Mieux comprendre les phénomènes gouvernant la supraconductivité, cet état de la matière dans lequel un métal conduit l'électricité sans aucune perte, permettre la réalisation de rubans supraconducteurs à base de matériaux de nouvelle génération, tels sont certains des défis relevés par le Pôle de recherche national MaNEP (Materials with Novel Electronic Properties). Aujourd'hui, afin de mener ces recherches plus avant, MaNEP inaugure un aimant unique au monde, à la Section de physique de l'Université de Genève. D'une puissance de 21,3 Tesla, soit plus de 400.000 fois le champ magnétique terrestre, cet instrument de pointe devrait permettre de caractériser de nouveaux fils supraconducteurs. Rappelons à ce titre que certains des meilleurs fils supraconducteurs au monde sont actuellement étudiés à la Section de Physique de l'UniGE et qu'ils pourraient bien, un jour, contribuer à des technologies inédites comme le Swissmetro ou l'électronique ultrarapide.
Il faut être réaliste, les applications "grand-public" de la supraconductivité sont aujourd'hui plus une musique d'avenir qu'une donnée usuelle de notre quotidien. Pourtant, parmi celles que le futur nous réserve, on peut déjà imaginer un Swissmetro intégrant la lévitation supraconductrice, des moteurs électriques à haut rendement, de l'électronique ultrarapide qui permette de décupler les débits dans la communication spatiale (GPS très précis) ou encore de la production d'énergie électrique par la fusion. Autant d'applications passionnantes qui feront peut-être partie de nos outils demain.
Une première mondiale
Pour progresser dans les recherches qui mènent à de tels
résultats, les scientifiques du Pôle MaNEP viennent de
se doter du premier aimant supraconducteur de laboratoire à écrantage
actif permettant d'atteindre un champ magnétique de 21.3 Tesla,
soit plus de 400.000 fois le champ magnétique terrestre. L'écrantage
actif de cette machine insolite, inaugurée aujourd'hui à
la Section de physique de l'Université de Genève, réduit
drastiquement le champ magnétique à l'extérieur
de l'aimant et permet donc de travailler dans des conditions ordinaires
autour de lui.
Le champ magnétique exceptionnellement élevé de cet aimant, ainsi que son dispositif de mesure unique au monde, vont permettre de caractériser l'effet des contraintes mécaniques sur les matériaux supraconducteurs lorsqu'ils sont traversés par des forts courants électriques, allant jusqu'à 1.000 Ampères. En outre, les travaux qui seront effectués grâce à cet instrument vont dans deux directions. Une recherche fondamentale qui vise, d'une part, à mieux comprendre les phénomènes gouvernant la supraconductivité et, d'autre part, à mettre au point des matériaux aux caractéristiques plus pointues (température critique, courant critique et champ critique plus élevés; meilleure tenue mécanique, stabilité chimique accrue). Et une recherche appliquée essentiellement focalisée sur l'élaboration de fils supraconducteurs destinés aux prochains aimants des spectromètres à résonance magnétique, sur le développement des dipôles destinés aux grands accélérateurs (par exemple le "Next European Dipole" en cours d'étude au CERN) ainsi que sur la réalisation de rubans supraconducteurs à base de matériaux de nouvelle génération comme les oxydes "à haute température critique", voués aux applications industrielles à grande échelle du futur.
Une réalisation suisse
Estimé à plus d'un million de francs suisses, cet aimant
a été réalisé à Fällanden (Zurich)
par la maison Bruker BioSpin. Il est constitué de plusieurs bobines
supraconductrices concentriques dont les extérieures sont faites
à base de fils en NbTi, tandis que les intérieures, celles
qui produisent les plus hauts champs magnétiques, contiennent
des fils en Nb3Sn. Précisons que l'équipe de chercheurs
genevois, dirigée par le prof. René Flükiger, a travaillé
en étroite collaboration avec Bruker BioSpin à la mise
au point des éléments supraconducteurs nécessaires
à la réalisation de l'aimant.
Attirer de l'intérêt scientifique
et industriel
Le nouveau dispositif acquis par le Pôle MaNEP suscite déjà
un grand intérêt dans la communauté scientifique
et de nombreuses collaborations avec des chercheurs et des industriels
du monde entier sont en cours. A ce titre, il faut rappeler que, découverts
au début du XXe siècle, les matériaux supraconducteurs
sont aujourd'hui au cœur d'une large réflexion liée
à l'avènement de nouvelles technologies. Leur résistance
électrique étant strictement nulle, ils permettent en
effet de transporter des courants électriques sans aucune perte.
Gageons, par exemple, qu'ils pourraient à l'avenir améliorer
le transport d'énergie grâce à des lignes de haute
puissance pour le transport d'électricité en minimisant
les pertes (transformateurs, fusibles à courant fort, etc.) ou
encore bénéficier aux diagnostics médicaux avec
le magnétocardiogramme fœtal (dépistage de problèmes
cardiaques chez le fœtus) et le magnétoencéphalogramme
(dépistage de la dégénérescence du cerveau
- épilepsie, maladie d'Alzheimer, etc.)
Bien sûr, dans la plupart des cas, tout cela reste musique d'avenir. Mais pour que cela devienne une réalité, les scientifiques du Pôle MaNEP sont là, désormais munis d'un aimant unique au monde, à chercher jour après jour.
Pour obtenir de plus amples informations, n'hésitez
pas à prendre contact avec
le prof. René
Flükiger au 022 379 62 40
ou
MaNEP - Materials with
Novel Electronic Properties
Genève, le 21 octobre 2004