Selon IDTechEx, les véhicules électriques (VE) constituent un moyen clé de réduire les émissions de carbone dans le secteur des transports. Cependant, la durabilité des matériaux utilisés dans les véhicules électriques est souvent scrutée, selon le Dr. James Edmondson, directeur de recherche chez IDTechEx. Le rapport d’IDTechEx, « Moteurs électriques pour véhicules électriques 2025-2035 : technologies, matériaux, marchés et prévisions », prédit le besoin de plus de 160 millions de moteurs électriques par an d’ici 2035.
Dans la plupart des cas, les matériaux utilisés dans le stator des moteurs électriques sur le marché des véhicules électriques sont similaires, impliquant généralement des stratifiés d’acier et des enroulements en cuivre. La principale différence réside dans les matériaux du rotor, selon le rapport. Les moteurs à aimants permanents aux terres rares dominent le marché, IDTechEx rapportant une part de marché de 85 % dans les voitures électriques d’ici 2023.
Parmi les matériaux pris en compte pour les moteurs électriques (acier, aluminium, cuivre), les terres rares ont l’impact environnemental par kilogramme le plus élevé, en tenant compte de facteurs tels que l’appauvrissement de la couche d’ozone, le réchauffement climatique, l’acidification, l’eutrophisation et la création photochimique d’ozone, rapporte IDTechEx. Bien qu’ils ne constituent qu’une petite partie du moteur (moins de 1 à 2 kg), les moteurs contenant des terres rares ont tendance à avoir un impact environnemental par kW de puissance plus élevé que les alternatives sans terres rares. Cependant, les moteurs sans aimant peuvent nécessiter davantage de matériaux tels que le cuivre et des étapes de fabrication supplémentaires susceptibles d’augmenter la consommation d’énergie.
Un moteur plus efficace réduit le gaspillage d’énergie, ce qui signifie que moins d’électricité est tirée du réseau, ce qui pourrait réduire considérablement la production de CO2 en fonction du réseau, a rapporté IDTechEx. De plus, un moteur efficace permet d’utiliser une batterie plus petite, réduisant ainsi l’utilisation de matériaux et l’impact environnemental du système de batterie.
La densité de puissance est une autre considération, a déclaré IDTechEx. Un moteur haute puissance utilise moins de matériaux pour obtenir la même puissance. Par exemple, un moteur à flux axial peut atteindre 190 kW avec moins de 1,2 kg d’aimants, soit environ 6,3 grammes/kW, par rapport à un moteur à flux radial moderne typique à environ 10 grammes/kW.
Les recherches d’IDTechEx indiquent que le nombre moyen de moteurs utilisés par véhicule électrique à batterie (BEV) en 2023 était 13 % plus élevé qu’en 2015, car de plus en plus de véhicules sont équipés de variantes de moteurs à deux, trois et quatre moteurs. Un plus grand nombre de moteurs augmente la consommation de matériaux, non seulement pour le moteur, mais également pour les composants électroniques et de gestion thermique associés.
Cela soulève la question suivante : combien de consommateurs ont besoin de plus d’un moteur ? Bien que ce soit un luxe, les constructeurs automobiles préfèrent souvent vendre des véhicules de spécifications plus élevées pour de meilleures marges bénéficiaires, a déclaré IDTechEx. Cela réduit la durabilité du véhicule. Cependant, si cela encourage davantage de personnes à acheter un BEV, cela peut être considéré comme une étape positive pour l’environnement. IDTechEx estime que la disponibilité de modèles à faible coût, notamment en Europe, impliquera probablement des solutions monomoteurs pour réduire les coûts, stimulant ainsi la croissance du marché des véhicules électriques.
Alors que les constructeurs automobiles s’efforcent de produire des véhicules électriques plus rentables, la durabilité des composants des véhicules électriques passe souvent au second plan par rapport aux performances, à l’efficacité et au prix, a déclaré IDTechEx. Les matériaux des batteries sont davantage scrutés en raison des quantités utilisées par rapport aux moteurs, comme le montrent les premières réglementations telles que le passeport des batteries en Europe, qui impose la déclaration de l’empreinte CO2 de la batterie. Dans un premier temps, l’accent sera mis sur les batteries, mais les moteurs pourraient jouer un rôle important dans l’amélioration de la durabilité des véhicules à l’avenir, rapporte IDTechEx.
