La Supraconductivité - 04/07/2002

Stockage et transport d'énergie : l'idée est de créer des réseaux supraconducteurs qui ne perdent pas d'énergie par effet Joule ! L'enjeu est triple

• créer des lignes qui transportent des courants élevés mais à basse tension et sans perte d'énergie. Aujourd'hui les lignes de fort courant électrique sont à très hautes tensions pour limiter les pertes qui demeurent cependant importantes.

• créer des circuits intégrés qui perdent peu d'énergie par effet Joule et donc réduire leur consommation électrique, ce qui est important pour les appareils portatifs.

• créer des puces électroniques dont les pistes sont plus resserrées sans craindre les effets néfastes de la chaleur dégagée et ainsi augmenter considérablement le nombre de transistors et par suite les performances des processeurs actuels.

Applications médicales : les supraconducteurs permettent de créer d'intenses champs magnétiques dans des bobines supraconductrices nécessaires aux techniques telles l'IRM (Imagerie par Résonance Magnétique) ou la RMN (Résonance Magnétique Nucléaire).

Lévitation : sans doute l'application la plus extraordinaire !

Le train le plus rapide du monde : 552 km/h ! Le Maglev !

La lévitation mise en évidence !

En physique, la lévitation est une technique permettant de soustraire un objet à l'action de la pesanteur par l'intermédiaire de différents procédés électrostatique et électrodynamique ou encore grâce à un faisceau laser, mais également par magnétisme

La lévitation est due à l'effet Meissner que nous avons vu plus haut : un supraconducteur en dessous de sa température critique repousse les lignes de champs magnétique d'un aimant que l'on tente d'approcher grâce à des courants surfaciques qui induisent un champ opposé. Tels deux aimants que l'on essaie de rapprocher selon leur face identifque (Nord Nord ou Sud Sud), l'aimant est repoussé au dessus du supraconducteur, la force magnétique induite compensant la force de pesanteur et l'aimant lévite !

La Maglev lévite grâce à la force de répulsion existant entre les aimants supraconducteurs du véhicule et des bandes ou bobines conductrices situées dans le rail de guidage. Ces aimants sont faits d'un alliage de niobium et de titane. Chacun d'eux est maintenu à une température constante de -269°C ! Cela permet aux deux aimants de conserver leur état de supraconducteur donc de n'opposer aucune résistance au passage du courant électrique. Les aimants se présentent sous forme de bobines regroupées par quatre dans un réservoir contenant de l'hélium liquide. Ces réservoirs, abrités par des bogies, sont situés entre les wagons du Maglev. Pesant chacun 1,5 tonne, ils créent sous le train un champ magnétique de 4.23 Tesla, soit un force de lévitation de 98 kilonewton !