Toshiba pourrait proposer des aimants permanents au Samarium-Cobalt pour les moteurs de véhicules électriques

 Le coup d’accordéon sur la disponibilité de terres rares chinoises donné par les « mandarins mercantilistes » chinois n’a pas fini de faire du bruit dans le Landerneau de la haute technologie. Depuis la pierre à briquet qui constituait le débouché majeur de ces produits sous forme de mischmétal, le  siècle précédent a vu les terres rares monter en puissance par le nombre d’utilisations et par leur haut niveau de technicité. Des pâtes à polir le verre et autres supports, aux catalyseurs dans les raffineries de pétrole ou les pots catalytiques, mais aussi des aimants permanents (FIG.I) aux lasers et autres propriétés phosphorescentes utilisées dans les LED, puis aux hydrures des batteries de type Ni-MH. Assez paradoxalement, mais la globalisation de l’économie n’en est pas à une incongruité près, en parallèle à cette croissance des applications de plus en plus pointues, on a assisté à la montée en puissance de la Chine dans la mise sur le commerce à bas prix de ces terres rares jusqu’à l’établissement d’une situation de quasi-monopole mondial, les concurrents américains ou australiens cessant tout simplement d’exploiter leurs ressources. En 2008 la Commission Européenne avait bien publié un rapport « The Raw Material Initiative » (VOIR) qui montrait que la Chine possédait un quasi-monopole de fourniture de nombreux métaux stratégiques. Mais qui s’émeut des publications européennes? Il a donc fallu attendre 2009 et l’annonce d’un plan de rationalisation de la production des terres rares chinoises et de rationnement des exportations pour que le monde commence à s’émouvoir (LIRE).

Aimants permanents histoire

Depuis le monde s’adapte à la nouvelle donne, aidé par l’envolée des cours de ces métaux. Il est possible de découvrir qu’on saurait polir le verre à l’aide de pâtes à base de zirconium, que les batteries Ni-MH des véhicules hybrides pourraient être remplacées par des batteries au Lithium-Ion de type SCiB de Toshiba (LIRE), qu’on saurait faire des moteurs électriques pour EV sans terres rares, etc. Aujourd’hui c’est Toshiba qui annonce vouloir proposer les très onéreux aimants permanents de type Samarium-Cobalt, dans lesquels une partie du Cobalt (15%) a été remplacé par du Fer, en remplacement des populaires aimants Néodyme-Fer-Bore qui en fait utilisent un mélange de terres rares du type Pr (23,4%), Nd (69,4%), Gd (2%), Tb (0,2%) et Dy (5%). Or ce sont les 5% de dysprosium qui posent un problème majeur, ils proviennent exclusivement de Chine et d’après Toshiba les gisements australiens ou américains seraient pauvres en Dysprosium. Les terres rares transitoirement plus chères que le Cobalt relanceraient-elles les aimants au SmCo5? Il faut espérer que les prospections nouvelles et le démarrage rapide des productions hors de Chine apporteront le mix de métaux qui va bien pour soutenir toutes les nouvelles technologies.

 C’est un retournement historique important et exemplaire, les industriels vont apprendre à se dispenser des fournitures chinoises dans ce domaine. Il est probable qu’ils vont devoir appliquer la recette sur d’autres familles de produits.

Remarque : l’USGS américaine vient de publier une actualisation sur les copieuses ressources de terres rares aux États-Unis. Il ressort que les réserves prouvées ou probables dans le monde sont évaluées à 99 millions de tonnes (FIG.II).

Terres rares réserves

 Mais il existe de large gisements non encore totalement prouvés qui avec la montée des cours devraient rapidement rejoindre le stock des réserves officielles. L’USGS en recense hors des États-Unis pour 36 millions de tonnes dont 15 millions de tonnes au Vietnam, 10 millions de tonnes de plus en Australie (Olympic Dam) et 8 millions de tonnes au Brésil. La Mongolie devrait également devenir un fournisseur de terres rares au-travers de projets japonais.

 En conclusion, le monde n’est pas au bord d’une pénurie structurelle en terres rares, à la seule condition de relancer les productions de gisements abondants et largement répandus sur la planète. Les prix de ces matériaux vont devoir s’adapter à ces nouvelles conditions d’approvisionnements.

LIRE le rapport de l’USGS américaine.

Le 25 Novembre 2010

 

 

 

Commentaires

6 réponses à “Toshiba pourrait proposer des aimants permanents au Samarium-Cobalt pour les moteurs de véhicules électriques”

  1. Avatar de Jeuf1
    Jeuf1

    Je ne m’y connais pas trop en ce domaine…c’est quoi l’unité en ordonnée, sur le premier graphique?

  2. Avatar de Ray
    Ray

    Ce sont des Mega Gauss Oersted ou MGOe qui caractérisent la performance magnétique d’un aimant. C’est l’énergie accumulée par unité de volume d’un matériau aimanté. Un MGOe dit la littérature vaut dans les 7958 Joules/m3.
    http://www.efunda.com/glossary/units/units–energy_density–megagauss-oersted_%28mgoe%29.cfm

  3. Avatar de Jeuf1
    Jeuf1

    7958J/m3 ?
    Donc…1 mètre cube du matériau NdFeB, ce qui doit peser quelques tonnes,
    avec 45 MGOe,
    a la capacité de stocker l’énergie pour chauffer 10 litres d’eau de 8,5°C…?

  4. Avatar de Ray
    Ray

    Effectivement Jeuf, c’est une très faible énergie qui peut atteindre les 400 kJ/m3 pour les meilleurs aimants et que j’imagine correspondre à l’orientation des dipôles au sein de la matière. Elle disparait dès que l’aimant atteint le point de Curie situé sous les 400°C pour les meilleurs aimants NdFeB du style (Nd,Pr,Dy)2(Fe,Co)14B).

  5. Avatar de Tonton
    Tonton

    Est-ce qu’il est possible de savoir d’où est tirée la première illustration du billet ? Merci.

  6. Avatar de Ray
    Ray

    Tonton, je ne m’en souviens pas. Mais je l’ai mise au goût du jour en introduisant le nitrure de fer dans:
    http://www.leblogenergie.com/2011/03/les-aimants-permanents-en-2025-seront-ils-%C3%A0-base-de-nitrure-de-fer-fe16-n2.html

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *