres rares. L'architecture brevetée de ce moteur, entièrement développée par ses équipes de recherche et développement internes, remplace les aimants lourds en terres rares par des connexions optimisées et des algorithmes propriétaires pour un contrôle en temps réel de la chaleur et du couple. La production a lieu dans une usine de 18 580 mètres carrés à Hosur, dans l'État du Tamil Nadu, avec un taux de localisation de 95 % sur l'ensemble de la chaîne d'approvisionnement.

Chara Technologies, basée à Bengaluru, a levé 6 millions de dollars lors d'un tour de table de série A en octobre 2025 afin d'accroître sa production de moteurs électriques sans terres rares, passant de 20 000 à 100 000 unités par an. Cette start-up développe des moteurs à réluctance commutée et à flux magnétique utilisant une technologie électromagnétique avancée au lieu d'aimants permanents. Ce succès pourrait faire de l'Inde un troisième pôle majeur de la chaîne d'approvisionnement mondiale des véhicules électriques, après la Chine et l'Occident.

La société britannique Advanced Electric Machines (AEM) a conclu un partenariat de développement d'une valeur de plusieurs millions de livres sterling avec l'un des plus grands équipementiers automobiles mondiaux, dont le chiffre d'affaires annuel se chiffre en dizaines de milliards. AEM affirme que ses moteurs électriques utiliseront des matériaux sûrs, recyclables et facilement disponibles, tels que l'acier et l'aluminium, et qu'ils surpasseront les moteurs à aimants permanents en termes de performances. La production en série est prévue pour la fin de la décennie.

Évaluation économique des alternatives technologiques

L'analyse économique des différents concepts de moteurs révèle une situation complexe, faite de compromis et de possibilités d'optimisation. Les moteurs synchrones à aimants permanents offrent la plus grande densité de puissance et le meilleur rendement à mi-régime, avec des rendements dépassant largement les 90 % dans la plupart des conditions de conduite. Leur conception compacte permet une plus grande autonomie à capacité de batterie égale, ce qui en fait le concept privilégié pour environ 82 % des véhicules électriques en 2022.

La structure des coûts des moteurs électriques, en moyenne pour les trois principaux types, se répartit approximativement comme suit : 70 % pour les matériaux, incluant les produits semi-finis tels que le fil de bobinage ou les aimants permanents, et 30 % pour la production. Le coût des 600 grammes de néodyme entrant dans la composition d’un moteur standard varie entre 75 et 150 dollars, selon les conditions du marché. À cela s’ajoute le dysprosium, qui stabilise les aimants à haute température. La valeur des aimants permanents en terres rares pour les moteurs de traction est estimée entre 1 200 et 1 600 yuans par véhicule.

Les moteurs synchrones à excitation externe éliminent les coûts liés aux matières premières, mais nécessitent une électronique de puissance supplémentaire pour alimenter le rotor. Toutefois, le calcul du coût global est plus avantageux, car les économies réalisées sur les aimants compensent largement la complexité accrue de l'électronique. De plus, les risques associés à la volatilité des prix et aux ruptures d'approvisionnement sont supprimés. Les procédés de production étant globalement similaires pour les différents types de moteurs, aucune infrastructure de fabrication fondamentalement nouvelle n'est requise.

Les moteurs asynchrones constituent l'alternative la plus économique, car ils ne nécessitent ni aimants permanents ni alimentations complexes pour le rotor. Leur conception simple, avec un rotor à cage d'écureuil ou à bagues collectrices, leur confère robustesse et faible besoin d'entretien. Tesla a utilisé cette technologie dans ses premiers modèles et continue de l'employer pour ses systèmes à quatre roues motrices, en association avec des moteurs à aimants permanents. Leur principal inconvénient réside dans leur rendement inférieur, particulièrement perceptible à charge partielle. À puissance égale, les moteurs asynchrones sont environ 30 % plus volumineux que les moteurs à aimants permanents, ce qui engendre un surpoids et un encombrement supplémentaire.

Les différences de rendement influent directement sur l'autonomie. Un moteur à aimant permanent peut atteindre un rendement de 97 %, tandis qu'un moteur asynchrone atteint 93 %. Cet écart de quatre points de pourcentage se traduit par une autonomie réduite d'environ 5 % pour une consommation d'énergie de 15 kilowattheures aux 100 kilomètres. Avec une batterie de 70 kilowattheures, cela correspond à environ 25 kilomètres, ce qui est acceptable pour de nombreuses applications.

