Applications magnétoélectriques des supraconducteurs

Rémi Kahn, Philippe Mangin

Description

La supraconductivité est devenue incontournable, par exemple avec l’IRM qui équipe nos hôpitaux. Elle permet de spectaculaires réalisations tels le LHC du CERN qui a mis en évidence le boson de Higgs, le projet de fusion nucléaire ITER, le train à sustentation magnétique, etc. Ces applications dans divers domaines reposent sur l’aptitude des fils supraconducteurs à transporter de très fortes intensités de courant et sur l’énorme champ magnétique que des bobines supraconductrices peuvent créer. Elles sont l’objet du présent ouvrage avec d’abord l’élaboration des fils supraconducteurs, prouesse technologique tant pour les câbles Nb – Ti et Nb3Sn que pour les rubans de cuprates. Ensuite, pour chaque application, sont présentés les phénomènes physiques et le fonctionnement des dispositifs technologiques ; le lecteur peut ainsi acquérir une vision globale des apports scientifiques de ces technologies et de leurs enjeux, scientifiques, médicaux et sociétaux. Trois autres ouvrages de la Collection Grenoble Sciences traitent de la supraconductivité, de ses bases physiques, des matériaux supraconducteurs et des applications de nature électronique.

Sujets

• Sciences expérimentales
• Physique
• Physical attractiveness
• Science
• International Thermonuclear Experimental Reactor
• Boson de Higgs
• Physics
• ITER
• Higgs
• Sciences et techniques
• Quantum Theory

Informations

• Publié par: EDP Sciences
• Date de parution: 04 janvier 2018
• Nombre de lectures: 1
• EAN13: 9782759822218
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 25 Mo

