Pourquoi les moteurs à flux axial suscitent-ils la curiosité dans les voitures électriques ?

Technologies des véhicules électriques
Auteur: Deniz Erkan
Création: 21 Octobre 2026

Les moteurs à flux axial, délivrant deux à quatre fois plus de couple pour un même volume, redéfinissent la nouvelle limite de densité de puissance dans les véhicules électriques.

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Dans les moteurs à flux axial, le flux magnétique s'écoule parallèlement à l'axe de rotation du moteur ; contrairement au flux radial (de type tambour) des moteurs classiques à flux radial, il va d'un pôle à l'autre en ligne droite à travers un rotor en forme de disque. Ce court chemin de flux et ce grand diamètre actif permettent d'extraire plus de couple et de puissance du même volume ; c'est pourquoi l'architecture à flux axial est de plus en plus évoquée dans les véhicules électriques axés sur la performance. Alors pourquoi n'est-elle pas utilisée dans chaque véhicule, mais seulement dans certains modèles sélectionnés ?

Points clés

Dans une conception appropriée, les moteurs à flux axial peuvent être 2 à 4 fois plus denses en couple que leurs équivalents à flux radial.
Sur le prototype de laboratoire, une puissance de 550 kW, une masse de 13,1 kg et une densité de puissance de 42 kW/kg ont été annoncées.
Mercedes-Benz a lancé la production en grande série des moteurs à flux axial en juin 2026 à Berlin-Marienfelde.
La gestion thermique et la complexité de fabrication restent les principaux goulets d'étranglement de cette architecture.

Qu'est-ce que le flux axial et en quoi diffère-t-il du flux radial ?

Dans tout moteur électrique, le flux magnétique sort de l'aimant, traverse l'entrefer pour atteindre les enroulements, puis revient en suivant un chemin fermé. La différence réside dans la géométrie de ce chemin. Dans un moteur à flux radial - la topologie dominante aujourd'hui des véhicules électriques - le stator est un empilement cylindrique et le flux traverse le cylindre dans le sens radial, c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe de rotation. Le flux parcourt un long chemin allant d'un pôle du rotor vers une dent du stator, du fer arrière (culasse) du stator vers une autre dent, puis vers l'autre pôle du rotor.

Dans un moteur à flux axial, en revanche, le rotor et le stator se transforment en disques alignés côte à côte le long de l'arbre ; l'entrefer est également plan. Le flux passe directement de pôle à pôle à travers l'entrefer, parallèlement à l'axe. Ce chemin court réduit la réluctance du circuit magnétique, maintient un champ fort et augmente le rendement et la densité de puissance. De plus, comme le chemin de flux est unidirectionnel, il est possible d'utiliser de l'acier électrique à grains orientés ; ce matériau offre une perméabilité plus élevée et réduit les pertes fer, permettant un gain de rendement allant jusqu'à 2 %.

Configurations courantes

Les machines à flux axial sont produites selon trois dispositions fondamentales :

Stator unique - rotor unique : La structure la plus simple, mais l'attraction magnétique unilatérale sollicite le rotor et nécessite une culasse.
Double stator - rotor unique : Deux stators entourent le rotor des deux côtés ; l'attraction magnétique est équilibrée et c'est le choix le plus courant pour les applications de forte puissance.
Stator unique - double rotor : Elle élimine le besoin de culasse ; elle offre une structure plus légère et plus efficace.

Pourquoi plus de couple pour le même volume ?

Le couple est le produit de la force par le rayon. Dans un moteur à flux radial, comme les matériaux actifs se trouvent à l'intérieur d'un empilement cylindrique, les surfaces générant le couple évoluent avec le carré du diamètre. Dans une conception à flux axial, en revanche, les matériaux actifs peuvent s'étendre sur une grande surface vers le rayon extérieur du disque et le couple augmente avec le cube du diamètre du rotor. Pour un même volume monté, la surface magnétique et la surface de refroidissement sont également plus grandes.

Quelques chiffres : selon le moteur, les moteurs à flux axial peuvent être 2 à 4 fois plus denses en couple que les moteurs à flux radial standards. L'exemple de prototype le plus frappant est celui 550 kW (738 ch) et pesant seulement 13,1 kg un moteur : 42 kW/kg de densité de puissance, présenté comme la valeur la plus élevée jamais annoncée. À titre de comparaison, le moteur de 500 kW de l'un de ses concurrents axés sur l'autonomie et l'efficacité pèse 31,4 kg avec un niveau de 16 kW/kg. Un exemple plus proche de la production de série se montre plus mesuré : un moteur empilable de 37 kg, avec un couple de 800 Nm et une longueur axiale de 98 mm, offre une densité supérieure à 5 kW/kg.

