L'IA cartographie 67 000 aimants : un avenir sans terres rares en vue

Une base de données qui pourrait remodeler les chaînes d'approvisionnement mondiales

Des scientifiques de l'Université du New Hampshire ont utilisé l'intelligence artificielle pour créer la base de données consultable de matériaux magnétiques la plus complète jamais assemblée, cataloguant 67 573 composés et identifiant 25 matériaux auparavant inconnus qui conservent de fortes propriétés magnétiques même à des températures élevées. Ces travaux, publiés dans Nature Communications, pourraient contribuer à rompre l'une des dépendances les plus dangereuses sur le plan stratégique dans l'industrie moderne : la dépendance aux terres rares contrôlées par la Chine pour fabriquer les aimants qui alimentent les véhicules électriques, les éoliennes et l'électronique grand public.

Comment l'IA a procédé

Plutôt que de tester des millions de combinaisons de matériaux potentiels en laboratoire – un processus qui prendrait des décennies – l'équipe de l'UNH a mis au point un système d'IA qui lit automatiquement la littérature scientifique et extrait les données expérimentales. Le système alimente ensuite ces informations dans des modèles d'apprentissage automatique qui prédisent si un matériau donné est magnétique et estiment sa température de Curie, le seuil au-dessus duquel un aimant perd ses propriétés.

« En accélérant la découverte de matériaux magnétiques durables, nous pouvons réduire la dépendance aux terres rares, diminuer le coût des véhicules électriques et des systèmes d'énergie renouvelable, et renforcer la base manufacturière américaine », a déclaré l'auteur principal Suman Itani, doctorant en physique à l'UNH. La ressource qui en résulte, appelée la Northeast Materials Database, est déjà utilisée par des chercheurs dans tout le domaine.

Le problème des terres rares s'aggrave

L'urgence derrière cette recherche est difficile à surestimer. La Chine contrôle environ 60 % de l'extraction mondiale de terres rares, 85 à 90 % de la capacité de transformation et fabrique plus de 90 % des aimants permanents frittés à haute performance utilisés dans les voitures, les éoliennes et les systèmes de défense. Un moteur de véhicule électrique typique contient 1 à 2 kilogrammes de néodyme et de praséodyme – des éléments massivement transformés en Chine.

En avril 2025, Pékin a encore renforcé son emprise en introduisant des contrôles à l'exportation sur sept éléments de terres rares lourdes et tous les composés connexes. Les prix européens des terres rares ont par la suite grimpé jusqu'à six fois les prix intérieurs chinois, et certains constructeurs automobiles ont été contraints d'arrêter temporairement leurs chaînes de production. Selon le Center for Strategic and International Studies, les contrôles menacent également les chaînes d'approvisionnement de la défense américaine.

Une percée parallèle de Georgetown

La base de données de l'UNH n'est pas le seul front dans la course à l'absence de terres rares. Des chercheurs de l'Université de Georgetown ont synthétisé séparément une nouvelle classe d'aimants à base de borures à haute entropie – combinant des métaux de transition abondants sur Terre et du bore dans une structure cristalline C16 largement inexplorée. Les matériaux résultants atteignent une anisotropie magnétique approchant celle des aimants permanents de terres rares, sans un seul atome de néodyme ou de dysprosium. Leur approche, détaillée par Phys.org, élimine également entièrement les métaux précieux.

Du banc de laboratoire à l'usine

Les deux percées sont toujours confrontées à la même ascension abrupte : les résultats de laboratoire doivent survivre à la mise à l'échelle industrielle. Les performances des aimants se dégradent souvent lorsque les composés sont produits en vrac, et les processus de fabrication pour des classes de matériaux entièrement nouvelles prennent des années à être optimisés. Le professeur Jiadong Zang de l'UNH a reconnu le défi, mais s'est dit confiant : l'équipe est « optimiste quant au fait que notre base de données expérimentale et les technologies d'IA en pleine croissance rendront cet objectif réalisable. »

Si ne serait-ce qu'une poignée des 25 composés signalés s'avèrent viables à l'échelle, les implications sont importantes. La transition vers une énergie propre dépend actuellement d'une chaîne d'approvisionnement concentrée dans un seul pays – un pays qui a déjà démontré sa volonté d'utiliser cet effet de levier. Une alternative crédible sans terres rares ne ferait pas que réduire les coûts ; elle changerait fondamentalement la géopolitique de l'économie verte.