Un moteur électrique sans métal ? Oui, et il surpasse déjà le cuivre.
Une équipe sud-coréenne vient de signer un exploit qui bouscule 200 ans d’histoire industrielle : un moteur électrique fonctionnel, sans le moindre gramme de métal !
Construit à base de nanotubes de carbone, ce prototype dépasse le cuivre en termes de conductivité et réduit drastiquement le poids des systèmes motorisés. Si tout n’est pas encore parfait (le modèle utilisé a fait 10 mètres en 25 secondes), le rêve est désormais permis d’un futur où se déplacer ne nécessitera plus de métal !
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Des nanotubes de carbone à la place du cuivre pour les moteurs électriques
L’idée de base est de remplacer les bobines de cuivre par des câbles tissés à partir de nanotubes de carbone. Ces structures cylindriques sont formées d’atomes de carbone organisés en hexagones et sont 5 fois plus légères que le cuivre.
Le moteur ainsi conçu gagne 133 % en conductivité électrique par rapport aux moteurs sans métaux précédemment développés, tout en affichant une réduction de masse de l’ordre de 80 % face à un équivalent en cuivre.
Une purification digne d’un laboratoire de joaillerie
Si le concept n’est pas nouveau, le véritable tour de force réside dans la pureté atteinte. Les nanotubes, lors de leur fabrication, sont en général contaminés par des résidus de métaux (comme le fer) issus des catalyseurs utilisés, ce qui détériore gravement leurs performances.
Les chercheurs du Korea Institute of Science and Technology (KIST) ont mis au point un procédé novateur : le LAST, pour Lyotropic Liquid Crystal-Assisted Surface Texturing. Le principe repose sur la dissolution des nanotubes dans un acide chlorosulfonique, créant une phase liquide cristalline où les tubes s’alignent. Lorsqu’on ajoute de l’eau, il se forme de l’acide chlorhydrique qui dissout directement les métaux en laissant les tubes intacts.
Résultat : la proportion d’impuretés métalliques chute de 12,7 % à moins de 0,8 %. Une purification digne d’un atelier de haute horlogerie moléculaire.
L’essai routier, sur quatre petites roues
Pour prouver que leur moteur fonctionne vraiment, les chercheurs ont monté leur moteur nanotubé sur une petite voiture expérimentale. Sur une piste en asphalte, elle a atteint 0,52 mètre par seconde, soit 10 mètres parcourus en 25 secondes.
Face à elle, un modèle identique motorisé en cuivre a atteint 1,35 mètre par seconde. Plus rapide, certes, mais avec des bobines pesant 379 milligrammes contre seulement 78 milligrammes pour la version nanotubes. Le rapport poids/performance penche donc en faveur du modèle allégé.
Une performance déjà compétitive
Côté chiffres, les câbles en nanotubes atteignent une conductivité de 7,7 mégasiemens par mètre, ce qui les rapproche de plus en plus du cuivre industriel. C’est bien supérieur à ce qu’on pouvait espérer il y a encore cinq ans.
Le moteur a tourné une heure sans surchauffe, sous différentes charges électriques, validant sa tenue dans la durée. Quant à la vitesse de rotation spécifique, elle ne baisse que de 6 % par rapport à un moteur conventionnel. Ce n’est pas encore une Formule 1 électrique, mais la marge de progression est nette.
Moins de masse, plus d’autonomie
En électromobilité, chaque kilogramme économisé se traduit en kilomètres gagnés. Moins de masse signifie moins d’énergie à déplacer, donc plus d’autonomie pour les batteries, et une usure moindre.
La densité du cuivre est de 8,9 grammes par centimètre cube, contre 1,7 gramme pour les nanotubes de carbone. Pour les drones, où chaque gramme compte, ou pour les satellites, où le prix du lancement se chiffre en milliers d’euros par kilo, ce genre d’innovation peut rapidement devenir un atout stratégique.
Vers des câbles, batteries et robots allégés
Les chercheurs du KIST ne comptent pas s’arrêter là. Leur objectif est clair : faire des nanotubes un composant standard pour des câbles conducteurs, des matériaux pour batteries, ou même des éléments souples pour la robotique.
Ce moteur n’est qu’une première démonstration. Et si, demain, les voitures électriques, les bras articulés ou les antennes spatiales embarquent tous des conducteurs en nanotubes, ce sera grâce à cette percée. Une petite voiture de test, mais un très grand pas vers un monde plus léger… et plus efficace.
Source :
Ryu, KH., Lee, D., Kim, M.J. et al. Core-sheath composite electric cables with highly conductive self-assembled carbon nanotube wires and flexible macroscale insulating polymers for lightweight, metal-free motors. Adv Compos Hybrid Mater 8, 230 (2025). https://doi.org/10.1007/s42114-025-01302-4
Image : Voiture prise en charge en atelier (freepik)
Le problème qui se pose au moteur electrique n’est pas un problème de conducteur de faible résistance mais c’ est problème de géométrie de bobinage
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