À partir d’environ moins 196 °C pour certains matériaux, la résistance électrique peut tomber à zéro. En clair, un courant peut circuler sans perdre d’énergie sous forme de chaleur. C’est exactement ce qui définit un supraconducteur, un matériau fascinant qui intrigue les labos depuis plus d’un siècle.
Le moment où l’électricité arrête de chauffer
Dans un fil classique, comme le cuivre, les électrons se déplacent mais se cognent aux atomes du matériau. Résultat, une partie de l’énergie est dissipée en chaleur. C’est la raison pour laquelle les câbles, les chargeurs ou les lignes électriques ne sont jamais parfaitement efficaces. Un supraconducteur, lui, change complètement les règles du jeu. En dessous d’une température dite critique, les électrons s’organisent autrement et circulent sans résistance. Le courant ne s’épuise donc pas en route. Ce phénomène a été observé pour la première fois en 1911 par le physicien néerlandais Heike Kamerlingh Onnes, sur du mercure refroidi à une température extrême.
Pas juste un exploit de labo, déjà du concret
La supraconductivité n’est pas seulement une curiosité de physiciens. Elle est déjà utilisée dans des machines d’IRM à l’hôpital, où de puissants aimants supraconducteurs permettent d’obtenir des images très précises du corps. On la retrouve aussi dans certains trains à lévitation magnétique, capables de flotter au-dessus des rails grâce aux champs magnétiques. Autre propriété marquante, un supraconducteur peut expulser le champ magnétique de son intérieur, un effet appelé Meissner. C’est ce qui permet des démonstrations spectaculaires de lévitation. Sur le papier, ces matériaux pourraient aussi servir à transporter l’électricité sans pertes sur de longues distances, à construire des moteurs plus compacts, ou encore à améliorer certains composants de l’informatique quantique.
Le vrai verrou, c’est le froid
Si la révolution n’a pas encore envahi notre quotidien, c’est parce que ces matériaux demandent souvent un refroidissement intense, donc coûteux et complexe. Beaucoup deviennent supraconducteurs seulement à des températures proches du zéro absolu, soit moins 273,15 °C. Certains composés plus récents fonctionnent à des températures moins extrêmes, mais on reste loin d’un usage simple à température ambiante. Toute la recherche actuelle vise donc à trouver des matériaux capables d’être supraconducteurs dans des conditions plus pratiques. Si ce cap était franchi, on pourrait repenser une partie de notre rapport à l’énergie. Et si le prochain grand bond technologique venait tout simplement d’un fil qui ne chauffe plus ?