SUPRACONDUCTIVITÉ

On appelle supraconductivité la propriété que possède un matériau quand il conduit parfaitement le courant électrique sans s’échauffer, c’est-à-dire quand sa résistance électrique est nulle. Ce phénomène n’est possible qu’au-dessous d’une température (appelée température critique) généralement très basse. Il a été découvert en 1911 par le physicien néerlandais Heike Kamerlingh Onnes, qui l’a constaté pour un barreau de mercure refroidi au-dessous de 4,15 kelvins (K), soit environ - 269 ⁰C.

De nombreux matériaux se sont révélés supraconducteurs à très basse température (inférieure à 20 K, soit - 253 ⁰C). Ces objets ont un comportement étonnant vis-à-vis du magnétisme : un champ magnétique modéré ne peut pas pénétrer à l’intérieur. On explique la supraconductivité par le fait que les électrons se groupent par paires lorsque leur agitation thermique est assez faible, ce qui faciliterait leur conduction. En réalité, 100 ans après la découverte de la supraconductivité, on ne sait pas expliquer parfaitement son mécanisme.

En 1986, une nouvelle classe de supraconducteurs a été découverte par Johannes Georg Bednorz et Karl Alexander Müller : une céramique à base de cuivre, lanthane et baryum, normalement isolante, devient supraconductrice à 35 K (- 238 ⁰C). De nouveaux matériaux, qui ont des températures critiques plus élevées, jusqu’à 135 K (- 138 ⁰C), sont aujourd’hui synthétisés.

De nombreuses applications industrielles de la supraconductivité sont à l’étude dans les secteurs du transport (train à lévitation magnétique), de l’énergie (stockage ou transport de l’électricité), de l’imagerie médicale ou de l’électronique ultrarapide.

Le coût de cette technologie est très élevé, en particulier parce qu’il faut refroidir les objets à des températures très basses. La supraconductivité n’est donc utilisée que là où elle est vraiment indispensable : pour les installations médicales de pointe et en recherche fondamentale.