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La supraconductivité, un mot magique pour des phénomènes extraordinaires ! La lévitation magnétique est de loin la manifestation la plus spectaculaire du phénomène de supraconductivité avec de nos jours la réalisation de trains à très grandes vitesses.
La supraconductivité peut avoir de nombreuses applications, très prosaïques ou plus fantasmées. Voyons ici quelques-unes de ces concrétisations possibles des phénomènes de supraconduction.
L'idée est de créer des réseaux supraconducteurs qui ne perdent pas d'énergie par effet Joule ! L'enjeu est triple.
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).
C'est sans doute l'application la plus extraordinaire ! En physique, la lévitation est une technique permettant de soustraire un objet à l'action de la pesanteur par l'intermédiaire de différents procédés électrostatiques et électrodynamiques 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 champ 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 identique (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 teslas, soit un force de lévitation de 98 kilonewtons !
Comme l'a montré l'exposition SupraDesign, sous réserve que l'on découvre des matériaux supraconducteurs à température ambiante, il y aurait bien des applications intéressantes ou spectaculaire de la lévitation. Il pourrait y avoir un jour un Maglev se déplaçant dans des tubes sous vide et qui permettrait de faire le trajet Kiev-Pékin en 1 heure.