Moteur	Puissance crête	Masse	Densité de puissance
Moteur prototype à flux axial (2025)	550 kW	13,1 kg	42 kW/kg
Moteur de référence à flux radial (haut de gamme)	500 kW	31,4 kg	16 kW/kg
Moteur à flux axial orienté production de série	-	37 kg	>5 kW/kg
Moteur aéronautique à flux axial (plage d'exemple)	-	-	4,58–5,02 kW/kg

La conclusion du tableau est claire : le flux axial est nettement en tête en densité de puissance crête ; mais cet avantage ne vaut pas pour tous les régimes et tous les points de fonctionnement. À bas régime, le flux axial offre un meilleur couple, tandis qu'à haut régime, le flux radial peut produire davantage de puissance. De plus, le flux axial n'est pas automatiquement plus efficace à chaque point de fonctionnement ; l'efficacité dépend de la conception, des matériaux, de la vitesse et de la stratégie de refroidissement.

Pourquoi les moteurs à flux axial suscitent-ils autant d'intérêt dans les voitures électriques ?

Parce que des produits concrets arrivent déjà dans le segment de la performance. Mercedes-AMG GT 4-Touring Coupe, l'une des premières applications de production de série avec moteurs à flux axial, se distingue ; il a été annoncé que sa variante produit une puissance crête de 860 kW (1.169 ch) avec ses trois moteurs à flux axial. L'entreprise a lancé la production de série à grande échelle de ces moteurs dans son usine de Berlin-Marienfelde en juin 2026, précisant que la fabrication exige une précision extraordinaire, une fiabilité de procédé et une automatisation. Au stade du concept, il a été annoncé que les moteurs de la AMG GT XX Concept, équipée de trois moteurs à flux axial, avaient une densité de puissance trois fois supérieure et une masse inférieure d'un tiers ; la plateforme AMG.EA associe ces moteurs à des cellules de batterie refroidies directement.

La deuxième raison est la liberté d'empilement qu'offre cette topologie. Les moteurs à flux axial peuvent être empilés sous forme de disques fins ; une longueur axiale courte de 98 mm permet d'intégrer un moteur dans un groupe motopropulseur déjà encombré. La même géométrie est aussi attrayante pour les moteurs roue : leur faible masse n'augmente pas excessivement les masses non suspendues, ce qui fait du flux axial l'un des meilleurs candidats pour l'architecture moteur-roue - même si des développeurs concurrents travaillent sur des moteurs-roues à flux radial sans redondance et à double rotor, et ce débat d'architecture se poursuit.

La troisième référence est l'aéronautique. Un avion ayant battu le record de vitesse électrique a volé avec trois moteurs à flux axial ; les fournisseurs de moteurs travaillent avec des objectifs de 50 kW/kg pour la classe aéronautique. La convergence de l'automobile et de l'aéronautique vers la même topologie accroît l'intérêt de la communauté des ingénieurs et la curiosité du public.

Dans la lignée de YASA

YASA - dont le nom vient de l'architecture Yokeless and Segmented Armature et qui est aujourd'hui une filiale de Mercedes-Benz - est le nom le plus visible du flux axial dans l'automobile. Ses moteurs ont été utilisés dans des véhicules de performance hybrides et électriques tels que la Koenigsegg Regera, Ferrari SF90 Stradale et la 296 GTB, la Lamborghini Revuelto et la McLaren Artura ; ils équipaient aussi le concept Jaguar C-X75. Ce n'est pas un hasard si tous ces véhicules appartiennent au segment performance : la technologie reste chère et difficile à produire, elle entre donc d'abord par le segment supérieur.

Les obstacles devant la production en série

Aksiyel akı motorların henüz her garajda olmamasının sebebi mühendislik zekâsı değil, onlarca yıllık üretim zincirine sahip radyal akı rakiplerinin olgunluğudur.