Les moteurs synchrones à excitation externe atteignent des rendements supérieurs à 95 %, les plaçant juste en dessous des moteurs à aimants permanents. Dans certaines conditions de fonctionnement, notamment lors de longs trajets autoroutiers à vitesse élevée, ils peuvent même être plus efficaces, car ils ne subissent pas les pertes par frottement dues aux aimants permanents. La commande flexible du courant rotorique permet un ajustement précis du champ magnétique aux différentes charges, optimisant ainsi le rendement sur une large plage de fonctionnement.

Économies d’échelle et dynamique du marché jusqu’en 2030

Le marché des moteurs électriques connaît une croissance spectaculaire. Les ventes mondiales de systèmes de propulsion électrique devraient plus que doubler, passant de 272 milliards d'euros en 2025 à 634 milliards d'euros en 2030. Sur ce total, 60 % (389 milliards d'euros) seront attribuables aux cellules et aux systèmes d'emballage des batteries, tandis que 30 % (186 milliards d'euros) seront attribuables aux entraînements électriques.

Ces économies d'échelle réduiront considérablement les coûts de production pour tous les types de moteurs. Si les coûts de fabrication des moteurs à aimants permanents bénéficient de l'automatisation et de la standardisation, le coût des matières premières demeure volatil. En revanche, les moteurs synchrones et asynchrones à excitation externe peuvent pleinement tirer parti des économies d'échelle, car leurs principaux composants de coût sont le cuivre, le fer et les composants électroniques, dont les prix sont plus stables et les chaînes d'approvisionnement plus diversifiées.

La répartition régionale de la production de cellules de batteries demeure problématique. D'ici 2030, la Chine devrait contrôler 70 % de la capacité mondiale, la Corée du Sud 15 % et l'Europe seulement 5 %. Cette dépendance, exacerbée par la pénurie de matières premières, souligne le fait que l'Europe perd de la valeur ajoutée au profit de l'Asie. Entre 500 et 800 euros de coûts de fabrication de batteries par véhicule sont transférés vers l'Asie, ce qui, compte tenu des millions de véhicules produits, a des répercussions économiques considérables.

La répartition des parts de marché des différents types de moteurs va évoluer. Alors que la part des moteurs électriques à aimants permanents atteignait encore 82 % en 2022, elle devrait chuter aux alentours de 70 % d'ici 2030. Cela ne signifie pas la fin des moteurs à aimants permanents, mais une diversification significative des concepts de propulsion. Les technologies alternatives gagneront des parts de marché, notamment dans les segments où la rentabilité prime sur la densité de puissance maximale.

Les prévisions indiquent que la part de marché mondiale des véhicules électriques à batterie passera de 15 % en 2022 à près de 60 % en 2035. Cette forte progression entraînera une augmentation exponentielle de la demande de moteurs, accentuant ainsi la pression sur les technologies alternatives. Chaque point de pourcentage de part de marché gagné par les moteurs sans aimant représente 600 000 unités, sur la base des quelque 60 millions de véhicules produits chaque année dans le monde.

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résilience stratégique dans la chaîne d'approvisionnement

L'industrie automobile prend de plus en plus conscience que la résilience de sa chaîne d'approvisionnement n'est pas seulement une question de gestion des risques, mais aussi de survie stratégique. Vingt matières premières sont considérées comme essentielles à la transformation de cette industrie, car elles revêtent une importance stratégique majeure et dépendent fortement des importations non européennes. Outre les terres rares, il s'agit notamment du lithium, du cobalt, du nickel, du graphite et de divers autres métaux.

Les experts recommandent une approche à plusieurs niveaux pour renforcer la résilience. Premièrement, il est nécessaire d'assurer la transparence concernant l'offre, la demande, les prix et la criticité des matières premières grâce à un suivi renforcé. Deuxièmement, il convient de diversifier les fournisseurs et d'établir des partenariats stratégiques. Troisièmement, l'économie circulaire doit être intensifiée par le recyclage, même si son impact à court terme est limité en raison de la montée en puissance du marché. Quatrièmement, il est indispensable de développer des technologies permettant de substituer ou de minimiser l'utilisation des matières premières critiques.

