Un moteur électrique sans cuivre : une avancée coréenne prometteuse mais encore expérimentale

À la place, ils utilisent des nanotubes de carbone alignés avec une précision inédite grâce à une technologie baptisée LAST (Lyotropic Liquid Crystal-Assisted Surface Texturing), qui permet de maximiser la conductivité tout en réduisant considérablement le poids du moteur.

Ce nouveau type de moteur repose sur un défi technologique longtemps considéré comme inaccessible, remplacer les enroulements de cuivre, essentiels à la conversion électromagnétique, par un matériau non métallique aux propriétés conductrices comparables. 

Grâce à l’alignement optimisé des nanotubes via le procédé LAST, les chercheurs ont atteint une conductivité de 7,7 mégasiemens par mètre (MS/m), soit une amélioration de plus de 130 % par rapport aux précédentes tentatives utilisant le carbone.

Dans une démonstration expérimentale, l’équipe du KIST a intégré cette technologie dans un petit moteur, capable de faire fonctionner un véhicule miniature à basse tension (3 V) et avec une puissance de 3,5 watts. 

Cette réalisation, bien que modeste en puissance, marque une rupture technologique. Le moteur a pu fonctionner avec des enroulements pesant 80 % de moins qu’un moteur comparable à bobinage cuivre.

Les avantages potentiels sont significatifs, réduction de la masse des moteurs électriques, amélioration de la flexibilité des composants et diminution des dépendances aux métaux lourds comme le cuivre, dont les prix et l’impact environnemental sont en hausse constante. 

Toutefois, la technologie présente encore des limites majeures. Le coût de production des fils de nanotubes de carbone est estimé entre 375 et 500 dollars le kilogramme, contre environ 10 dollars pour le cuivre traditionnel, ce qui rend toute industrialisation prématurée.

À cela s’ajoute une problématique environnementale. Le procédé LAST, pour aligner les nanotubes, utilise des solvants puissants comme l’acide chlorosulfonique et l’acide chlorhydrique. 

Si le processus est techniquement maîtrisé, son impact écologique devra être rigoureusement évalué avant toute mise à l’échelle industrielle.

En termes de performance brute, les moteurs à nanotubes restent également en retrait, une puissance de rotation plafonnée à 3 420 tours par minute, contre plus de 18 000 pour les moteurs à cuivre, selon les chiffres du laboratoire. 

Néanmoins, les chercheurs insistent sur le fait que le ratio performance/poids, crucial pour les véhicules électriques et les appareils volants à décollage vertical, est en faveur de la solution carbone.

L’enjeu n’est pas simplement de remplacer le cuivre, mais d’ouvrir la voie à des motorisations plus légères, plus durables, et potentiellement plus faciles à intégrer dans les nouvelles générations de véhicules autonomes, de drones ou de satellites. 

Le secteur automobile, en particulier, suit de près ces évolutions. Un moteur plus léger pourrait augmenter significativement l’autonomie des véhicules électriques, tout en facilitant la dissipation thermique.

Si cette technologie franchit les étapes industrielles et environnementales nécessaires, elle pourrait à terme bouleverser les chaînes de production, réduire la dépendance aux matières premières critiques, et inscrire le moteur électrique dans une logique d’éco-conception avancée. Pour l’heure, il s’agit d’une avancée prometteuse, mais encore expérimentale.