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Données caractéristiques sur les matériaux conducteurs, supraconducteurs et plasmas

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Supraconducteurs - Applications de puissance à haute température critique

ARTICLE DE RÉFÉRENCE

Référence D2705 | Date de publication :10 août 2008
Pascal TIXADOR, Yves BRUNET

RESUME

Les supraconducteurs offrent des fonctions uniques ou des gains substantiels dans des domaines comme l'énergie électrique, les procédés industriels, le transport, les applications médicales, la physique. Les densités de courant bien supérieures (facteur 10 à 100) dans les supraconducteurs par rapport au cuivre et l'absence de pertes Joule laissent entrevoir des bonds en avant dans les performances massiques et volumiques associées à des rendements exceptionnels. Ces composants apportent aussi des fonctions nouvelles, comme le stockage d'énergie dans une bobine supraconductrice court-circuitée. Cependant, les performances en courant de transport et les coûts restent insuffisants pour le développement des conducteurs à haute température critique. Les progrès sont pourtant constants avec des avancées récentes significatives, notamment autour des conducteurs de deuxième génération.

INTRODUCTION

Lorsque les supraconducteurs à haute température critique (haut Tc ) ont été découverts en 1986, une révolution technique avait été annoncée avec grand enthousiasme. La supraconductivité devait se développer rapidement dans de nombreux domaines. La révolution annoncée n'a pas eu lieu. Ces matériaux se sont révélés extrêmement complexes et la production à bas coût de fil supraconducteur haut Tc performant reste la difficulté majeure.

Les supraconducteurs conventionnels à basse température critique (bas Tc) (NbTi et Nb3Sn) restent de très loin les plus utilisés : plus de 95 % en volume. Les applications de ces supraconducteurs bas Tc concernent principalement les domaines de l'IRM (imagerie par résonance magnétique), de la RMN (résonance magnétique nucléaire), de la physique des hautes énergies et de la fusion thermonucléaire contrôlée. Ils sont traités dans le dossier [D 2 704] « Principales applications des supraconducteurs ». La cryogénie constitue le verrou majeur pour le développement des applications supraconductrices bas Tc dans le domaine de l'électrotechnique classique (machines tournantes, câbles...). Ce verrou disparaît avec les supraconducteurs haut Tc , mais reste un handicap important.

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