Le nouveau règlement européen sur les matières premières critiques, adopté en mai 2022, fixe des objectifs ambitieux : d’ici 2030, 10 % de la demande en matières premières stratégiques devrait provenir de l’exploitation minière européenne. Le gisement de terres rares de Per Gejer, dans le nord de la Suède, pourrait jouer un rôle clé à cet égard, avec des réserves estimées à plus d’un million de tonnes d’oxydes métalliques. Cependant, il faudra dix à quinze ans avant que ces ressources ne soient disponibles sur le marché, l’exploration, l’obtention des autorisations et le développement des infrastructures étant des processus longs.

Le recyclage contribuera de manière significative à la sécurité d'approvisionnement à long terme. Pour les métaux de base tels que l'aluminium, le nickel et le cuivre, les matières premières secondaires représentent déjà une part importante des intrants de production. Cependant, pour douze des vingt matières premières critiques, le taux de recyclage reste nettement inférieur à 5 %. Le nouveau règlement européen sur les piles et accumulateurs impose des quotas de recyclage croissants, et les procédés hydrométallurgiques permettent déjà de récupérer le lithium, le nickel et le cobalt contenus dans les batteries lithium-ion. Le projet européen SUSMAGPRO vise à récupérer les matériaux magnétiques issus des véhicules électriques et des éoliennes mis hors service.

Le développement de moteurs sans aimants représente la solution la plus élégante dans ce contexte, car il s'attaque au problème à la source. Au lieu de diversifier des chaînes d'approvisionnement dépendantes ou de recourir à un recyclage coûteux, cette technologie élimine toute dépendance. Les économies réalisées sont considérables, sachant que des millions de véhicules sont produits chaque année, chacun nécessitant 600 grammes de néodyme ainsi que d'autres terres rares.

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• L'avertissement d'un négociant en matières premières : comment le contrôle des terres rares met l'industrie européenne à genoux

Implications de la politique industrielle pour l'Europe

L'Europe se trouve dans une situation précaire, tiraillée entre transformation technologique et dépendance croissante. La domination chinoise s'étend à l'ensemble de la chaîne de valeur de l'électromobilité, des matières premières et de la production de batteries à la fabrication des véhicules. Sans mesures décisives, une perte massive de valeur industrielle et d'emplois est imminente.

Le développement des moteurs sans aimant offre à l'Europe une opportunité de repositionnement stratégique. Des entreprises comme BMW, ZF, Mahle et Renault possèdent une expertise de pointe dans ce domaine et peuvent établir des normes avant que leurs concurrents asiatiques ne les rattrapent. Ce leadership technologique pourrait constituer un avantage concurrentiel décisif, à l'instar de l'ingénierie allemande qui a fait référence dans le domaine des moteurs à combustion pendant des décennies.

Les investissements dans les technologies de moteurs alternatifs restent modérés au regard de l'ampleur globale de la transformation. BMW investit plus d'un milliard d'euros à Steyr d'ici 2030, un montant gérable compte tenu de l'importance stratégique de l'usine. ZF et Mahle investissent des sommes similaires. Ces investissements permettent non seulement d'atteindre l'indépendance technologique, mais aussi de préserver des emplois hautement qualifiés en Europe.

Le cadre politique doit soutenir cette évolution. Promouvoir la recherche et le développement, accélérer les procédures d'homologation des sites de production et, éventuellement, proposer des incitations temporaires à l'utilisation de moteurs sans aimants pourraient accélérer la montée en puissance du marché. Les États-Unis ont déjà démontré, avec le Defense Production Act, comment l'extraction de matières premières peut être intégrée à la politique de sécurité. L'Europe doit élaborer des instruments similaires au lieu de se reposer uniquement sur la réglementation.

La standardisation et l'interopérabilité des différents types de moteurs constituent un autre aspect important. Si les plateformes de véhicules peuvent passer facilement d'un concept de motorisation à un autre, cela renforce la résilience des constructeurs. BMW le démontre déjà par son ouverture technologique, en produisant simultanément des moteurs à combustion et diverses motorisations électriques. Cette flexibilité permet de réagir rapidement aux évolutions du marché et aux pénuries d'approvisionnement.

La dynamique concurrentielle mondiale s'intensifie.

