Un moteur électrique sans cuivre : le KIST mise sur les nanotubes de carbone

Le cuivre fait partie des matériaux les plus utilisés dans les moteurs électriques. Mais si l’on pouvait concevoir un moteur électrique sans cuivre ? L’idée paraît radicale - et elle vient de franchir une étape majeure vers une application concrète.

Un prototype du KIST basé sur des nanotubes de carbone

Des chercheurs du KIST (Korea Institute of Science and Technology) ont mis au point un prototype de moteur électrique sans cuivre : au lieu de bobines métalliques, l’appareil s’appuie sur un réseau de câblages réalisés à partir de nanotubes de carbone.

Cette approche pourrait alléger sensiblement des composants essentiels comme les moteurs électriques, tout en offrant un autre bénéfice potentiel : réduire fortement les émissions liées à la fabrication des moteurs destinés aux voitures électriques.

Essais sur un véhicule miniature : des résultats mesurables

Pour valider la faisabilité de cette solution, le KIST a déjà mené des tests avec une petite voiture à l’échelle équipée d’un prototype de ce moteur électrique sans cuivre. Dans cette configuration, le moteur a atteint 3420 rpm sous 3 Volts - un chiffre qui paraît faible face aux 18 120 rpm obtenues par un moteur électrique comparable utilisant du cuivre.

Lors des essais, le modèle réduit a parcouru 10 mètres en 25 s, alimenté par une pile de 3 V. Le résultat peut sembler modeste, mais il correspond à l’objectif central du projet : démontrer qu’il existe une alternative fonctionnelle au cuivre, avec un poids inférieur.

Masse et conductivité : l’avantage des nanotubes de carbone

L’écart de masse constitue l’un des atouts les plus marquants. La densité des fils à base de nanotubes se situe autour de 1,7 g/cm³, contre 8,9 g/cm³ pour le cuivre. Même si la conductivité électrique absolue est plus faible - 7,7 millions de S/m (Siemens par mètre) contre ~59 millions S/m pour le cuivre -, la vitesse spécifique rapportée à la masse se retrouve à des niveaux approximativement comparables. Pour les voitures électriques, où chaque gramme compte, ce point peut faire la différence.

Pourquoi cela pourrait tout changer

Au-delà de l’allègement, l’autre grande force de cette solution concerne la durabilité. La fabrication requiert moins de métaux, et les fibres de nanotubes peuvent être recyclées avec une perte de propriétés presque nulle, ce qui réduit les émissions associées à la production.

Obstacles industriels, normes et coûts

Il reste toutefois des défis importants : produire des câbles longs et homogènes, améliorer la résistance des contacts entre fibres (les jonctions entre filaments entraînent des pertes électriques qui dégradent l’efficacité globale du système), et adapter l’ensemble aux normes de sécurité et aux exigences de refroidissement. Sans oublier que les coûts demeurent élevés.

Malgré ces limites, la promesse est nette. Si les coûts baissent et si la fiabilité se confirme, cette technologie de moteur électrique sans cuivre ne restera pas une simple démonstration en laboratoire : elle pourrait transformer la mobilité électrique avec une solution plus légère, efficace et durable - sans pour autant devoir se cantonner à l’automobile.