Le Prix Reine Elizabeth d’ingénierie rend hommage au pionnier des aimants

Nommez une technologie qui nous entoure, qui sous-tend notre mode de vie moderne, mais qui est à peine reconnue pour sa contribution. Et l'aimant ?

Le Prix Reine Elizabeth d’ingénierie espère que notre prise de conscience et notre appréciation seront accrues en faisant de Masato Sagawa son lauréat 2022.

Le scientifique japonais a inventé l'aimant néodyme-fer-bore (Nd-Fe-B).

Il s’agit de l’aimant permanent le plus puissant actuellement utilisé à grande échelle, que l’on trouve dans tout, des voitures aux ordinateurs.

Le Nd-Fe-B fait partie de ces matériaux indispensables, sans lesquels la vie quotidienne serait bien moins efficace.

Et la centralité de l’aimant ne fera que croître à mesure que la révolution verte s’installe. En effet, ce matériau sera au cœur opérationnel de nombreux systèmes d'énergies renouvelables, tels que les éoliennes.

Le marché des aimants Nd-Fe-B devrait représenter environ 20 milliards de dollars d’ici le milieu de cette décennie.

Le QEPrize est traditionnellement un prix biennal, mais il est désormais devenu un événement annuel. On l'appelle le « Nobel de l'ingénierie » et le récipiendaire reçoit un chèque de 500 000 £, ainsi qu'un trophée remis par la Reine ou son représentant.

Le Dr Sagawa a remporté de nombreux prix pour son innovation, mais il a déclaré que celui-ci était en tête du lot.

"C'est le plus gros prix que j'ai reçu jusqu'à présent", a-t-il déclaré à BBC News. "Comme vous le savez peut-être, j'ai déjà reçu le Prix du Japon, qui est une très grande récompense, mais le QEPrize a une influence dans le monde entier et cela le rend très important."

Le Dr Sagawa a fait sa percée au début des années 1980. À l’époque, une combinaison samarium-cobalt (Sm-Co) produisait l’aimant permanent le plus puissant. Mais le cobalt métallique est une ressource rare et le scientifique a reconnu que si une solution à base de fer pouvait être trouvée, elle fournirait un produit beaucoup moins cher et plus utile.

Il y est parvenu en combinant le fer avec le néodyme, qui est le troisième élément des terres rares le plus abondant – un ensemble de 17 métaux présents dans la croûte terrestre et ayant diverses applications. L'ajout de l'élément bore élève la température dite de Curie, le point auquel les propriétés magnétiques sont perdues.

Ceci est important dans les automobiles, par exemple, où les conditions peuvent devenir très chaudes, notamment dans le compartiment moteur.

En effet, les véhicules comptent parmi les principales utilisations des aimants. De la pompe qui pousse le lave-glace sur le pare-brise jusqu'au capteur qui active un système de freinage antiblocage, un aimant est utilisé soit comme partie d'un moteur, soit pour initier un courant électrique.

En dehors du secteur automobile, la technologie Nd-Fe-B a joué un rôle essentiel dans l’essor de l’informatique personnelle. La force du champ magnétique pouvant être délivrée dans un volume compact a été fondamentale pour le développement de disques durs légers. Les aimants Nd-Fe-B font partie du mécanisme qui balaie les têtes de lecture-écriture sur le disque.

Mais de nombreux objets du quotidien à portée de main contiennent très probablement des aimants Nd-Fe-B - des téléphones portables et outils électriques aux fermoirs de bijoux et aux loquets de porte.

"Je suis un vrai fan des aimants. En fait, je voulais que celui-ci soit le lauréat de l'année dernière", a déclaré Ilya Marotta, l'ingénieur maritime qui a dirigé le projet d'agrandissement du canal de Panama et qui siège au jury du QEPrize.

"Parfois, nous tenons les choses pour acquises. Les gens peuvent considérer les aimants comme de petits souvenirs que l'on colle sur la porte du réfrigérateur. Mais les aimants sont bien plus impressionnants que cela, et les aimants en néodyme en particulier ont permis de faire progresser de nombreuses technologies. "

Il est impossible de saluer les réalisations du Dr Sagawa sans mentionner également le Dr John Croat. L'Américain est parvenu indépendamment à la même solution matérielle au même moment lorsqu'il travaillait avec General Motors. Et Sagawa et Croat partageront en fait la médaille 2022 de l'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) pour les technologies environnementales et de sécurité.

Mais Lord Browne of Madingley, qui préside le QEPrize, a déclaré que le processus de fabrication de Sagawa lui donnait l'avantage, de l'avis des juges.