Des câbles à faible coût pour booster les applications de puissance

Découverts il y a près de 100 ans, les supraconducteurs sont des matériaux capables de conduire efficacement l'électricité avec très peu de pertes de puissance comparé aux câbles traditionnels. Actuellement utilisés dans l'imagerie médicale et comme aimants de forte intensité dans les installations scientifiques, ils ont vraiment le pouvoir de métamorphoser la technologie. Cependant, la difficulté principale afférente aux supraconducteurs à haute température est de former des fils et câbles très longs à un faible coût pour transporter l'énergie de manière fiable sur de grandes distances.

Dans le cadre du projet EUROTAPES financé par l'UE, des entreprises et chercheurs européens ont uni leurs forces en vue de surmonter ces problèmes et de fournir des substrats de grande longueur destinés à une utilisation dans les rubans supraconducteurs à courant de haute intensité. EUROTAPES utilise une méthode adaptée à partir de l'impression jet d'encre pour créer des structures multicouche. Ce sont des conducteurs enduits qui reposent sur un substrat métallique. La méthode implique la suspension de nanoparticules dans des solutions chimiques ou colloïdales, puis l'impression des encres en couches superposées pour produire les rubans.

Plus précisément, les scientifiques combinent des techniques de dépôt physique et chimique pour produire les rubans supraconducteurs, et des matériaux nanocomposites comme encre pour les imprimer. Les conducteurs nanocomposites développés auront une grande force d'ancrage et une densité de courant critique pour les champs magnétiques élevés et très élevés, une grande force mécanique et une bonne épaisseur.

Jusqu'à présent, le travail de recherche s'est concentré sur les nouvelles avancées susceptibles de réduire les coûts de fabrication des conducteurs enduits. Les scientifiques ont exploré des architectures de conducteur simplifiées et appliqué des méthodologies moins onéreuses dans les processus de fabrication en grande longueur.

Ils ont par ailleurs examiné différentes options de traitement des câbles ronds dans le but de concevoir des câbles compacts. Il a été démontré qu'une géométrie hélicoïdale entraînait des pertes de courant alternatif extrêmement réduites et une meilleure capacité de transport. L'autre objectif était d'utiliser des processus chimiques respectueux de l'environnement, tels que des précurseurs métalliques écologiques, pour produire des conducteurs enduits à faible coût.

Excepté pour les applications de puissance, les découvertes du projet sont susceptibles d'avoir un impact important sur les applications médicales, notamment les scanners pour l'imagerie par résonance magnétique. En outre, les rubans supraconducteurs pourraient aussi fournir des aimants de forte intensité pour la fusion nucléaire.