Les fils supraconducteurs permettent le passage d'un courant électrique très élevé sans engendrer de pertes mesurables. Ceci rend possible la conception de divers dispositifs innovants dans le domaine de l'énergie (transformateurs, moteurs électriques, limiteurs de courant, etc.), qui sont beaucoup plus compacts et qui présentent un bien meilleur rendement que les appareils conventionnels. D'autre part, ils permettent également de fabriquer des électro-aimants à très fort champ qui peuvent servir dans une vaste gamme d'applications, telles que l'imagerie médicale, la séparation magnétique, etc.

L'un des points faibles de la nouvelle génération de fils supraconducteurs est la difficulté de détecter les points chauds suite à une anomalie. Ces points chauds peuvent conduire à la destruction du fil si aucune action n'est entreprise rapidement. La technologie mise au point par Christian Lacroix, Frédéric Sirois et le professeur Michel Wertheimer du département de génie physique est basée sur une architecture en couches minces optimisée par simulation numérique. Elle apporte une solution prometteuse à ce problème en accélérant la propagation de la chaleur générée au point chaud de façon à rendre celui-ci détectable en quelques dizaines de millisecondes plutôt que plusieurs secondes, limitant grandement la température atteinte dans le point chaud et réduisant ainsi la probabilité de détruire les équipements.

La technologie, en instance de brevet, a déjà été validée expérimentalement en laboratoire et doit maintenant être testée sur des applications de grande taille. Si ces essais sont concluants, ils pourraient permettre d'accélérer substantiellement la mise en marché d'appareils innovants tels que les limiteurs de courants de court-circuit, de même qu'une nouvelle génération d'électro-aimants à fort champ.

La figure de gauche montre le transfert du courant de la couche supraconductrice à la couche métallique dans le cas d'un fil commercial. Les flèches rouges représentent le courant dans la couche supraconductrice et les flèches bleues représentent le courant dans la couche métallique. La figure de droite montre le transfert de courant dans un fil ayant l'architecture nouvellement proposée. Cette architecture augmente considérablement la longueur de transfert de courant, accélérant ainsi la propagation de la chaleur le long du fil.

Frédéric Sirois est professeur titulaire au département de génie électrique de Polytechnique Montréal. Il a publié une soixantaine d'articles scientifiques à ce jour. Il est responsable du Laboratoire en énergie électrique (LEE) et membre du Regroupement québécois sur les matériaux de pointe (RQMP).

Christian Lacroix est associé de recherche au département de génie électrique de Polytechnique Montréal. Il a obtenu son diplôme de doctorat en 2010 à Polytechnique Montréal sous la supervision des professeurs David Ménard et Remo A. Masut. Il a ensuite effectué un stage post-doctoral à l'IREQ (Hydro-Québec), avant de revenir travailler à Polytechnique Montréal. Il est auteur d'une quinzaine d'articles dans les domaines du magnétisme et de la supraconductivité.

Toutes nos félicitations!

Voir aussi :
L'article complet Concept of a current flow diverter for accelerating the normal zone propagation velocity in 2G HTS coated conductors.
Fiche d'expertise du Pr Sirois
Fiche d'expertise du Pr Wertheimer