numero-13 - Corpo Sciences Caen

Le journal des sciences
Numéro 13 - JANVIER / Février 2015
Astrochimie :
formation de
molécules
sur europa
La thèse par
les thèsards
L’agoraé de
caen
La supraconductivité
dans tous ses états

Le Journal des Sciences - numéro 13 - Janvier / Février 2015 Le Journal des Sciences - numéro 13 - Janvier / Février 2015
EDITO
Happy New Year de la part de toute la Corpo Sciences Caen
! Nous espérons que vous avez passés de bonnes fêtes,
que vous vous êtes bien rempli la panse et êtes au taquet
pour aaquer le deuxième semestre à pleines dents !
Si vous avez des remarques, des avis, des quesons ou
bien des suggesons et que vous voulez nous en faire part
: [email protected]om
De plus, si vous voulez parciper à la rédacon du journal
des sciences vous pouvez aussi nous contactez sur cee
adresse mail ou bien venir en discuter dans nos locaux.
Le journal des sciences
Revue bimestrielle éditée par la Corpo
Sciences de Caen
Campus 1 :
Université de Caen
Esplanade de la Paix
14000 Caen
Salle SA 101
Adresse des locaux :
Campus 2 :
Côte de Nacre
Boulevard du Maré-
chal Juin
14032 Caen CEDEX
Salle S3 074
Rédacteur en chef : OLIVIERO Guillaume
Concepon et mise en page : FERET
Clémence
Ont collaboré à ce numéro : COLSON
Louis, BODUCH Philippe, DENDELE Adji,
COSTE Elodie, AUGEY Lou, MOLINARI
Flora, LEBLOND Sylvain, BLANCHARD
Océane, GUYOMARD Florenn, DUVAL
Maximilien, BOUET Emilie, DUBOCAGE
Claire
Impression : BNP PARIBAS

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1
SOMMAIRE
P.2-3 DOSSIER SCIENTIFIQUE
La SUPRACONDUCTIVITé dans tous ses états
La véritable histoire des sciences P.7
La veisalgie
P.6 Le lithium Et les batteries
P.8-9 Le coin des doctorants
La thèse expliquée par les thésards
L’agoraé P.10
p.11 tuto & recette
jeu & Bd P.14
DOSSIER SCIENTIFIQUE P.4-5
astrochimie : formaton de molécules sur Europa par implantation
P.12-13 Le coin geek
Les sorties de 2015

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Dossier scientifique
2
La supraconducvité dans tous ses états
La Supraconducvité qu’est-ce-que
c’est ?
La supraconducvite est un phénomène observable
sur diérents matériaux, en parculier les métaux
et les céramiques. Une céramique est un compo-
sé chimique entre des métaux et des matériaux
non-métalliques. Il s’agit très souvent d’une combi-
naison d’oxydes. Par exemple la céramique supra-
conductrice YBa2Cu3O7 est un oxyde mixte d’yrium,
de barium et de cuivre. La supraconducvité est un
phénomène qui apparait en-dessous d’une tempéra-
ture appelée température crique et notée Tc (Tc=92
Kelvins (K) ou -181°C pour YBa2Cu3O7).
Le refroidissement des supraconducteurs est réalisé
à l’aide d’hélium liquide ou d’azote liquide pour ceux
qui ont une température crique plus élevé. Nous
pouvons aussi les refroidir avec un système de refroi-
dissement en circuit fermé (une espèce de super-ré-
frigérateur) appelé cryo-générateur.. Il existe deux
caractérisques notables chez les supraconducteurs.
Ampacity à Essen en Allemagne. Cependant, il n’est
pas envisageable aujourd’hui de remplacer tous les
ls électriques par des supraconducteurs.
La lévitaon magnéque
Le second phénomène est la lévitaon magnéque.
Lorsqu’on approche un aimant d’un supraconduc-
teur refroidi en dessous de sa température crique
des courants électriques très intenses apparaissent
dans le supraconducteur. Ces courants interagissent
avec le champ magnéque de l’aimant et génèrent
une force de répulsion entre l’aimant et le supra-
conducteur. A la diérence d’un système composé
de deux aimants de polarité opposée qui est instable
(les aimants ne restent pas en face l’un de l’autre),
celui composé d’un aimant et d’un supraconducteur
est stable, le supraconducteur restant bien en face
de l’aimant.
Un bref historique de la supraconduc-
vité
La supraconducvité fut découverte pour la pre-
mière fois en 1911 par le scienque néerlandais
Heike Kamerlingh Onnes. En eet celui-ci fut le pre-
mier à liquéer de l’hélium, lui permeant ainsi de
refroidir du mercure à une température crique de
4,2K soit -288,8°C et d’observer pour la première fois
une résistance nulle. Il reçu le prix Nobel de physique
pour avoir liquéer l’hélium.
En 1933, Meissner et Ochsenfeld découvrent que
les supraconducteurs ont cee autre parcularité de
repousser le champ magnéque. En 1950, la théo-
Chute de la résistance lorsque le supraconducteur arrive à
sa température crique
Supraconducteur en lévitaon
Une résistance nulle
En dessous de sa température crique le supra-
conducteur n’exerce aucune résistance au passage
du courant électrique. Une applicaon envisagée
est le transport d’énergie électrique, ce qui permet-
trait de réduire voire de supprimer les pertes dues
à l’échauement des ls (eet Joule) subies lors du
transport de celle-ci. Cee soluon peut se révé-
ler plus intéressante que l’ulisaon de lignes clas-
siques dans certains cas par exemple pour alimenter
à moindre coût le centre des villes. Des projets de
ce type sont en cours de réalisaon comme le projet

