Un jour, dans un avenir proche, les colorants des moteurs électriques pourraient indiquer que l'isolation des câbles devient fragile et que le moteur doit être remplacé. Des scientifiques de l'Université Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU), avec ELANTAS, une division du groupe de chimie de spécialités ALTANA, ont développé un nouveau procédé qui permet d'intégrer directement les colorants dans l'isolant. En changeant de couleur, ils révèlent à quel point la couche de résine isolante autour des fils de cuivre du moteur s'est dégradée. Les résultats ont été publiés dans la revue Matériaux avancés .

Les moteurs à combustion modernes ont depuis longtemps des détecteurs qui reconnaissent, par exemple, lorsqu'un changement d'huile est nécessaire, en évitant les inspections inutiles. Les moteurs électriques présentent également des signes d'usure. À l'intérieur, ils sont généralement constitués de fils de cuivre étroitement enroulés, et ceux-ci sont à leur tour recouverts d'une résine isolante. "Cet isolant change avec le temps. Il devient cassant en se dégradant sous l'effet de la chaleur et des processus chimiques, " explique le professeur Wolfgang Binder de l'Institut de chimie de MLU. Cependant, il n'est pas possible de dire de l'extérieur si l'isolation autour des fils à l'intérieur est toujours intacte ou si l'ensemble du moteur doit être remplacé.

Les scientifiques de MLU ont été chargés de trouver une solution à ce problème pour le compte de la division ELANTAS d'ALTANA, qui produit des systèmes de résine spéciaux pour une telle isolation. "Jusqu'à maintenant, les développeurs se sont concentrés sur le degré de dégradation du matériau dans des conditions spécifiques, " explique Alexandre Funtan, un chimiste à MLU. Des recommandations ont ensuite été faites quant au temps qu'il faudrait avant qu'un remplacement soit nécessaire. Cependant, l'usure réelle dépend des conditions d'utilisation, plus particulièrement la température. Funtan a donc développé un banc d'essai qu'il a utilisé pour analyser quatre systèmes de résine différents pendant plusieurs mois afin de déterminer quels produits de dégradation se forment à différentes températures.

Il a découvert que les quatre systèmes de résine libéraient systématiquement un alcool spécifique dans les différentes conditions de température. "Nous avons ensuite travaillé en étroite collaboration avec les chercheurs et développeurs d'ELANTAS pour trouver une molécule capteur pour cet alcool, " dit-il. En d'autres termes, une substance facilement détectable et dont les propriétés changent lorsque l'alcool s'y lie. La molécule du capteur doit également résister à des températures élevées et aux processus de production normaux. Une autre exigence était qu'il ne modifie pas les propriétés électrochimiques de l'isolant. Le choix s'est porté sur un colorant qui brille normalement d'un orange rougeâtre sous une lumière UV; mais quand l'alcool s'y lie, le spectre de couleurs passe au vert clair.

Les différents spectres de couleurs pourraient ensuite être analysés à l'aide de dispositifs spéciaux pouvant être installés directement dans le moteur. "Par ici, vous pouvez voir si un remplacement est nécessaire sans avoir à ouvrir le moteur, ", dit Binder. Cela évitera, espérons-le, des remplacements de moteur inutiles à l'avenir. La nouvelle isolation pourrait être utilisée dans les moteurs des véhicules électriques ainsi que dans les machines et autres équipements. "Ces résultats révèlent ce qui peut être réalisé en combinant la recherche universitaire fondamentale avec savoir-faire en applications commerciales, " dit le Dr Simon Rost, responsable de la recherche et du développement chez ELANTAS à Hambourg. "À l'avenir, cela nous permettra d'apporter une valeur ajoutée à nos clients et de contribuer davantage au développement durable."

ELANTAS a déposé en début d'année un brevet pour le nouveau procédé. La recherche a été financée par le groupe de chimie de spécialités ALTANA et également financée par le projet BAT4EVER de l'UE dans le cadre du programme « Horizon 2020 ».