En 2022, un lycéen américain de 17 ans a bousculé les certitudes d'une industrie entière. Robert Sansone, alors élève du secondaire, présentait au Regeneron ISEF, particulièrement le plus large concours scientifique mondial pour lycéens, un prototype de moteur électrique conçu sans le moindre aimant à base de terres rares. Bilan : le premier prix du concours et l'attention immédiate des ingénieurs automobiles.
Un moteur à réluctance repensé par un adolescent
Le principe retenu par Robert Sansone repose sur la technologie du moteur synchrone à réluctance. Ce type de motorisation existe depuis longtemps dans les pompes industrielles ou les ventilateurs, mais souffrait d'un défaut majeur pour l'automobile : un couple insuffisant à basse vitesse, rendant le démarrage d'un véhicule quasiment impossible dans des conditions réelles.
Pour contourner cette limite, le jeune inventeur a intégré un second champ magnétique à l'intérieur du rotor, amplifiant la force d'attraction qui génère la rotation. Chaque composant a été fabriqué avec une imprimante 3D, le cuivre bobiné à la main, et pas moins de quinze versions successives ont été testées avant d'aboutir. Ce genre de démarche itérative, méticuleuse et passionnée, rappelle ce que l'on ressent lorsqu'on démonte un moteur pour la première fois pour comprendre ce qui se cache derrière.
Les résultats mesurés sont éloquents :
- +39 % de couple par rapport à un moteur à réluctance classique à 300 tr/min
- +31 % de rendement à cette même vitesse de rotation
- +37 % d'efficacité à 750 tr/min
Malgré ces chiffres impressionnants, le plastique utilisé pour les pièces imprimées a fondu sous la chaleur lors des tests à haute charge. Un rappel brutal de l'écart qui sépare un prototype artisanal des 16 000 tours par minute que réclament les moteurs d'un véhicule électrique de série comme la Tesla Model Y.
Terres rares et voiture électrique : l'enjeu industriel que Sansone avait anticipé
Pourquoi cette invention a-t-elle autant retenu l'attention des constructeurs ? Parce qu'elle touche un point sensible. La dépendance aux terres rares représente aujourd'hui l'un des talons d'Achille de la mobilité électrique. Ces métaux, indispensables aux aimants permanents des moteurs conventionnels, posent deux problèmes simultanés.
| Problème | Nature | Impact |
|---|---|---|
| Géopolitique | La Chine contrôle l'extraction et le raffinage des métaux rares | Dépendance stratégique des constructeurs occidentaux |
| Écologique | Extraction très polluante, souvent peu régulée | Contradiction avec les objectifs de décarbonation |
Face à ces contraintes, l'industrie cherche activement ses propres alternatives. Renault et BMW ont déjà déployé à grande échelle le moteur à rotor bobiné (EESM), qui substitue du cuivre électrifié aux aimants permanents. L'équipementier Mahle travaille quant à lui sur des motorisations sans contact, et Tesla œuvre à éliminer les terres rares de ses futures architectures.
L'intuition de Robert Sansone, formulée dans un garage avec une imprimante 3D, préfigurait exactement ces orientations industrielles. Depuis sa distinction au concours, le jeune prodige a intégré le MIT (Massachusetts Institute of Technology) pour y poursuivre des études d'ingénierie, là où les prototypes artisanaux deviennent de vraies ruptures technologiques.
Pour les constructeurs qui souhaitent accélérer cette transition, la piste la plus actionnable reste d'investir dans des topologies de rotors sans aimants, qu'il s'agisse de machines à réluctance améliorées ou de moteurs bobinés. Le vrai défi n'est plus conceptuel : il est thermique, mécanique et industriel. Autant de chantiers que les ingénieurs de demain, formés dans des universités comme le MIT, auront à résoudre dès leurs premières années de carrière.
