Les voitures électriques sont souvent critiquées, car elles utilisent des terres rares, mais des scientifiques ont mis au point un nouveau matériau qui pourrait bien les rendre plus durables.

Les voitures électriques et les éoliennes ont besoin d'aimants puissants pour fonctionner. Le problème, c’est que ces aimants sont fabriqués à partir de métaux des terres rares, des éléments spéciaux qui ont des propriétés particulières. Ceux-ci sont difficiles à trouver et à extraire du sol. Le pire, c’est qu’ils nuisent la plupart du temps à l'environnement et à la population lors de leur extraction et de leur traitement.

Les scientifiques se penchent donc régulièrement sur d'autres moyens de fabriquer des aimants sans utiliser de terres rares. L'une d'entre elles consiste à utiliser le nitrure de fer, un matériau composé de fer et d'azote. Il s'agit d'éléments courants et bon marché, faciles à obtenir. Le nitrure de fer permet de fabriquer des aimants très puissants, encore plus puissants que ceux fabriqués avec des terres rares. Il peut également durer plus longtemps et mieux résister à la chaleur et à la rouille. Enfin, il n'a pas besoin de cobalt, un autre métal souvent décrié.

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Ce nouvel aimant pourrait réduire l’utilisation de terres rares dans nos voitures électriques

Une entreprise du Minnesota, appelée Niron Magnetics, travaille à la fabrication d'aimants en nitrure de fer. Cette entreprise a été créée par un professeur qui a découvert comment fabriquer du nitrure de fer en couches minces. Il a utilisé une méthode appelée “implantation d'ions d'azote”, qui consiste à injecter des atomes d'azote dans le fer. Il en résulte une couche de nitrure de fer qui possède une grande énergie et peut créer un champ magnétique puissant.

Mais il ne suffit pas de produire du nitrure de fer en couches minces. L'entreprise doit également le fabriquer en gros morceaux, le briser en petits morceaux et les presser ensemble pour en faire des aimants. Cette opération est difficile, car le nitrure de fer peut se décomposer lorsqu'il devient trop chaud. L'entreprise doit alors trouver le bon moyen de fabriquer du nitrure de fer sans trop le chauffer. Elle doit également le rendre encore plus résistant et mieux adapté à différentes utilisations, avant espérer pouvoir mettre en place un processus de fabrication pour les industriels.

Les aimants en nitrure de fer pourraient aider les entreprises automobiles à utiliser moins de terres rares. Cela pourrait être bénéfique pour l'environnement et pour les personnes qui vivent à proximité des mines et des usines, mais aussi pour les consommateurs qui se sentiraient moins coupables de nuir à l'environnement en achetant une voiture électrique. Tesla fait notamment partie des entreprises ayant pris l’engagement d’en finir avec les terres rares dans ses moteurs.

Le nitrure de fer n’est pas la solution miracle

Les chercheurs précisent néanmoins que le nitrure de fer n'est pas le seul moyen de fabriquer des aimants sans métaux de terres rares. Il existe d'autres moyens, comme le recyclage, l'utilisation de matériaux différents ou l'invention de nouveaux produits. Le nitrure de fer est une bonne option, mais il doit encore faire ses preuves.

Il devient de plus en plus urgent de trouver des alternatives aux terres rares, et les scientifiques pourraient bien être sur la bonne voie avec le nitrure de fer. Selon Seaver Wang, codirecteur de l'équipe climat et énergie du Breakthrough Institute, l'offre de certains éléments chimiques des terres rares devra être multipliée par sept d'ici à 2050, simplement pour répondre à la demande d'éoliennes. La demande de métaux de terres rares tels que le néodyme et le dysprosium pour les véhicules électriques pourrait être multipliée par 15 d'ici 2040.

À terme, l’utilisation du nitrure de fer pourrait bien fournir une alternative moins chère et plus facile à trouver par rapport aux métaux des terres rares. Il permettrait également de réduire la dépendance des constructeurs automobiles à l'égard de la Chine, qui domine la production et l'exportation de métaux de terres rares.