La science des matériaux devient une discipline stratégique pour les industriels automobiles à l’heure de la transition électrique. Et pour innover dans ce domaine, Bosch mise sur l’informatique quantique. L’équipementier automobile veut étudier le potentiel de cette technologie pour réduire l’utilisation de terres rares dans les véhicules électriques, dans le cadre d'un partenariat avec IBM. Le groupe allemand a dévoilé ce projet début novembre, dans le cadre d'un vaste plan d'investissement de 10 milliards d'euros dans le numérique et la connectivité.
IBM, qui revendique un parc d’une vingtaine d’ordinateurs quantiques avancés, va mettre à disposition sa puissance de calcul via des services de cloud. «Bosch espère déterminer les propriétés de nouveaux matériaux d'une manière qui serait irréalisable sur des ordinateurs conventionnels en termes de temps et de complexité», indique de son côté l’équipementier allemand, qui apportera son expertise dans la simulation des matériaux.
Réduire le poids de terres rares coûteuses
Les recherches de Bosch vont notamment porter sur les moteurs électriques et les piles à combustible. «Les moteurs électriques comportent des aimants avec des terres rares qui sont difficiles à extraire et très précieuses. Nous voulons créer de nouveaux matériaux pour remplacer ou au moins réduire la quantité de ces terres rares», a expliqué lors d’une conférence de presse Thomas Kropf, patron de la recherche chez Bosch.
Les piles à combustible, quant à elles, intègrent des membranes échangeuses de protons fabriquées avec du platine. D’autres industriels, comme Plastic Omnium, s’efforcent de trouver des alternatives à ce métal rare pour réduire le coût des véhicules à hydrogène.
Cette préoccupation des matériaux a été renforcée par l'inflation et l'électrification croissante du marché automobile. Selon une étude d’AlixPartners, le coût des matières premières dans une voiture électrique s’élevait à plus de 4 900 euros en septembre 2022. Dans une voiture thermique, il est estimé à seulement 1 790 euros. Au-delà des problématiques de coût, Bosch rappelle le lourd bilan environnemental lié à l’extraction des terres rares.
Des comportements de matériaux difficiles à prédir
Trouver des alternatives aux terres rares n’est pas simple. «La plupart des matériaux pertinents pour les piles à combustible, les batteries, les moteurs électriques et les capteurs avancés contiennent des électrons fortement corrélés», rappellent IBM et Bosch. Autrement dit, il est difficile voire impossible de simuler précisément le comportement de ces matériaux avec des ordinateurs classiques. Mais les deux partenaires espèrent surmonter cet obstacle grâce à la performance des ordinateurs quantiques.
Bosch et IBM évoquent des premiers résultats «prometteurs» dans leurs travaux. Toutefois, les deux industriels ne chiffrent pas leurs objectifs sur la réduction des temps de développement et la baisse des coûts de production. «La technologie n'en est qu'à ses débuts. Nous devons acquérir plus d'expérience et trouver les meilleurs cas d'utilisation», argumente Tanja Rückert, directrice du numérique chez Bosch, à L’Usine Nouvelle. «Nous sommes déjà un peu plus avancés que lors de la période où tout le monde parlait de l'informatique quantique, retrace la directrice. Il y a deux ou trois ans, toutes les idées possibles de cas d'usage étaient lancées en l'air. Ceux dont nous parlons aujourd'hui dans la simulation des matériaux sont réels.»
Le partenariat dévoilé par Bosch complète une série d’annonces réalisées par des constructeurs automobiles dans le quantique. À côté de ses travaux sur la simulation des matériaux, l’équipementier allemand développe aussi des capteurs quantiques dont la précision pourrait être 1 000 fois supérieure à celle des capteurs conventionnels. Tanja Rückert n’hésite pas à comparer le calcul quantique à la révolution du cloud et de l’intelligence artificielle. «Si nous ne démarrons pas aujourd’hui, nous allons rater cette opportunité», juge la directrice.
