Recycler intégralement les aimants permanents par fusion

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Allemagne | Science de la matière : matériaux, physique, chimie, optique | Recyclage des métaux rares
7 septembre 2015

Les chercheurs de l’équipe sur les cycles de vie des matériaux et la stratégie pour les ressources (IWKS) de l’Institut Fraunhofer pour la recherche sur le silicate (ISC) d’Alzenau (Bavière) ont développé un nouveau procédé pour recycler les aimants permanents des moteurs et des générateurs électriques en de nouveaux aimants.

Au lieu de se concentrer sur la récupération des terres rares contenues dans les aimants, à savoir le néodyme et le dysprosium, les ingénieurs du Fraunhofer ont cherché à réutiliser l’intégralité des aimants, ceux-ci ayant déjà la proportion adaptée de métaux. Pour ce faire ils ont développé un procédé en plusieurs étapes :

  • Dans un premier temps, les aimants sont placés dans un four à induction où ils fondent et sont mélangés à une température de 1000 °C ;
  • Le métal en fusion subit ensuite le procédé dit de trempe sur roue (en anglais, Melt spinning) : il est injecté sur une roue en cuivre en rotation rapide (de 10 à 35 m/s) refroidie en permanence par de l’eau, ce qui a pour effet de solidifier le métal en quelques fractions de seconde. Cela évite la cristallisation de l’alliage et donne une structure amorphe où les atomes de dysprosium et de néodyme sont répartis de manière aléatoire ;
  • Le métal refroidi se présente sous forme de flocons qui sont concassés et réduits sous forme de poudre ;
  • La poudre d’aimant est finalement agglomérée pour lui donner sa forme finale. Lors de cette dernière étape il est possible de manipuler la composition de la poudre pour obtenir des aimants différents.
Illust: Exemple de trempe, 17.5 ko, 421x340
Exemple de trempe sur roue. Source : Wikicommons
Wikicommons

Le Fraunhofer ISC a conçu une installation de démonstration capable de gérer jusqu’à 0,5 kg de métal en fusion. Les chercheurs y testent l’influence de différents paramètres sur l’aimant recyclé : température de fusion, vitesse de rotation de la roue… Ceux-ci influent sur la vitesse de refroidissement et donc sur la structure et la quantité de nanocristaux contenus dans les flocons de métal amorphe.

Un des principaux obstacles au développement de ce nouveau procédé est la disponibilité des matières premières : en effet, sur la plupart des moteurs électriques actuels, les aimants sont difficilement dissociables des autres pièces et une nouvelle conception serait nécessaire pour permettre un démontage séparé. Les questions de coût/gain du démontage/recyclage des aimants sont ainsi au cœur des futures recherches du groupe IWKS.

Plus d’informations :

Source : "Permanentmagnete in einem Rutsch recyceln", Article de Forschung Kompakt, 01/09/2015 – http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2015/September/permanentmagnete-in-einem-rutsch-recyceln.html

Rédacteur : Sean Vavasseur, sean.vavasseur[at]diplomatie.gouv.fr – www.science-allemagne.fr

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