De la magie? Non, de la physique. | Julien Bobroff, Frederic Bouquet et Jeffrey Quilliam via Wikimedia Commons
De la magie? Non, de la physique. | Julien Bobroff, Frederic Bouquet et Jeffrey Quilliam via Wikimedia Commons

La supraconductivité à température ambiante, une révolution énergétique

Une étape décisive a été franchie.

C'est une étape décisive que vient de franchir une équipe américaine de scientifiques, relatée dans le journal scientifique Nature. Ranga P. Dias et ses collègues ont réussi à créer un supraconducteur à température ambiante (13,3 degrés Celsius, ou 287,7 degrés Kelvin). Le précédent record datait de 2018, accompli par un groupe rival de l'université George Washington et de l'institution Carnegie.

Pour bien comprendre la portée de cette annonce, il faut revenir sur ce qu'est la supraconductivité. N'importe quel matériau conducteur, même très bon comme le cuivre, perd de l'énergie au cours du transfert d'électrons. C'est ce qu'on appelle la résistance thermique.

Un phénomène qui fait que 5% de l'électricité générée chaque année aux États-Unis est gaspillée dans la distribution et que les batteries finissent par se décharger même lorsque l'on ne s'en sert pas.

Depuis de longues années, les chercheurs et chercheuses tentent d'obtenir des matériaux supraconducteurs, capables en théorie de transporter l'électricité sans perte et de générer des champs magnétiques très intenses (par exemple pour des trains à lévitation hypersoniques, des machines à IRM, ou encore produire la fusion nucléaire).

Le problème, c'est que les métaux deviennent supraconducteurs uniquement à de très fortes pressions et de très basses températures, proches du zéro absolu, soit 0 K (-273,15 °C).

En 1986, on a découvert que les oxydes de cuivre ou cuprates deviennent supraconducteurs lorsqu'ils sont refroidis à l'azote liquide (à 77 K soit -196°C), ce qui a permis l'émergence des scanners et IRM, par exemple. Mais l'énergie nécessaire pour refroidir et maintenir sous pression ces matériaux annule en grande partie les gains de la supraconductivité.

Enclume en diamant

Pour parvenir à leur exploit décrit dans Nature, l'équipe de recherche a mélangé une mixture de carbone et de soufre à parts égales, qu'elle a façonnée en minuscules boules et comprimée avec une presse à enclume en diamant, tout en injectant de l'hydrogène.

En bombardant ce composé avec un rayon laser pendant plusieurs heures, elle a cassé les liaisons entre les atomes de soufre et modifié les propriétés chimiques et physiques, décrit la revue Technology Review.

Résultat: un minuscule cristal de trente millionièmes de mètre qui s'avère supraconducteur à température ambiante. Le hic, c'est que l'échantillon doit quand même être maintenu à très haute pression (de l'ordre de 2,6 millions d'atmosphères) pour rester supraconducteur.

On est donc encore loin d'applications potentielles dans le monde réel. Les scientifiques s'avèrent toutefois optimistes. Ralph Scheicher, modélisateur informatique à l'université d'Uppsala en Suède, affirme ainsi qu'il ne serait pas surpris si la supraconductivité à température et à pression ambiante se réalisait «au cours de la prochaine décennie». Affaire à suivre.

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