Extrait

Applications magnétoélectriques
des supraconducteurs
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Grenoble Sciences
Les ouvrages labellisés dans la collection Grenoble Sciences correspondent à :
des pro ets claire ent dé nis sans contrainte de ode ou de prograPP e
des ualités scienti ues et pédagogi ues certi ées par le ode de sélection c a ue
pro et est sélectionné avec l aide de ré érés anon es uis a n d opti iser l ouvrage
les auteurs intéragissent – en moyenne pendant un an – avec les membres d’un comité de
lecture dont les noms gurent en début d’ouvrage
une ualité de réalisation assurée par le centre tec ni ue d’ G ditions
Directeur scientifique de Grenoble Sciences
ean ornarel ro esseur émérite à l’ niversité Grenoble lpes
Livres et sites web compagnons
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Le label Grenoble Sciences est attribué à des livres papier en langue ran aise et en langue
anglaise mais également à des ouvrages utilisant d’autres supports ans ce conte te situons
le concept de pap-ebook elui ci se compose de deu éléments :
un livre papier ui demeure l’ob et central
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: des compléments pour appro ondir un t me trouver des liens sur internet etc
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pagnon ’autres l’utiliseront et ce c acun à sa mani re
Contacts
ttps: uga editions com
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L’illustration de couverture est l’ uvre d’ lice Giraud d’apr s : g courtoisie de
Lee pplied Superconductivity enter L S – corps entier Siemens
G unic K% erlin siemens com press – g L Guiraud –
– ue en coupe du to ama d’,7(5 ttp: iter org modi ée d’apr s un travail de
ama i imedia ommons S ,7(5 rgani ation ttp: iter org
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Applications magnétoélectriques des supraconducteurs
et ouvrage est un des titres du secteur Sciences de la mati re de la ollection Grenoble
Sciences d’ Sciences qui regroupe des pro ets originau et de qualité ette collection
est dirigée par ean ornarel ro esseur émérite à l’ niversité Grenoble lpes
Comité de lecture de l’ouvrage
Julien Bobroff ro esseur à l’ niv aris Sud Lab de p ysique des solides – rsay
Claude Bourbonnais ro esseur titulaire à l’ niv de S erbroo e dép de p ysique –
Canada
Daniel Bourgault irecteur de rec erc e au C S nst éel – Grenoble
Hervé Courtois ro esseur à l’ niversité Grenoble lpes nst
Jean-Luc Duchateau Conseiller scienti que au C nst de ec erc e sur la usion
par con nement magnétique – Cadarac e
Pascal Febvre roesseur à l’ niv de Savoie nst de icroélectronique
lectromagnétisme et otonique – Le ourget du Lac
Claire Hérold irecteur de rec erc e au C S nst Lamour – andoeuvre l s
ancy
Thierry Klein ro esseur à l’ niv Grenoble lpes nst éel – Grenoble
Jean-Pierre Michel ro esseur émérite à l’ cole des ines de ancy
Alessandro Monfardini C argé de rec erc e au C S nst éel – Grenoble
Lucio Rossi ro esseur à l’ niv de ilan c e du pro et High Luminosity LHC au
C(51 – Suisse
Pierre Rodière C argé de rec erc e au C S nst éel – Grenoble
André Sulpice irecteur de rec erc e au C S nst
Jean-Louis Tholence irecteur de rec erc e émérite au C S Lab ational des
C amps agnétiques ntenses – Grenoble
Pierre Vedrine ngénieur au C nst de rec erc e sur les lois ondamentales de
l’ nivers – Saclay
Georges Waysand irecteur de rec erc e au C S Lab souterrain à bas bruit – ustrel
Cet ouvrage a été suivi par Laura Capolo G enn Cognard nne Laure assavant pour
la partie scienti que et la réalisation pratique avec la participation de atric essenne et
nne Claire Lecomte pour les gures et p otograp ies
Ouvrages labellisés sur des thèmes proches (chez le même éditeur)
Supraconductivité – Introduction angin a n Matériaux supraconducteurs –
Structures et propriétés physico-chimiques angin a n Applications des
supraconducteurs en couches minces – SQUIDs, Détecteurs, Électroniques angin a n
Physique des diélectriques Gignou C eu in Magnétisme – Fondements et
Matériaux et applications sous la direction d’ ( du rémolet de Lac eisserie
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Avant-propos
Le présent ouvrage fait partie d’un ensemble de quatre livres consacrés à la su
praconductivité et édités dans la collection Grenoble Sciences avec le soutien des
membres des communautés scienti ques concernées :
Supraconductivité – Introduction propose des bases scienti ques solides pour un pu
blic asse large Le lecteur s’initie à la t éorie de London au équations de ippard
au types de supraconductivité et aborde les paires de Cooper et les résultats
de la t éorie CS et en n se familiarise avec les effets de co érence quantique à la
base des propriétés de la onction osep son et du fonctionnement des S s élé
ments fondamentau pour de nombreuses applications Le niveau de l’ouvrage est
globalement du master de p ysique mais nombre de parties sont abordables par les
étudiants de n de premier cycle
Matériaux – structures et propriétés physico-chimiques offre une revue des grandes
classes de matériau supraconducteurs aussi bien à destination des ingénieurs que
pour les c erc eurs enseignants et étudiants n y trouve des métau et alliages
des o ydes dont les cuprates à aute température critique des composés organiques
lamellaires des composés à base de fer élément longtemps considéré comme le
tueur par e cellence de la supraconductivité des fermions lourds souvent quali és
d’e otique etc
Leurs performances sont sans cesse améliorées et leur diversité est particuli rement
frappante tant du point de vue de leur structure et de leur c imie que des mécanismes
p ysiques mis en eu
Si pour éviter un aspect catalogue la présentation est aussi pragmatique que pos
sible en suivant un l directeur s’appuyant sur les propriétés structurales et p ysi
coc imiques il est procédé de temps à autre à un recentrage t éorique qualitatif qui
doit permettre une lecture transversale de ce foisonnement insoup onné de maté
riau supraconducteurs
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Applications magnétoélectriques des supraconducteurs présente les réalisations qui
mettent en eu des courants de tr s forte intensité que ce soit dans les aimants pour
le transport du courant ou au sein d’autres dispositifs Les premiers c apitres sont
consacrés à l’ingénierie conduisant à la production industrielle de ls d’alliages mé
talliques b – i b Sn g et de rubans supraconducteurs à aute température
critique.
Les c apitres suivants abordent les différentes applications dans lesquelles les supra
conducteurs ouent un r le décisif depuis les installations les plus spectaculaires
avec le L C ,7(5 le train à sustentation magnétique aponais usqu’au qui
équipent les pitau en passant par de nombreuses nic es et de multiples pro ets
futuristes susceptibles de voir le our. ans c aque cas il est procédé à une présen
tation des en eu scienti ques tec nologiques ou médicau puis à l’apport de la
tec nologie supraconductrice et de ses dispositifs originau .
Application des supraconducteurs en couches minces : SQUID, Détecteurs,
Electronique présente les applications portées par des lms minces au travers de
différentes propriétés uniques des supraconducteurs et en particulier de l’effet
osep son.
Ce sont les S s qui permettent de mesurer des c amps magnétiques e tr me
ment faibles. Si on les trouve en premier lieu intégrés dans de multiples magnéto
m tres de laboratoire ils sont aussi implantés dans des dispositifs tr s divers et sou
vent futuristes allant de la magnéto encép alograp ie à la localisation de gisements
souterrains en passant par les mouvements ioniques en atmosp re terrestre.
Ce sont des détecteurs ultrasensibles de particules de type bolom tre à effet tun
nel ou à inductance cinétique qui équipent progressivement les télescopes ter
restres et embarqués. C’est en n un pro et d’électronique dynamique ultrarapide qui
pourrait se développer en raison des économies d’énergie qu’elle permet d’envisager.
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Remerciements
ous tenons tout particuli rement à remercier ean ornarel qui nous a encouragé
et nous a fait con ance. Le comité de lecture à la fois rigoureu et