Devoir commun n°1 de Sciences physiques - 3ème

Niveau : 4ème
Partie : électricité
Thème : Intensité et tension électrique
Type de document : étude de documents
Mots-clés : supraconducteurs
Durée conseillée : 15 min
Capacités visées : - Adapter son mode de lecture à la nature du texte proposé et à l’objectif poursuivi.
- Manifester, par des moyens divers, sa compréhension de textes variés.
- Rechercher, extraire et organiser l’information utile.
- Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer à l’aide d’un langage
adapté.
F. MASSA
G.R.D. Collège Lyon
LES SUPRACONDUCTEURS
En 1911, le physicien néerlandais Kamerlingh Onnes (1853 – 1926) découvre par hasard une
étrange propriété de la matière. Tentant de mesurer le caractère plus ou moins conducteur de différents
corps, il s’intéresse à un barreau de mercure. Il remarque qu’en dessous de - 269°C (température
critique), le métal devient subitement très bon conducteur d’électricité. Il n’oppose alors plus aucune
résistance au passage du courant : le mercure est devenu supraconducteur.
L’intérêt d’un matériau supraconducteur réside dans le fait qu’il ne s’échauffe pas lorsqu’il est
parcouru par un courant électrique ; il n’y a donc pas de perte d’énergie par effet Joule … C’est une
aubaine pour les industriels !
Onnes reçoit le prix Nobel en 1913, bien que sa découverte soit surtout une curiosité de
laboratoire. En effet, imposer une température aussi basse à un circuit électrique coûte bien plus cher
que l’économie réalisée grâce à la supraconductivité. Il faut donc trouver un matériau dont la
température critique est plus accessible que celle du mercure pour que cette découverte devienne
intéressante d’un point de vue économique.
En 1998, les physiciens mettent au point des matériaux supraconducteurs à la température de –
73°C, température facilement accessible dans l’azote liquide.
Aujourd’hui, la recherche continue. Grâce aux matériaux supraconducteurs des courants très
intenses peuvent circuler sans échauffement. On peut ainsi produire des champs magnétiques très
forts, indispensables dans certaines applications comme par exemple :
 Dans le domaine médical, les appareils d’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) qui
permettent une analyse très précise du cerveau ou d’autres parties du corps.
 Dans le domaine des transports, les projets de trains ou métro à sustentation magnétique où
les wagons se trouvent en lévitation au dessus des rails.
Malheureusement, le supraconducteur à température ambiante reste un rêve de physicien. Le
premier laboratoire qui découvrira un matériau dont la température critique est de l’ordre de 20°C
remportera un marché en or massif…
QUESTIONS :
1. Qu’est-ce qu’un matériau supraconducteur ?
2. Quel est l’intérêt des matériaux supraconducteurs ?
3. Qui a découvert la supraconductivité ? En quelle année ?
4. Quels sont les domaines où la supraconductivité est particulièrement intéressante ?
5. Quel est le rêve des physiciens dans le domaine des supraconducteurs ? Pourquoi ?
F. MASSA
G.R.D. Collège Lyon