Patrick Pluel/Getty Images
Le mois dernier, lors d’un événement d’investisseurs Tesla diffusé en direct qui a manqué de nouvelles voitures et long de récits grandioses, un détail mineur dans le « Master Plan Part 3 » d’Elon Musk a fait la une des journaux dans un coin obscur de la physique. Colin Campbell, un cadre de la division des groupes motopropulseurs de Tesla, a annoncé que son équipe supprimait les aimants aux terres rares de ses moteurs, citant des problèmes de chaîne d’approvisionnement et la toxicité de leur production.
Pour souligner ce point, Campbell a cliqué entre une paire de diapositives faisant référence à trois matériaux mystérieux, utilement étiquetés Rare Earths 1, 2 et 3. Sur la première diapositive, représentant le cadeau de Tesla, les quantités varient d’un demi-kilo à 10 grammes. Le lendemain, le Tesla d’une date future non précisée, tous étaient remis à zéro.
Tesla
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Pour les magnéticiens, ceux qui étudient les forces étranges exercées par certains matériaux grâce aux mouvements des électrons et utilisent parfois des gestes cryptiques de la main, l’identité de Rare Earth 1 était évidente : le néodyme. Lorsqu’il est ajouté à des éléments plus familiers, comme le fer et le bore, le métal peut aider à créer un champ magnétique puissant et toujours actif. Mais peu de matériaux ont cette qualité. Et encore moins génèrent un champ suffisamment puissant pour déplacer une Tesla de 4 500 livres et bien d’autres choses, des robots industriels aux avions de chasse. Si Tesla prévoyait d’éliminer le néodyme et d’autres terres rares de ses moteurs, quel type d’aimants utiliserait-il à la place ?
Une chose était claire pour les physiciens : Tesla n’avait pas inventé un matériau magnétique fondamentalement nouveau. « Vous obtenez un nouvel aimant commercial quelques fois par siècle », déclare Andy Blackburn, vice-président exécutif de la stratégie de Niron Magnetics, l’une des rares startups à essayer de décrocher la prochaine révélation de ce type.
Plus probablement, selon Blackburn et d’autres têtes de flux, Tesla avait décidé qu’il pouvait se contenter d’un aimant beaucoup moins puissant. Le candidat évident de la courte liste de possibilités, dont la plupart incluent des éléments coûteux et géopolitiquement lourds comme le cobalt, était la ferrite : une céramique de fer et d’oxygène, mélangée à un peu de métal comme le strontium. Il est bon marché et facile à fabriquer et a gardé les portes des réfrigérateurs partout fermées depuis les années 1950.
Mais la ferrite ne contient également qu’environ un dixième du poinçon magnétique des aimants en néodyme, en volume, ce qui soulève de nouvelles questions. Le PDG de Tesla, Elon Musk, est connu pour être intransigeant, mais si Tesla passe à la ferrite, il semble que quelque chose doit céder. (La société n’a pas répondu à une demande de commentaire.)
Il est tentant de penser que la batterie est ce qui fait fonctionner un VE, mais en réalité c’est électromagnétisme qui déplace une voiture électrique. (Ce n’est pas un hasard si Tesla, la société, et tesla, l’unité de magnétisme, portent le même nom.) Lorsque les électrons traversent des bobines de fil dans le moteur, ils créent un champ électromagnétique qui pousse contre les forces magnétiques opposées, en tournant l’arbre du moteur et faisant patiner les roues.
Pour les roues arrière d’une Tesla, ces forces sont fournies par un moteur à aimants permanents, des matériaux ayant l’étrange propriété d’avoir un champ magnétique stable, sans aucun apport électrique, grâce au spin bien orchestré des électrons autour de ses atomes. Tesla n’a commencé à ajouter ces aimants à ses voitures qu’il y a environ cinq ans pour parcourir plus de kilomètres et augmenter le couple sans mettre à niveau la batterie. Avant cela, il utilisait des moteurs à induction construits autour d’électroaimants, qui devenaient magnétiques en consommant du courant électrique. (Ceux-ci sont toujours utilisés dans les modèles qui ont des moteurs avant.)
Cela pourrait rendre un peu bizarre de se débarrasser des terres rares et de renoncer aux meilleurs aimants. Les constructeurs automobiles sont généralement obsédés par l’efficacité, en particulier dans le cas des véhicules électriques, où la lutte continue pour convaincre les conducteurs de surmonter leurs craintes concernant l’autonomie limitée. Mais alors que les constructeurs automobiles commencent à augmenter la production de véhicules électriques, une ingénierie auparavant considérée comme trop inefficace fait son retour.