lévitons
Et dans le futur, la supra ?
Ici, vous découvrirez quelles seront les possibilités d'utilisation de la supraconductivité dans la vie de demain.
une technologie à développer
La supraconductivité est déjà présente dans notre vie mais à une toute petite échelle. Voici quelques exemple de son application aujourd'hui, qu'il nous parait intéressant de développer dans un monde futur.
Des câbles spraconducteurs
Une des principales applications de la supraconductivité serait dans le secteur de l'énergie. En effet, grâce à la supra on pourrait transporter un courant électrique, et donc de l’énergie sans aucune perte. Ce qui représenterait donc un gain énergétique énorme ( ex : câbles supraconducteurs)
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Le câble est composé de plusieurs enveloppes isolantes. Dans un premier temps il est constitué un cœur en cuivre en cas de dysfonctionnement du système de refroidissement . Ensuite se trouve le supraconducteur, sécurisé électriquement par un premier isolant. Puis nous avons l’écran supraconducteur un autre isolant contenant le rayonnement magnétique du supraconducteur. Sur cet isolant se place une couche de protection pour éviter que l’azote liquide ne s’infiltre dans le système.En sachant que l’azote liquide circule au-dessus, dans une enveloppe cryogénique. Pour finir, une seconde enveloppe cryogénique va limiter tous les rayonnements thermiques, en créant un vide entre les deux gaines. C’est ainsi que l’on obtient un câble parfaitement isolé, sans rayonnements thermiques ou magnétiques
Accélérateurs à particules
Elle pourrait également se révéler indispensable à la création d'accélérateurs à particules car elle permet de créer des champs magnétiques intenses. Ainsi, elle pourrait contribuer à :
- étudier la constitution de la matière
- la stérilisation dans l’industrie
- étudier différents matériaux
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Les accélérateurs à particules permettent d’étudier la matière au moyen de champs électromagnétiques. La supraconductivité qui permet la production de champs magnétiques plus élevés tout en réduisant la dissipation d’énergie permettrait de construire des accélérateurs à particules plus puissants, compacts et économiques. Des accélérateurs supraconducteurs existent déjà aux CERN, il utilise des milliers d’aimants répartis sur 27 km de circonférence qui produisent un champs magnétique 4 fois plus élevé qu’un champ classique pour une consommation 10 fois moins élevé! D’autre accélérateurs de ce type sont déjà en construction et produiront des flux intenses de rayons X et de neutrons qui servent à l’étude des matériaux et des molécules.
Aujourd’hui, ces machines servent également dans le domaine de la lumière et de la médecine pour les diagnostiques ou encore le traitement de tumeurs.
Photo de l'accélérateur à particules supraconducteur des CERN
Imagerie par résonance magnétique
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).
En effet, l’IRM c’est-à-dire imagerie par résonance magnétique, cela consiste à utiliser les petits aimants que possèdent les noyaux des atomes du corps humain pour visualiser ce qui les entoure (le cerveau, les muscles...). Pour se faire on utilise une machine soit un tunnel possédant un champ magnétique qui permet d’aligner ces aimants. Ce champ magnétique est généré par des électro-aimants supraconducteurs de grande taille dans lesquels on fait circuler un courant électrique. En effet ces derniers sont constitués d’une bobine rendue supraconductrice grâce à un refroidissement par hélium liquide, entouré d’azote liquide.
Ils permettent d’obtenir des champs magnétiques intenses et homogène. Une fois que le courant circule dans la bobine, et que le champ magnétique est établi, il suffit de refermer la bobine sur elle même pour « piéger » le courant. Le courant circulera sans jamais se dissiper puisqu’il ne subit aucune résistance. L’alimentation électrique qui a initié le courant peut alors être débranché : le courant et le champ magnétique qui en résulte se maintiendront tant que la température sera maintenue suffisamment basse. Régulièrement il faut donc remplir les réservoirs d’hélium dans les IRM pour compenser l’évaporation de l’hélium liquide. Dans un fil électrique normal, une partie de l'énergie transportée se transforme en chaleur, car les électrons qui se déplacent dans le métal rencontrent une résistance, de cette manière l’image serait beaucoup moins nette.
Stockage d'énergie
Ce système permet de stocker de l'énergie sous la forme d'un champ magnétique créé par la circulation d'un courant continu dans un anneau supraconducteur refroidi sous sa « température critique ».
Une bobine de fil supraconducteur stock l’énergie, un courant électrique est envoyé dans la bobine. Bobine court-circuitée c’est-à-dire refermée sur elle même qui permet au courant d'être stocké indéfiniment, il n’y a pas de perte d’énergie et un champ magnétique se produit. L’énergie est donc stockée dans la bobine sous forme magnétique et électrique.
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A volume égal (système de refroidissement compris), un câble supraconducteur permettra de transporter jusqu’à cinq fois plus d’électricité qu’un câble classique en cuivre.
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Nos idées d'application
Ce phénomène pourrait également être utilisé dans notre vie quotidienne si on le développe et continu à l'étudier. Ainsi, on l'utiliserait à grande échelle et de façon très économique.
Autoroute supraconductrice
La création d'autoroutes supraconductrices, réside toujours du rêve pour le moment. Elles permettraient en effet de ne plus consommer d'énergie fossile par exemple. Cependant, leur conception demande de réaliser des travaux sur toutes les routes, changer la conception des voitures . . .
Monte escalier supraconducteur
Créer une chaise montante supraconductrice pour personnes âgées, ou handicapées parait anodin. Cependant, ça serait un changement qui révolutionnerait notre mode de vie de demain. Voila donc la preuve, que notre imagination est la seule limite à l'utilisation de la supraconductivité, un phénomène novateur.
Sondage
Connaissiez-vous la supraconductivité?
23
J'en avais déjà entendu parlé
20
Non
57
Oui
Avez-vous déjà expérimenté la lévitation d'un supraconducteur?
54
Non
46
Oui
Connaissez vous le célèbre train Maglev?
58
Non
42
Oui
Pensez-vous qu'il serait intéressant de développer des moyens de transport supraconducteurs à l'échelle mondiale?
8
Non
92
Oui
Seriez-vous prêt à investir dans la supra malgrès le coût élevé pour réduire le réchauffement climatique?
31
Non
69
Oui
Il est important de savoir, que ces résultats ne peuvent pas être représentatif, étant donné le faible nombre de personnes interrogées. Cependant, cela nous donne tout de même une idée de l'avis d'une population lycéenne face à la supraconductivité.
CONCLUSION
Nous avons vu que la supraconductivité pourrait grandement contribuer à la vie de demain. En effet développer son utilisation dans des domaines comme l'électricité, les transports, la santé, l'étude de la matière ou encore le stockage d'énergie pourrait bientôt se révéler indispensable.
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C'est pourquoi, l'étude de la supraconductivité à haute température serait une possibilité pour changer notre quotidient et révolutionner la science. De plus, les problèmes liés aux coûts des liquides réfrigérants disparaittraient car il suffirait d'utiliser une solution crygénique à base d'eau comme la notre pour atteindre l'état supraconducteur. Nous pourrions même imaginer des supraconducteurs à température ambiante qui n'auraient pas besoin d'être refroidit. Cependant, c'est un phénomène qui reste à développer si l'on souhaite l'étendre à moindre coût dans la vie de tous les jours.