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Le moteur électrique prend de la vitesse

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- Des chercheurs suisses ont développé un micromoteur dépassant 500 000 tr/min.

Des chercheurs de l'Institut de technologie (ETH) de Zurich ont développé un micromoteur, ou microgénérateur, électrique qui tourne à une vitesse de plus de 500 000 tr/min, soit le double des petits moteurs électriques industriels actuels.

Fruit d'un an et demi de recherche, le dispositif est à peine plus encombrant qu'une boîte d'allumettes et développe une puissance d'entraînement de 100 W. Le moteur est piloté par un courant triphasé de 2,5 A à la fréquence de 8,3 kHz. Le rendement du système est supérieur à 80 %. Il a été développé avec l'aide d'un logiciel propre à l'ETH faisant appel au calcul par éléments finis.

Pour des microturbines à gaz ou des micro-usinages

« Les défis majeurs ont été la conception mécanique du rotor - du fait des forces centrifuges très élevées en jeu, des vitesses critiques et des contraintes de centrage précis puisqu'aucune excentricité n'est permise - de concevoir un dispositif électromagnétique ayant des pertes d'énergie très faible même à hautes fréquences ainsi qu'un système de pilotage électronique compact », commente Christof Zwyssig, étudiant au Laboratoire de systèmes d'électronique de puissance de l'ETH. De fait, le moteur travaille aux limites de la technologie actuelle sur un plan mécanique, électromagnétique et thermique.

Prochaine étape à laquelle s'est déjà attelée l'équipe : atteindre 1 million de tours par minute ! « Cela implique une reconception du palier, l'élément critique, pour atteindre de telles vitesses », note Johann Kolar, directeur du laboratoire. Les pistes envisagées sont l'utilisation de paliers magnétique ou hybride air-magnétique.

L'industrialisation pourrait prendre deux à cinq ans en fonction du type de micromachine qui intégrera ce dispositif. Les applications sont celles qui nécessitent un entraînement électrique minutieux à très haute vitesse, comme les microturbines à gaz, solution alternative aux batteries pour les équipements nomades, les systèmes de turbocompresseur dans l'automobile, ou dans des machines-outils pour réaliser des micro-usinages dans le domaine de la mécanique voire du médical.

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