RESEAU SOL(ID)AIRE DES ENERGIES !
"CURIOSITES ENERGETIQUES"
Introduction à la la supraconductivité
CERN/Bulletin/06/2007
Les
supraconducteurs ont la propriété de conduire l'électricité
sans résistance ni perte d'énergie par échauffement.
Les supraconducteurs classiques à basse température (LTS,
pour Low Temperature Superconductors), tels que l'alliage niobium/titane
(NbTi), acquièrent cette propriété autour de 10 K
(-263°C). Leur exploitation exigeait un système cryogénique
complexe, à base d'hélium liquide.
En 1986, des chercheurs ont
découvert une classe de céramiques qui deviennent supra-conductrices
à 30 K (-243°C), c'est-à-dire à une température
supérieure à celle de tout supraconducteur métallique.
On pensait alors que les céramiques étaient des isolants,
et non pas des (supra)conducteurs!
La découverte du premier
supraconducteur à haute température critique (HTS) a été
suivie d'une impressionnante série d'annonces de nouveaux composés,
de la famille des cuprates, dont la supraconductivité se manifestait
à des températures critiques de plus en plus élevées.
On peut utiliser un composé
du bismuth (Bi-2223), mis en œuvre dans une plage de température
comprise entre 50 K et 4,2 K. Il est produit sous la forme d’un ruban comportant
des filaments multiples noyés dans une matrice en alliage d’argent
de conductivité thermique relativement faible. Ce ruban est réalisé
selon un procédé de déformation mécanique,
qui aligne les grains supraconducteurs à l’intérieur de la
matrice d’argent, de façon à réduire au minimum les
obstacles au passage du courant.
À ce jour, la température
critique record est celle de l'alliage mercure-thallium-barium-calcium-cuivre-oxygène,
qui devient supraconducteur à 139K (-134°C). On peut refroidir
ces céramiques supraconductrices avec de l'azote liquide (à
77 K), bien moins cher que l'hélium liquide, grâce à
un système cryogénique qui est aussi nettement plus simple
à utiliser. Les cuprates HTS, eux, font partie des matériaux
les plus complexes étudiés en vue d'applications pratiques.
Contrairement aux supraconducteurs NbTi les HTS sont fragiles. Il faut
donc prendre des précautions particulières pour les manipuler
et recourir à des techniques novatrices pour les mettre en oeuvre.
