Moteurs électriques : l’ère des moteurs à effet réluctant

Les moteurs électriques sont de plus en plus présents sur les machines mobiles. On les retrouve principalement sur les motorisations de roue, ou sur les entraînements des pompes d’équipement. La technologie des moteurs électriques évolue rapidement, ouvrant la voie à de nouvelles approches pour générer du couple sans dépendre entièrement des aimants.
Actuellement, la plupart des véhicules électriques sont dotés de moteurs à aimant. Or, la fabrication de ce dernier nécessite des terres rares, mettant à rude épreuve les ressources naturelles et engendrant des dépendances géopolitiques fortes entre les États.

Moteurs à réluctance versus moteurs à aimants
Les moteurs à aimants, connus pour leur efficacité énergétique et leur couple élevé, utilisent des aimants permanents pour générer le couple nécessaire à sa mise en mouvement. En revanche, les moteurs à réluctance, dépourvus d’aimants permanents, tirent leur fonctionnement de la variation de la résistance magnétique pour créer un couple moteur.
 

Comment fonctionnent les moteurs à aimants permanents ?
Les moteurs à aimants permanents utilisent des aimants fixes pour créer un champ magnétique constant. Ce champ magnétique interagit avec un autre champ magnétique généré par les bobines du stator qui sont excitées par un courant. Un couple en résulte, assurant une mise en mouvement du moteur contrôlé par le courant d’alimentation.

Qu’est-ce que la résistance magnétique ?
La résistance magnétique, également appelée réluctance, est la tendance d’un matériau ferromagnétique (fer) à résister au flux magnétique. Dans un moteur à réluctance, le mouvement est créé en exploitant les changements de résistance magnétique pour générer du couple (Cf. Tableau).

Synergie : aimants permanents et réluctance
La combinaison des technologies des aimants permanents et de la réluctance ouvre la voie à une nouvelle technologie, appelée « synchrone aimant permanent assisté à réluctance ». Celle-ci combine les avantages de la technologie à aimants permanents et de celle à réluctance synchrone, et offre une capacité de couple accrue sur une large plage de vitesses et la capacité de produire un couple à des vitesses plus élevées avec une bonne efficacité en basses vitesses.

Perspectives : vers une technologie sans aimants ?
L’évolution des matériaux et des conceptions pourrait potentiellement mener à des moteurs à réluctance plus performants, éliminant ainsi la dépendance aux aimants permanents. Cette transition pourrait impacter positivement divers domaines industriels, y compris l’hydraulique.

Application dans l’hydraulique
Les moteurs à aimants sont souvent privilégiés pour leur rendement, mais les moteurs à réluctance, avec leur résistance aux températures élevées et leur fiabilité en cas de court-circuit, présentent un intérêt croissant dans les systèmes hydrauliques nécessitant des performances stables et une bonne durabilité.

Sanaa SGHIR, ingénieure électrification  et hybridation.