La bataille pour le leadership technologique dans le domaine de l'électromobilité s'intensifie. La Chine cherche à consolider sa position dominante grâce à une intégration verticale sur l'ensemble de la chaîne de valeur. Le contrôle des exportations de terres rares et des technologies associées fait partie intégrante de cette stratégie. Parallèlement, la Chine investit massivement dans sa propre production de véhicules électriques, et des constructeurs chinois tels que BYD, SAIC et Geely gagnent rapidement des parts de marché en Europe.

Les États-Unis réagissent par une combinaison d'incitations à l'investissement, de restrictions à l'importation et de partenariats stratégiques. La loi sur la réduction de l'inflation alloue des centaines de milliards de dollars aux technologies vertes, tout en renchérissant les produits chinois par le biais de droits de douane. Donald Trump a menacé d'imposer des droits de douane allant jusqu'à 200 % si la Chine ne garantissait pas un approvisionnement fiable en aimants à base de terres rares. Si cette politique agressive exerce une pression à court terme, elle ne résout pas le problème structurel de la dépendance.

Les récents développements indiquent une détente temporaire : suite à la rencontre entre le président Xi Jinping et Donald Trump à Busan en octobre 2025, la Chine a annoncé la suspension pendant un an de ses contrôles renforcés à l’exportation. En contrepartie, les États-Unis ont levé certaines sanctions contre des entreprises chinoises. Toutefois, ce répit tactique ne modifie en rien la vulnérabilité fondamentale des chaînes d’approvisionnement occidentales.

L'Inde se positionne de plus en plus comme une troisième force majeure dans cette compétition. Forte de ses objectifs climatiques ambitieux, visant la neutralité carbone d'ici 2070, et d'un marché automobile en pleine expansion, le pays offre un potentiel considérable. Miser sur les moteurs sans aimants pourrait lui conférer un avantage concurrentiel, en lui évitant les erreurs liées à ses dépendances passées. L'initiative « Make in India » soutient cette stratégie par des exigences de localisation et des incitations à l'investissement.

Le Japon et la Corée du Sud jouent également un rôle important, notamment dans la production de batteries. Des entreprises comme LG Energy Solutions, Samsung SDI et Panasonic contrôlent une part significative de la production mondiale de cellules de batteries. Leur expertise en électronique de puissance et en science des matériaux en fait des partenaires précieux pour les constructeurs automobiles européens qui cherchent à diversifier leurs chaînes d'approvisionnement.

Limites technologiques et potentiel d'innovation

Le développement des moteurs sans aimants n'en est pas à son terme, mais bien au début de son cycle d'optimisation. Si les moteurs à aimants permanents ont bénéficié d'améliorations constantes depuis des décennies, les concepts alternatifs n'en sont encore qu'à leurs balbutiements. Cela laisse entrevoir un potentiel d'amélioration considérable en termes de rendement, de densité de puissance et de coût.

Une approche prometteuse repose sur les aimants en ferrite, composés de fer plutôt que de terres rares. Bien que leur champ magnétique soit environ 50 à 70 % inférieur à celui des aimants en néodyme de même taille, des moteurs ingénieux permettent de compenser en grande partie cette différence. L'entreprise japonaise Proterial a développé un moteur atteignant la même densité de puissance avec seulement 20 % de matériau magnétique en plus. Associés à des technologies à haute vitesse, comme celles mises en œuvre par Tesla dans son moteur Plaid (pouvant atteindre 20 000 tours par minute), les moteurs en ferrite pourraient devenir compétitifs.

La numérisation des processus de développement accélère considérablement l'innovation. Mahle utilise des algorithmes évolutionnaires pour simuler différentes conceptions de moteurs, ce qui permet d'identifier les configurations optimales beaucoup plus rapidement qu'avec les méthodes conventionnelles. Ces processus automatisés permettent non seulement de modifier les paramètres géométriques des tôles d'acier électrique, mais aussi d'optimiser les schémas d'enroulement et les matériaux. Le gain de temps par rapport aux méthodes de développement traditionnelles se chiffre en mois, voire en années.

