Applications

 

a) L’effet joule ne serait plus une fatalité

Les conducteurs actuels ont un défaut, ils perdent énormément d’énergie en effet joule et ce phénomène est incontournable. Par exemple, les lignes à fort courant électrique sont obligées d’utiliser de très hautes tensions pour limiter les pertes par effet joule. Ces pertes restent cependant énormes et représentent des milliards d’euro de perte pour EDF chaque année.
 L’idée serait donc d’utiliser un matériau supraconducteur pour réaliser toutes ces lignes, on pourrait alors faire circuler un courant plus élevé sous une tension plus faible et tout cela sans aucune perte.
On peut également penser à des circuits de matériau portatif en matériaux supraconducteurs. L’effet joule étant alors également supprimé. Imaginez un téléphone portable dont l’autonomie en veille dure plusieurs mois.
Autre application imaginable, des puces électroniques dont les circuits sont encore plus rapprochée sans craindre les effets néfastes de la chaleur. On aurait alors des microprocesseurs encore plus puissants.

b) Les applications à grande échelles

La supraconductivité s’utilise dans de nombreux domaines tels que la médecine, la recherche, le nucléaire, le stockage d’énergies, les trains à lévitation mais aussi pour la propulsion (magnétohydrodynamique). Cela reste néanmoins des applications au niveau industriel, des secteurs ou les moyens financiers permettent l’utilisation de cette technologie.

c) Applications médicales

L’application la plus connue de la supraconductivité dans le domaine médical reste l’I.R.M (Imagerie par Résonnance Médicale). C’est sans doute l’application la plus simple à réaliser. Elle ne demande pas un froid excessif et le poids de la machine est réduit. De plus, au jour d’aujourd’hui, il n’y a aucun effet nocif connu de l’utilisation de cette technique sur le corps humain. Les images sont de plus d’excellente qualité.

Autre application médicale connue, la spectroscopie par Résonnance Magnétiques Nucléaires (R.M.N) appliqués aux particules ou aux ensembles de particules qui ont un spin nucléaire non nul (le spin est une quantité intrinsèque associée à chaque particule, qui caractérise la nature de la particule, la masse et la charge électrique). Un spin nucléaire nul correspond à un atome dont les protons et les neutrons sont pairs. On utilise ce procédé aussi bien en chimie, qu’en physique et médecine.

d) La recherche

Le record du monde d’induction est de 31,35 Tesla, record obtenu avec de gros aimants supraconducteurs et datant de 1993. Ces champs permettent l’étude des matériaux sous l’effet de champs magnétiques élevés. Grâce à ces aimants, on peut également guider des particules et les maintenir dans des orbites définies, par exemple, on peut visiter les installations du CERN, où plusieurs kilomètres de câbles supraconducteurs sont installés pour l’étude des particules.

e) Le nucléaire

L’électricité d’origine nucléaire résulte de la fission de noyaux d’atomes, ces noyaux sont éclatés, et l’énergie qui résulte de cette éclatement est récupérée. IL existe une autre possibilité pour créer de l’énergie: la fusion nucléaire (Ce qui se passe dans le soleil par exemple).
Le principe est de faire fusionner plusieurs atomes légers pour en former des plus lourds. Il faut pour cela chauffer ces atomes à plus de 100 millions de degrés. Les atomes en fusion pouvant ne toucher aucune paroi c’est là que les réacteurs Tokamak entre en jeu.
Ce réacteur est en réalité une chambre de confinement magnétique destinée à contrôler le plasma nécessaire à la fusion nucléaire. Il s’agit d’une technologie expérimentale dont le but est de produire de l’électricité par convection à l’aide d’une turbine et d’un alternateur.

Intérieur d’un réacteur Tokamak au repos et en fonctionnement

f) Le stockage d’électricité

Actuellement, l’énergie est stocké sous diverse forme telles que le pétrole, le charbon, l’uranium ou encore l’eau, le problème est qu’une fois ces énergies converties en énergies électriques, il faut la consommer directement, on ne peut la garder sous cette forme.
Il existe pourtant un moyen de stocker cette énergie électrique, il faut la stocker dans des bobines supraconductrices, on parle alors de stockage magnétique.

g) La lévitation magnétique

IL s’agit sans doute de l’application la plus extraordinaire, celle du train à lévitation magnétique. Imaginez un train qui se déplace sans toucher les rails à des vitesses avoisinant les 500km/h. Ce train existe aujourd’hui au japon (bien que la vitesse commerciale ne soit pas aussi élevée) et fait appel à des principes de supraconductivité.
Nous avons en réalité une répulsion entre des éléments embarqués sur le train et des plaques conductrices situées dur le rail. La distance entre le train et le rail peut atteindre 10 centimètre lorsque les aimants son suffisamment puissants. Ensuite par interaction entre un inducteur embarqué sur le train et des bobines sur la voie, le train peut se mouvoir.
Outre le fait de se déplacer à haute vitesse et donc de raccourcir les temps de trajet, ces trains présentent l’avantage de ne pas user la voie (les contacts n’existant pas).

h) La magnétohydrodynamique

La magnétohydrodynamique (MHD) est une discipline scientifique qui décrit le comportement d’un fluide conducteur du courant électrique en présence d’un champ magnétique. Il s’agit d’une généralisation de la mécanique des fluides couplée à l’électromagnétisme.
Cette technologie est actuellement utilisée par l’armée dans le but de mouvoir des bâtiments militaire dans le plus grand silence radio. Pour comprendre le phénomène, il faut se souvenir que l’eau est un élément conducteur, ainsi, en créant un courant dans l’eau, une poussée est créée entre les bobines embarquées sur le navire et le champ créé par la surface de l’eau.
Cette technologie n’est cependant pas encore parfaitement au point et les chercheurs actuels planchent sur ce moyen de propulsion.