Bien que le prix se soit quelque peu stabilisé, en octobre 2022, il était encore 2,4 fois plus élevé qu'entre 2013 et 2020. Alors que certains constructeurs automobiles disposent de technologies de moteurs alternatives qui ne dépendent pas des terres rares, le marché n'a pas évolué de manière significative dans cette direction ; pourquoi ?
En 2022, le prix du néodyme a atteint son apogée, soit 3,8 fois son prix moyen entre 2013 et 2020. Source : IDTechEx - « Moteurs électriques pour véhicules électriques 2022-2032 »
Quelles sont les options technologiques pour les moteurs ?
IDTechEx a mené une étude approfondie du marché des moteurs électriques pour véhicules électriques, incluant des analyses, des études comparatives et des prévisions de la demande pour différentes technologies de moteurs dans son rapport « Moteurs électriques pour véhicules électriques 2022-2032 ». À ce jour, les trois principales catégories utilisées sur le marché des voitures électriques sont les moteurs à aimants permanents, les moteurs à induction et les moteurs à rotor bobiné. Du point de vue des matériaux, chacun utilise généralement un stator fixe avec des bobines de cuivre ; la différence réside dans la construction du rotor. Les moteurs à aimants permanents, comme leur nom l'indique, utilisent des aimants dans le rotor, généralement en terres rares, le néodyme étant le plus courant (bien que des progrès aient été réalisés avec les aimants en ferrite). Les moteurs à induction utilisent une cage ou des bobines de cuivre dans le rotor et fonctionnent selon un principe asynchrone. Enfin, les moteurs à rotor bobiné possèdent également des bobines de cuivre dans le rotor, mais celles-ci sont directement alimentées par un courant électrique.
Il existe d'autres technologies de moteurs, comme les moteurs à réluctance commutée, qui ont été développées pour s'adapter aux applications pour véhicules de tourisme, mais jusqu'à présent, le marché a été dominé par les trois options mentionnées ci-dessus.
Que se passe-t-il sur le marché des véhicules électriques ?
Les moteurs à aimants permanents sont de loin les moteurs électriques les plus répandus sur le marché des véhicules électriques grâce à leur forte densité de puissance, leur couple élevé et leur rendement. En 2021, ils représentaient 84 % du marché des voitures électriques. Malgré leur utilisation dans les premiers véhicules Tesla, les moteurs à induction sont aujourd'hui principalement utilisés comme moteurs d'entraînement secondaires en raison des faibles pertes par frottement lorsqu'ils ne sont pas sollicités. Les moteurs à rotor bobiné sont généralement privilégiés lorsqu'un moteur d'entraînement principal sans aimants permanents est requis. Renault a utilisé des moteurs à rotor bobiné, et BMW les a récemment adoptés pour son moteur de cinquième génération.
Face à la hausse du coût des matériaux, notamment des terres rares, on observe un intérêt croissant pour la suppression progressive de leur utilisation dans les moteurs électriques. Comme mentionné précédemment, BMW et Renault ont opté pour des moteurs à rotor bobiné, tandis que Mercedes a choisi des moteurs à induction pour son modèle EQC. Des équipementiers de moteurs établis, tels que MAHLE, et des entreprises plus petites, comme Advanced Electric Machines, se concentrent également sur des alternatives sans aimants. Malgré cet intérêt, la part de marché des moteurs à aimants permanents a progressé pour atteindre 86 % au premier semestre 2022, contre 84 % en 2021.
La part de marché des moteurs à aimants permanents a légèrement progressé en 2022. Source : IDTechEx
Pourquoi le marché n'a-t-il pas abandonné les terres rares ?
Plusieurs raisons expliquent la domination des moteurs à aimants permanents sur le marché automobile en 2022. Premièrement, la position dominante de la Chine sur le marché intérieur des véhicules électriques est indéniable. Ce marché est le plus important au monde, et la Chine assure la quasi-totalité de l'approvisionnement en terres rares, ce qui rend le coût du néodyme moins problématique que dans d'autres régions. Deuxièmement, les délais de développement automobile constituent un autre facteur important : les plateformes de véhicules commercialisées en 2022 auront été développées sur plusieurs années, avec des contrats de fourniture de moteurs déjà en place. Il y aura donc un décalage entre l'intérêt du marché pour les moteurs sans aimants et leur déploiement effectif sur les routes. Enfin, les technologies de moteurs alternatives nécessiteront des compétences et des développements spécifiques. Les constructeurs automobiles (OEM) privilégient les moteurs à aimants permanents, et tout changement technologique devra démontrer sa fiabilité, des performances équivalentes, voire supérieures, et ne pas nécessiter de modifications importantes de l'électronique de commande (à moins que celle-ci ne puisse être intégrée au moteur).
Perspectives du marché des moteurs électriques :
Malgré la hausse des coûts des terres rares et autres matériaux, IDTechEx prévoit que la majorité du marché des véhicules électriques continuera de s’appuyer sur des moteurs à aimants permanents à court et moyen terme, notamment en Chine, qui représente la plus grande part de ce marché. L’Europe est la région clé où l’on peut s’attendre à une adoption accrue des technologies sans aimants, comme l’ont déjà démontré Renault, BMW et Mercedes. D’ici quelques années, avec l’arrivée de la prochaine génération de plateformes de véhicules, nous prévoyons de nouvelles annonces concernant les options sans aimants.