L'intégration du moteur, de la transmission et de l'électronique de puissance dans des essieux électriques hautement intégrés offre un potentiel d'optimisation accru. BMW le démontre avec son système modulaire qui, grâce à des surfaces de bride réduites, un acheminement intégré des fluides et un assemblage simplifié, diminue les sources d'erreur potentielles et les coûts. L'association de la technologie 800 volts et de l'électronique de puissance en carbure de silicium améliore encore l'efficacité et raccourcit les temps de charge.

Les progrès réalisés dans le domaine des matériaux pour le bobinage des fils, des tôles d'acier électrique et des systèmes d'isolation améliorent constamment les performances. La technologie de bobinage en épingle à cheveux brevetée de BorgWarner, par exemple, permet d'obtenir une densité de cuivre plus élevée dans le stator, ce qui accroît la puissance et le rendement. Des innovations similaires dans d'autres composants contribuent à des améliorations globales significatives.

Évaluation économique des coûts de transformation

Les coûts économiques de la dépendance aux terres rares sont difficiles à quantifier, mais considérables. Outre le coût direct des matières premières et leur volatilité, des coûts d'opportunité stratégiques apparaissent lorsque les entreprises doivent reporter leurs décisions d'investissement en raison de l'incertitude des chaînes d'approvisionnement ou intégrer des primes de risque. Les pertes de production causées par les restrictions chinoises à l'exportation mi-2025 illustrent cette vulnérabilité.

Les investissements dans les technologies alternatives, en revanche, sont relativement modérés et rapidement rentabilisés. Un milliard d'euros pour l'usine BMW de Steyr peut paraître élevé, mais ce montant se justifie par son importance stratégique et son volume de production. Avec une capacité annuelle de plusieurs centaines de milliers de moteurs et des économies de 100 à 200 euros par unité grâce à la suppression des aimants, le retour sur investissement n'est atteint qu'en quelques années.

Les retombées macroéconomiques d'une substitution technologique réussie seraient considérables. Si tous les véhicules électriques produits en Europe étaient équipés de moteurs sans aimants, les importations de matières premières, d'une valeur de plusieurs centaines de millions d'euros, seraient éliminées chaque année. Plus important encore serait l'autonomie stratégique et l'indépendance face aux bouleversements géopolitiques. Garantir la création de valeur industrielle et d'emplois hautement qualifiés justifie le financement public de ces technologies.

Les conséquences sur l'emploi sont mitigées. D'une part, la fabrication de moteurs à combustion interne entraîne des pertes d'emplois, tandis que d'autre part, la production de moteurs électriques en crée de nouveaux. BMW prévoit d'employer environ 1 000 personnes dans l'assemblage de moteurs électriques sur son site de Steyr. Selon l'évolution de la demande mondiale, la moitié de ses effectifs pourrait travailler dans le secteur de la mobilité électrique d'ici 2030. L'ouverture technologique de l'entreprise, qui lui permet de développer simultanément différents types de motorisation, garantit la pérennité de l'emploi.

Aspects de durabilité au-delà de la dépendance aux matières premières

L'impact environnemental des moteurs sans aimants ne se limite pas à l'évitement de matières premières problématiques. L'extraction des terres rares engendre des dommages environnementaux considérables du fait de l'utilisation massive de produits chimiques qui polluent les sols et les cours d'eau. Le traitement de ces matériaux est énergivore et génère des déchets toxiques. Même si les progrès technologiques permettent d'en réduire l'impact environnemental, l'empreinte écologique demeure importante.

Les moteurs synchrones et asynchrones à excitation externe sont principalement composés de cuivre, de fer, d'aluminium et de composants électroniques. Bien que ces matériaux présentent certains inconvénients, leur extraction est bien maîtrisée, moins polluante et mieux encadrée. Surtout, ils sont nettement plus faciles à recycler. Alors que les aimants permanents nécessitent des procédés de séparation complexes, le cuivre et le fer peuvent être récupérés par les méthodes classiques de recyclage des déchets.

L'empreinte carbone liée à la fabrication des moteurs sans aimants diminue jusqu'à 50 %, comme le démontre ZF avec son moteur I2SM. Renault quantifie cette réduction à 30 % pour son moteur E7A. Ces économies résultent non seulement de la suppression des aimants, mais aussi de la simplification des chaînes d'approvisionnement, puisque le transport de composants moins complexes sur de longues distances est réduit.

