16 Novembre 2010

SUPRACONDUCTEUR

Etude de la cristallogenèse en microgravité de matériaux supraconducteurs à haute température critique de type YBCO (encore appelé YBaCuO : Oxyde mixte de Baryum de Cuivre et d'Yttrium) dans le but d’obtenir des monocristaux de grande taille et de grande qualité.

Objectif

En effet, la structure cristallographique et la qualité des matériaux élaborés à partir d'un bain liquide (ce qui est le cas pour ce supraconducteur) dépend étroitement des modes de transport de matière et de chaleur pendant la croissance. L'idéal est de générer ces matériaux dans des conditions de transport simples et bien contrôlées telles que la diffusion pure; or ce n'est pas possible sur terre à cause de la gravité qui, interagissant avec les gradients thermiques, génère des mouvements de convections perturbateurs. Le seul moyen d'opérer dans des conditions de diffusion pure est de réduire le niveau de pesanteur de plusieurs ordres de grandeur, donc d'opérer en microgravité.

Morceau d'YBCO refroidi repoussant un aimant

Concept Opérationnel

A très basse température certains matériaux tels que le plomb, le mercure ou certains oxydes voient leurs propriétés électriques et magnétiques changer radicalement : ces matériaux deviennent supraconducteurs, c'est à dire qu'ils n’opposent plus de résistance au passage du courant électrique et expulsent le champ magnétique auquel ils sont soumis.

Les propriétés de ces matériaux sont remarquablement intéressantes, mais actuellement le principal frein à leur utilisation réside dans la température de refroidissement nécessaire à leur changement de comportement  : de l'ordre de -250°C. D’où la recherche d’une nouvelle génération de supraconducteurs, dits "supraconducteurs à haute température critique", c'est-à-dire présentant une température critique super conductrice (Tc) aux environs de -140°C, relativement élevée par rapport aux supraconducteurs conventionnels.

La supraconductivité est un domaine de recherche extrêmement actif dans la communauté scientifique, qu’il s’agisse de comprendre les mécanismes qui en sont à l’origine, de concevoir de nouveaux matériaux supraconducteurs ou d’étendre le champ des applications.

 

 

Matériel utilisé

Cette expérience, qui fait partie de la thématique «Fluides et Matériaux » a nécessité l'utilisation du four russe Krater, installé dans le module Kristall, grand consommateur d’énergie de bord (1500 watts). C’est pour cela qu'il a été décidé de faire fonctionner l'expérience "Supraconducteur" dans une "période calme" à bord de la station Mir c'est-à-dire du 20 au 30 Septembre 1992 sous la responsabilité des cosmonautes russes A. Soloviev et S. Avdeiev.

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