Robert Sansone avec son nouveau moteur. Crédit photo : Society for Science
Robert Sansone, originaire de Floride, a mis au point un nouveau type de moteur pour voitures électriques. Du haut de ses 17 ans, le jeune Américain dispose déjà dans son palmarès de pas moins de 60 projets, allant de l’invention d’une main animatronique à la conception de bottes de course atypiques, en passant par la création d’un kart pouvant rouler à plus de 100 km par heure. Toutefois, ses plus grands exploits tournent autour des moteurs pour voitures électriques. Parmi justement ses dernières inventions, il y a un moteur à réluctance synchrone qui s’annonce plus économique et plus efficace que les modèles existants.
Une conception sans terres rares
C’est au Smithsonian Magazine que Sansone a confié les détails de son nouveau travail ainsi que son grand intérêt pour les moteurs des voitures électriques. D’après lui, le fonctionnement de ces équipements requiert des aimants fabriqués à partir d’éléments en terres rares. Malheureusement, l’extraction de ces matières minérales est souvent coûteuse, sans compter l’impact que cela entraine sur l’environnement. Le jeune Américain a alors focalisé ses recherches sur un moteur électrique à reluctance synchrone qui n’utilise ni du néodyme, ni du samarium, encore moins du dysprosium. Bien que le concept ne soit pas totalement nouveau, force est de reconnaitre que les moteurs à reluctance synchrone existants ne sont pas suffisamment puissants pour être adaptés aux véhicules électriques. Sansone a alors créé un nouveau modèle avec une conception améliorée.
Une efficacité prouvée
En fait, les moteurs à réluctance synchrone sont dépourvus d’aimant. Au lieu de cela, ils comportent des entrefers ainsi que des rotors conçus à partir de plaques électriques en acier. Afin de générer le mouvement de rotation, ils exploitent ce que l’on appelle la différence de réluctance. Pour obtenir un meilleur rendement, Sansone a eu l’idée de remplacer l’entrefer par un autre matériau qui a permis d’obtenir un rapport de reluctance plus élevé. Il a créé le prototype à partir de plastique imprimé en 3D, de fils de cuivre et d’un rotor en acier. Les tests réalisés ont donné des résultats surprenants, avec 39 % de couple en plus, a rapporté Smithsonian Magazine. Plus précisément, une efficacité supérieure de 31 % à raison de 300 tr/mn a été constatée. Pour 750 tr/mn, l’efficacité a atteint 37 %.
Toute la configuration expérimentale de l’inventeur. Crédit photo : Robert Sansone
Plusieurs prototypes ont été nécessaires
Le lycéen affirme qu’il a fallu mettre au point plusieurs prototypes avant de pouvoir tester la conception de son moteur à réluctance synchrone. Sans l’aide d’un mentor, il aurait été obligé de mener les recherches seul. « Finalement, sur le 15e moteur, j’ai pu obtenir un prototype fonctionnel », a-t-il expliqué. Grâce à son travail, Robert a remporté le prix intitulé George D. Yancopoulos 2022 au Regeneron International Science and Engineering Fair (ISEF). Une récompense qui lui a d’ailleurs permis d’empocher la somme de 75 000 dollars.
