Un pilote industriel pour recycler les aimants usagés à base de terres rares et en fabriquer de nouveaux

Les terres rares, en particulier le néodyme et le dysprosium, entrent dans la composition des aimants et sont répertoriées comme des matières premières critiques pour des raisons à la fois techniques et géopolitiques. Ces aimants sont présents dans de nombreux objets de notre vie quotidienne : moteurs, générateurs, pompes, équipements médicaux, électroniques… En Europe, ils sont presque totalement importés depuis la chine, ce qui pose d’importants problèmes d’autonomie. Face à cette situation, la start-up MagREEsource a développé une technologie pour recycler les aimants usagés et en fabriquer de nouveaux. Son ambition est de participer à la sécurisation de l’approvisionnement en métaux critiques en Europe et réindustrialiser la fabrication d’aimants sur le territoire français. Entretien avec Erick Petit, le cofondateur et CEO de cette entreprise implantée à Grenoble.

Techniques de l’Ingénieur : Pourquoi est-il important de relocaliser la fabrication des aimants ?

Erick Petit : L’Europe importe actuellement plus de 95 % de ses aimants, qui sont composés d’environ 70 % de fer et 30 % de terres rares (néodyme, dysprosium, praséodyme…). Aujourd’hui, il y a un monopole chinois non seulement dans l’extraction de terres rares, mais aussi dans la fabrication de ces aimants. Pour des raisons de souveraineté, il est crucial de relocaliser cette production.

En plus, on assiste à une explosion de la demande liée à la nécessité de décarboner l’économie et l’électrification d’un grand nombre d’équipements, qui contiennent tous des aimants. Par exemple, entre 2020 et 2030, les prévisions tablent sur une multiplication par 12 de la production de voitures électriques et par 4,5 des éoliennes. Les aimants sont aussi un enjeu dans certains secteurs sensibles comme la défense et la fabrication notamment de sous-marins nucléaires ou de Rafales. Face à cette demande en forte croissance, il y a un risque de pénurie puisque les capacités d’extraction minière sont aujourd’hui insuffisantes. Il serait possible d’ouvrir de nouvelles mines, mais cela prend plusieurs des années. En l’absence de production européenne de terres rares, la seule solution afin d’atteindre une souveraineté est de recycler les aimants usagés, qui eux sont une ressource abondante.

Quelles technologies utilisez-vous pour les recycler ?

Les alliages à base de terres rares ont des propriétés très spécifiques et ont la particularité de présenter des points de fragilités en présence de l’hydrogène. Nous utilisons un procédé appelé la décrépitation à l’hydrogène, qui consiste à injecter cette molécule au niveau des joints de grain afin de casser cet alliage et transformer cet élément solide en poudre. Son avantage est que chacune des particules de poudre conserve une composition et une microstructure identiques à celles d’origine. Le brevet de ce procédé est public et est même utilisé par les Chinois dans leurs processus industriels.

Afin d’optimiser les propriétés magnétiques de cette poudre, nous utilisons en plus une technologie développée pour l’Institut Néel, un laboratoire du CNRS, afin d’absorber l’hydrogène injecté. Ce procédé est breveté et nous en avons la licence exclusive, mais je préfère ne pas trop le dévoiler, car nous développons en ce moment des équipements dans le but de préindustrialiser cette technologie.

Quels types d’aimants fabriquez-vous ?

Grâce à un procédé de frittage, nous fabriquons des aimants massifs 100 % métalliques possédant des performances magnétiques importantes. Il nécessite l’emploi d’une presse et d’un four et est la technique la plus utilisée dans la conception des aimants.

Nous en fabriquons aussi par injection, en mélangeant la poudre d’aimant avec un polymère, que l’on injecte ensuite dans un moule. Ces aimants ont des performances magnétiques moins élevées, mais permettent de concevoir des formes complexes. Ils sont par exemple utilisés dans la fabrication de petits moteurs électriques, de capteurs…

Enfin, nous développons en interne un troisième procédé à l’aide d’une nouvelle technologie de fabrication additive dans le but d’obtenir des aimants 100 % métalliques aux propriétés magnétiques élevées, et permettant de créer des formes complexes. Il est encore à un stade de R&D.

Quelle est la principale différence entre votre procédé de fabrication et ceux traditionnellement utilisés ?

Nous fonctionnons en boucle courte, c’est-à-dire qu’à partir de la poudre recyclée, nous avons l’avantage de pouvoir directement la transformer en aimants. Lorsque ceux-ci sont fabriqués à partir de minerais extraits d’une mine, les étapes de fabrication sont nombreuses et longues. Il y a d’abord la voie chimique qui nécessite l’emploi d’importants volumes d’acides pour transformer le minerai en oxyde de terre rare. Ensuite, intervient la voie métallurgique avec une phase de réduction pour obtenir le métal, puis la fonderie pour concevoir un alliage, à partir duquel on obtient une poudre d’aimant.

À quel stade de développement se trouve votre projet ?

Aujourd’hui, nous disposons d’un pilote de laboratoire capable de recycler des aimants usagés et d’en fabriquer de nouveaux avec une capacité de production d’environ une tonne par an. En septembre, nous allons mettre en service un pilote industriel d’une capacité de 50 tonnes avec la commercialisation des aimants fabriqués. Nous finalisons en ce moment la partie réglementaire qui prend du temps, car en plus de l’hydrogène, la poudre d’aimant présente des propriétés pyrophoriques(1) . Cette mini-usine, qui emploiera 35 personnes, ne sera pas totalement automatisée et va nous permettre de poursuivre notre travail de R&D. En 2025, nous avons l’objectif de construire une plus grande usine d’une capacité de 500 tonnes.

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(1) Qui s’enflamme spontanément à l’air ou donne des étincelles par léger frottement (source : Larousse)