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3
Dossier scientifique
rie Ginzburg-Landau expliquant les propriétés des
supraconducteurs à notre échelle mît en évidence
l’existence de deux catégories de supraconducteurs
(type 1 et type 2) par Abrikosov et Ginzburg qui ont
reçu le prix Nobel de 2003.
Une théorie plus complète, appellé théorie BCS, fut
exposé en 1957. Nous y reviendrons plus tard. En
1986, Johannes Bednorz et Karl Müller ont découvert
un supraconducteur à base de cuivre et de lanthane
ayant une température crique de 35K. Par la suite
en remplaçant le lanthane par de l’yrium, ils ont
réussis à aeindre une température crique de 92K
avec l’YBaCuO. Mais ces céramique ne peuvent pas
être travailler facilement.
Un peu de physique quanque, la
théorie BCS
La théorie BCS créée par John Bardeen, Leon Cooper
et John Schrieer repose sur la nature quanque des
électrons dans un métal. A température ambiante,
les électrons peuvent être associés à des foncons
d’ondes indépendantes alors que pour des basses
températures, une pete interacon entre électrons
dans un métal peut induire un état de paire d’élec-
trons appelée paire de Cooper. Cee paire d’électron
serait alors considérée comme un boson et du fait
de cee nature, des condensats de paire d’électrons
peuvent se créent. Cee tendance à se condenser
dans le même état quanque est responsable des
propriétés parculières des supraconducteurs.
Le transport du futur ?
Vous avez sûrement entendu parler du projet du pre-
mier train à lévitaon magnéque avec des supra-
conducteurs dont la construcon a été décidée en
octobre au Japon. C’est une rame qui joindra Osaka
à Tokyo à une vitesse moyenne de plus de 500km/h.
Les travaux devrait commencer sous peu, commen-
çant d’une part à construire la ligne de Tokyo à Na-
goya pour un coût d’environ de 35 milliards d’euro,
prévu en 2027. Puis ensuite relié Nagoya à Osaka en
2045. Le coût total du projet s’élèverait à environ 60
milliards d’euro.
Le trajet inialement de 2h27min durera désormais
1h07min. Vous pouvez voir ci-contre, le schéma du
mécanisme de lévitaon du MAGLEV Japonais.
L’Hoverboard
Vous vous demandez sûrement si le mythe de l’over-
board est réalisable ? Eh bien oui, c’est faisable, mais
cela nécessiterait un sol aimanté et un système de
refroidissement directement incorporé à la planche
et celle-ci pourrait alors léviter.
N et S indiquant respecvement le Nord et le
Sud.
L’hoberboard de «Retour vers le Futur»
Louis COLSON,
Etudiant en Master 1 de physique