Commentaire S03-3

Nous ne pouvons parler de conduction sans mentionner un phénomène découvert depuis assez longtemps (en 1911 par le physicien hollandais KAMMERLINGH ONNES) mais qui n'a trouvé que récemment des applications pratiques, tandis que son explication n'est pas encore claire, bien que l'on sache qu'il s'agit d'un effet quantique. On sait que la résistivité r des métaux décroît à température décroissante, la résistivité étant à peu près proportionnelle à la température absolue, et ceci reste vrai dans beaucoup de cas à toutes les températures techniquement réalisables. Il existe cependant quelques matériaux pour lesquels la résistivité devient brusquement nulle pour une température que l'on appelle température critique ou température de transition. C'est le phénomène de supraconductivité.

Les supraconducteurs connus de longue date sont des métaux ou des alliages métalliques. Le tableau ci-dessous donne les températures de transition de quelques métaux (selon KITTEL)

Métal

Al

V

Pb

Nb

Tc

Température de transition (°K)

1.1

5.1

7.2

9.2

11.2

Il est curieux de constater que des métaux bon conducteurs, comme l'argent et le cuivre, ne présentent pas de transition vers l'état supraconducteur. Par ailleurs, le phénomène ne se manifeste dans les métaux qu'à température extrêmement basse, de quelques degrés Kelvin seulement, et des applications pratiques n'ont pu être envisagées qu'à partir du moment où les techniques du froid ont permis de réaliser aisément de telles températures. Bien que le refroidissement à l'hélium liquide utilisé à cet effet reste trop coûteux pour les applications courantes, la supraconductivité trouve déjà des applications dans la réalisation des bobines d'électro-aimants destinés à engendrer des champs magnétiques très intenses. On étudie aussi son application dans des domaines tels que la construction de lignes de transport d'énergie électrique ; on peut concevoir de refroidir des câbles transportant sur de courtes distances de grandes quantités d'énergie.

Plus récemment, des matériaux supraconducteurs "haute température" ont été découverts. Leur température critique est de l'ordre de la centaine de °K, ce qui rend possible un refroidissement à l'azote liquide beaucoup moins coûteux. Ces matériaux sont malheureusement des céramiques, ce qui rend leur mise en œuvre difficile.

...à quand la découverte d'un supraconducteur à température ambiante et de mise en œuvre aisée ? Comme les conditions d'apparition de la supraconductivité ne sont pas bien connues, l'espoir reste permis.

 

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Dernière mise à jour le 22-08-2001