L'avantage électromagnétique est une chose ; le passer à l'échelle de centaines de milliers d'unités en est une autre. Il existe des raisons concrètes à l'impossibilité de libérer le flux axial :

Limites mécaniques : Le large disque du rotor crée une inertie élevée et des forces centrifuges importantes ; il peut limiter le régime maximal. Les disques de rotor doivent résister aux contraintes mécaniques et à des tolérances d'entrefer strictes.
Précision de fabrication : La planéité, la concentricité, l'équilibrage et le contrôle des tolérances sont plus critiques que pour le flux radial. Les segments en forme de coin peuvent provoquer une distribution irrégulière du flux, et les segments qui se rétrécissent vers le centre restreignent la place des enroulements.
Coût : Les processus coûteux de collage et d'assemblage ont empêché de nombreux concepts d'atteindre la production en série. Les constructeurs automobiles attendent une preuve de fiabilité à long terme pour la production en série.
Écart de maturité : Les moteurs à flux radial bénéficient d'une chaîne de production éprouvée depuis des décennies avec de nombreux fournisseurs ; l'outillage de production du flux axial est moins mature.

Gestion thermique : la contrainte déterminante

La configuration axiale compacte réduit la surface disponible pour évacuer la chaleur. Pour les performances continues, la gestion thermique est identifiée dans la littérature comme une contrainte déterminante ; en raison de la forte densité thermique, des solutions de refroidissement liquide sont à l'étude. Disposer d'une plus grande surface de refroidissement pour un même volume constitue un avantage, mais la géométrie des sources de chaleur diffère du flux radial, et le placement des canaux de refroidissement dans le plan du disque pose un problème de conception distinct. Conséquence pratique : les moteurs à flux axial délivrent aisément leur puissance de pointe sur de courtes durées, mais c'est la limite thermique qui détermine leur puissance continue.

Couple de crantage et acoustique

Dans les moteurs axiaux à aimants permanents, le couple de crantage - une fluctuation de couple née de la tendance du rotor à s'aligner avec les dents du stator des aimants - peut être une source de vibrations et de bruit acoustique à bas régime. Des techniques de réduction existent, comme des répartitions alternatives des pôles des aimants ; c'est une couche d'optimisation de conception qui s'ajoute aux tolérances de fabrication.

Développements actuels et limites non vérifiées

Le front d'avancement de l'architecture s'élargit. En juin 2026, des chercheurs chinois ont atteint à 18.000 tr/min 25,73 kW/kg'a atteindre et une réduction de la dimension axiale avec environ 50 % de poids en moins par rapport aux moteurs traditionnels ont été annoncés ; ces chiffres reposent sur des informations de seconde main qui n'ont pas encore été confirmées de manière indépendante. Des affirmations circulant sur les réseaux sociaux, comme les temps d'accélération de 0 à 100 km/h, attendent également une confirmation officielle. En revanche, le côté aéronautique avance avec des pas plus solides : en 2025, un développeur d'aéronefs cargo a officiellement annoncé qu'il achèterait des moteurs auprès d'un fournisseur spécialisé en moteurs à flux axial.

Les experts en topologie émettent une mise en garde importante : se demander si le flux axial est électromagnétiquement supérieur est, en soi, la mauvaise question. Le moteur est un élément d'un système ; s'il ne crée pas de valeur système avec l'onduleur, le refroidissement, la transmission et les coûts de production, l'avantage n'est pas automatique. C'est pourquoi la plupart des analystes prévoient que le flux radial restera le cheval de bataille du marché grand public, tandis que le flux axial gagnera du terrain dans les segments de performance et de niche.

Conclusion : l'avantage est réel, le chemin est long

L'architecture à flux axial repose sur une justification physique solide : un court trajet du flux, un grand diamètre actif et un couple qui croît avec le cube du diamètre. Les valeurs prototypes atteignant 42 kW/kg montrent que cet avantage n'est pas une fable. Mais cette même physique entraîne aussi un rotor large, une gestion thermique difficile et des tolérances de production rigoureuses. Le bilan actuel est le suivant : les moteurs à flux radial portent le marché grand public grâce à leur rendement, leur coût et leur maturité de production ; le flux axial, lui, progresse comme une alternative puissante partout où le couple élevé et la densité de puissance sont déterminants - automobiles de performance, architectures roues motrices et aviation électrique. Le lancement de la production en série à grande échelle par Mercedes-Benz en 2026 constituera le premier test sérieux du passage de cette topologie de la niche au marché de masse.