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Bobines supra
c'est froid!
Aimant

Bobines

Supraconductrices

Bobine supraconductrice en cours de soudure ; Crédits :  Imag’In Irfu (Bertrand Hervieu) Les aimants produisent des champs magnétiques qui peuvent être élevés mais qui s’affaiblissent très vite quand on s’en écarte. Pour obtenir un champ élevé sur un gros volume, il faut plutôt utiliser des électroaimants, c'est-à-dire une bobine de fil métallique dans laquelle on fait circuler un courant électrique. Le courant qui circule alors en boucle crée un champ magnétique perpendiculairement à la section de la bobine et dans tout son volume. Pour obtenir un champ élevé, il faut utiliser un courant électrique élevé. Mais qui dit courant dit résistance, et qui dit résistance dit échauffement, par effet Joule. Pour un courant trop élevé, le fil de la bobine va donc fondre.

Pour éviter ce problème, on peut soit refroidir le fil avec de l’eau (très coûteux et peu pratique), soit utiliser un fil supraconducteur, car celui ci ne résiste pas et ne s’échauffe donc pas. Des champs magnétiques de plusieurs teslas (1 tesla vaut à peu près 10 000 fois le champ de la Terre) peuvent ainsi être obtenus en utilisant des bobinages de plusieurs milliers de tours de fils supraconducteurs plongés dans l’hélium liquide, souvent à base d’alliages de niobium et de titane (NbTi) ou de niobium et d’étain (Nb3Sn). Ces bobines sont souvent appelées « aimants supraconducteurs » par abus de langage.

Ces champs magnétiques élevés sont utilisés pour l’IRM dans les hôpitaux, pour la Résonance Magnétique Nucléaire en chimie et en physique, dans les laboratoires de physique pour étudier l’effet des champs sur les solides, dans les accélérateurs de particules pour faire tourner les particules, pour stocker l’électricité, pour faire léviter le plasma qui sera utilisé dans ITER pour le projet de fusion, mais aussi à bord du train Maglev pour le faire léviter.

 

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Pied de pagehey ! C'est un bord arrondi ?
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