L'impact environnemental global d'un véhicule électrique dépend fortement de la production de la batterie et de la source d'électricité. Le système de propulsion ne représente qu'une partie de cet impact. Néanmoins, toute amélioration est importante, surtout si elle ne compromet pas les performances. La durée de vie plus longue et la meilleure recyclabilité des moteurs sans aimants confortent cette technologie.

Moteurs électriques sans aimants : l’opportunité pour l’Europe de devenir leader technologique

Le développement des moteurs électriques sans aimants est à un tournant. La technologie est suffisamment mature pour une production de masse, comme l'a démontré BMW, tout en présentant encore un potentiel d'optimisation considérable. Les tensions géopolitiques liées aux terres rares incitent fortement les constructeurs à se tourner vers des solutions alternatives. Les arguments économiques plaident de plus en plus en faveur des moteurs sans aimants, les économies d'échelle amplifiant les avantages en termes de coûts.

Pour l'industrie automobile européenne, le message est clair : le leadership technologique dans le domaine des moteurs sans aimants est une nécessité stratégique, et non une option. Les investissements sont maîtrisables, mais les risques sont immenses si la dépendance persiste. Les gouvernements devraient soutenir ce développement par le biais de financements de la recherche, d'homologations accélérées et, éventuellement, d'incitations temporaires du marché.

Il est essentiel de diversifier les gammes de moteurs. Toutes les applications n'exigent pas une densité de puissance maximale ; souvent, les moteurs asynchrones ou synchrones à excitation séparée sont parfaitement adaptés. Une segmentation intelligente, basée sur les profils d'exigences, optimise le rapport coût/performance et la résilience stratégique.

La standardisation des interfaces et des plateformes facilite l'utilisation flexible de différents types de moteurs. Les fabricants bénéficient ainsi d'une plus grande flexibilité et peuvent réagir rapidement aux évolutions du marché. La modularité des essieux électriques modernes soutient déjà cette approche, mais son développement doit être poursuivi de manière cohérente.

À l'échelle internationale, la coopération avec des partenaires fiables est essentielle. Le Japon, la Corée du Sud et l'Inde offrent des perspectives de partenariats technologiques et d'intégration des chaînes d'approvisionnement qui dépassent la domination chinoise. L'instauration d'un ordre mondial multipolaire pour les technologies critiques renforce la stabilité et réduit la vulnérabilité au chantage.

Il est essentiel de promouvoir l'économie circulaire en parallèle. Même si les moteurs sans aimants réduisent la dépendance, d'autres matières premières critiques comme le lithium et le cobalt demeurent indispensables. Les technologies de recyclage et les concepts de valorisation des déchets urbains peuvent contribuer significativement à la sécurité d'approvisionnement à moyen terme. Le cadre réglementaire instauré par la directive européenne sur les piles et accumulateurs va déjà dans le bon sens.

L'industrie automobile est confrontée à ce qui est peut-être sa plus grande transformation depuis l'invention de l'automobile. L'électrification est inévitable, mais la forme que prendra cette transformation reste malléable. Les moteurs électriques sans aimant représentent bien plus qu'une simple alternative technique. Ils offrent l'opportunité de retrouver une autonomie stratégique et de garantir la création de valeur industrielle en Europe. Cette avancée est plus proche qu'on ne le pense. BMW les produit déjà, et d'autres suivront bientôt. La question n'est plus de savoir si cette technologie deviendra la nouvelle norme, mais à quelle vitesse. La Chine contrôle peut-être aujourd'hui les terres rares, mais l'Europe peut demain définir les normes de la mobilité sans elles.

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Konrad Wolfenstein

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Notre expertise mondiale en matière de développement commercial, de ventes et de marketing - Image : Xpert.Digital

Secteurs d'activité : B2B, digitalisation (de l'IA à la XR), ingénierie mécanique, logistique, énergies renouvelables et industrie

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Un pôle thématique avec des informations et une expertise :

• Plateforme de connaissances sur l'économie mondiale et régionale, l'innovation et les tendances sectorielles
• Recueil d'analyses, d'impulsions et d'informations contextuelles issues de nos domaines d'intervention
• Un lieu d'expertise et d'information sur les évolutions actuelles du monde des affaires et de la technologie
• Plateforme thématique pour les entreprises qui souhaitent en savoir plus sur les marchés, la numérisation et les innovations du secteur