Etude des procédés de traitement de surface d’aimants NdFeB frittés
Acronyme : REEVeMAG
Mots-clés : Economie circulaire / Déchets
Contexte : Récemment labellisé comme l'un des 47 « Projets Stratégiques Européens » dans le cadre du CRM Act, MagREEsource a pour ambition de fabriquer des aimants permanents et solutions magnétiques à base de Terres Rares (TR) à partir d’une technologie de recyclage « green » d’aimants en fin de vie. En tant qu’acteur de l’Économie Circulaire, l’objectif de MagREEsource est donc de valoriser les aimants en fin de vie, en produisant de nouveaux aimants à destination des fabricants européens de moteurs, machines électriques, éoliennes, favorisant un circuit le plus court possible entre l’approvisionnement et le client. Ainsi, son ambition est de valoriser 1 000 tonnes d’aimants d’ici 2031, avec une première étape de pilote industriel de 50 tonnes/an qui démarre actuellement sur le site de Noyarey.
Description : Ce projet se focalise sur les étapes dérevêtement et de revêtement de l’aimant. Celle-ci sont clés au sein du procédé de recyclage. En effet, la maitrise du dérevêtement permet d’enlever les sources éventuelles de pollutions et de contaminations avant de procéder à la réduction en poudre de l’aimant par décrépitation par hydrogène. Au contraire, la mise en place d’un revêtement à la fin du procédé de refabrication de l’aimant permet de le protéger de l’oxydation et des autres sources de corrosion tout au long de son cycle de vie. Ces deux étapes sont donc au cœur de la maitrise des performances et de la fiabilité des aimants frittés produits sur la ligne. Les problématiques posés par ces deux procédés font partie intégrante de la recherche industrielle qui est au cœur de l’innovation de MagREEsource. Les partenaires identifiées en support sur ces activités font partie du même tissu territorial que MagREEsource. En effet, MagREEsource privilégie de travailler avec des acteurs industriels locaux afin de participer au dynamisme de la région AURA et de réduire son impact environnemental (notamment à travers le transport). Parmi eux, ThermoCompact, basé à Epagny (74) a développé avec MagREEsource des premiers essais de dépôts à base de Nickel sur des aimants NdFeB. De même, des essais similaires à base de Zinc ont pu être réalisé chez Mithieux metal protect à Chambery (73). Enfin, sur les problématiques de dérevêtement, Blanc SAS, situé à Yssingeaux (43) apparait comme un partenaire privilégié. MagREEsource, du fait de son activité fortement innovante, fait partie de deux pôles de compétitivité : - AXELERA basé en région Auvergne-Rhône-Alpes possède un rayonnement national et international et est très dynamique sur les thématiques environnementales; - Team2 développe son activité autour de l’innovation au service de l’économie circulaire. Ce qui est en ligne avec les valeurs motrices de MagREEsource. Il s’avère que les aimants frittés réagissent de façon importante à tout process de traitement de surface. Dans des milieux trop acides ou trop alcalins, et même lors de durées d’application courtes, ils se dégradent même très fortement. Pour autant, en fin de process de fabrication, les aimants frittés doivent être revêtus d’une couche anticorrosion. Ce revêtement intervient après usinage. Différents types de matériaux sont utilisés pour réaliser ce revêtement : base Ni, base Zinc, base Epoxy, Phosphatation sont les principaux. La mise en œuvre de ces revêtements nécessite plusieurs types de bains électrolytiques, selon la nature du revêtement d’une part et selon l’état de surface des pièces d’autres part. Le projet se propose de travailler sur 3 axes R&D principaux : · Axe 1 : Compréhension et Optimisation des conditions de dérevêtement sur des pièces de petite taille et/ou faible épaisseur en vue d’une matière entrante ayant conservée 100% de ses performances magnétiques initiales et avec des taux de contaminations en oxygène réduits. Cet axe comprendra également le dimensionnement d’une ligne pilote. · Axe 2 : Mise au point, à l’échelle laboratoire R&D, des principaux procédés de revêtement demandés par nos clients en conservant l’intégralité des performances magnétiques, mécaniques et dimensionnelles des aimants finaux. Caractérisation physico-chimique des interfaces et des dépôts réalisés afin d’apporter une compréhension fine de l’apport des couches protectives sur l’aimant. · Axe 3 : Mise en œuvre du procédé de revêtement à l’échelle laboratoire R&D, incluant les étapes annexes (préparation de surface, rinçage, etc…) ainsi que la définition et le dimensionnement d’un process complet de revêtement pour les besoins de MagREEsource. Cette axe enrichira les travaux de l’axe 2 en complétant l’analyse structurelle et physico-chimique des interface et dépôt des revêtements protecteurs. Certains tests des axes 1 et 3 vont être similaires et permettront d’avoir une compréhension phénoménologique plus globale des mécanismes de dégradation des surfaces d’aimants NdFeB. Le projet REEVeMAG permettra ainsi de mettre en œuvre des solutions optimales, d’une part de dérevêtement afin de garantir une matière première recyclée de grande qualité et d’autre part de revêtement afin d’offrir une fiabilité élevée des pièces réalisées. Pour cela, une compréhension fine des procédés impliqués, des matériaux et des traitements de surface est nécessaire. En effet, il est clé d’être capable de réaliser ces deux étapes sans impacter les propriétés magnétiques de l’aimants, c’est-à-dire sans amener de sources de pollution ou contaminations supplémentaires au cœur de la matière qui pourrait être délétère pour ces performances. Ces développements, en premier lieu à l’échelle du laboratoire R&D permettront de mettre en évidence les paramètres-clés pour la mise en œuvre de ces procédés de revêtement et dérevêtement. Enfin, l’objectif final est d’être en mesure de dimensionner les lignes pilote associés pour les différentes typologies d’aimants.
Objectifs et résultats attendus : L'objectif est de mieux appréhender les conditions de traitements de surface qui permettent de revêtir un aimant sans impacter sa microstructure et donc ses propriétés intrinsèques. Il s’agit ainsi d’optimiser recyclage et refabrication de nouveaux aimants tout en réduisant l’impact sur les performances magnétiques et sur l’environnement.
Bénéficiaire : MAG REESOURCE
Localisation : Noyarey, Auvergne-Rhône-Alpes, FRANCE
Début : 26/07/2025 — Durée : 24 mois
Budget total : 105010 € — Aide ADEME : 70000 €
Statut : Suivi du projet