Les aimants permanents sont des éléments clefs des nouvelles technologies pour la transition énergétique, notamment dans les secteurs en forte croissance de la mobilité électrique et de l'éolien. Les aimants Nd-Fe-B sont de composants de haute performance, qui permettent d'améliorer considérablement la compacité, le rendement et la fiabilité des machines électriques. Prisés pour leur forte densité d'énergie magnétique, ils contiennent plus de 30% de terres rares, comme le néodyme et le dysprosium, considérés comme matériaux critiques du fait du quasi-monopole de la Chine sur leur production. Dans ce contexte, la France et l'Europe ont un enjeu majeur à réduire leur dépendance vis-à-vis de leur approvisionnement en terres rares.

Le projet MAGNOLIA réunit 5 partenaires industriels et institutionnels sur la filière des aimants permanents haute performance : Orano, Valeo, PAPREC, DAIMANTEL France et le CEA. Ses principaux objectifs, d'ici 2025 :

• Développer des technologies de fabrication d'aimants frittés en France et les déployer sur des lignes de fabrication pilotes et préindustrielles. Le lancement de lignes industrielles se décidera à partir de 2025.
  
• Préparer en France une filière de collecte, de démantèlement et de valorisation des moteurs électriques. A un prix compétitif et stable, tout en sécurisant les approvisionnements et la production d'aimants
• Réduire l'impact environnemental des procédés : recyclage d'aimants, réduction des déchets de fabrication, valorisation des terres rares et écoconception de machines électriques favorisant le démantèlement
  
  

Le CEA-Liten aura plus spécifiquement en charge d'étendre à une capacité de 4 tonnes l'atelier pilote existant sur sa plateforme Métallurgie des Poudres et de développer et monter en maturité des briques technologiques visant à réduire ou substituer la quantité de matières premières critiques utilisées pour la fabrication des aimants :

Utilisation plus efficace des matières premières critiques :

• Enrichissement en terres rares lourdes aux joints de grains par mélange poudre à poudre, permettant de réduire la quantité de terres rares lourdes utilisées tout en conservant les propriétés magnétiques ;
• Substitution du néodyme par le cérium qui est une terre rare abondante et dix fois moins onéreuse que le néodyme ;

Optimisation de procédé de mise en forme pour améliorer les rendements matières : 

• Fabrication d’aimants à la forme par injection de poudre (Powder Injection Molding) permettant de réduire les étapes d’usinage responsables de 20 à 30% de pertes matières ; 

Intégration de l’économie circulaire :

• Tri des aimants usagés en entrée du procédé de recyclage via le développement par la direction des énergies du CEA de l’analyse en ligne des aimants par LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy) ; 
• Recyclage d’aimants frittés usagés par une voie poudre innovante permettant de valoriser les aimants riches en terres rares lourdes. 
• Contribution à l’écoconception de machines électriques plus performantes et favorisant le démantèlement. 
  

Ce projet a été financé par le gouvernement dans le cadre du plan de Relance et du Programme d'Investissement d'avenir.  

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