4) Application des supraconducteurs :

   Les matériaux conducteurs classiques tels que le cuivre présentent des inconvénients majeurs. Le plus contraignant étant la perte d'énergie électrique par dissipation thermique : l'effet Joule.

   Ce phénomène limite fortement la densité de courant qu'un câble électrique peut supporter, autrement dit, plus l'intensité du courant conduit est élevée, plus la section du câble employé devra être grande. Le problème se pose pour l'ensemble des circuits électriques et électroniques, notamment dans les microprocesseurs qui nécessitent, pour les plus performants, un refroidissement à l'azote liquide. Il limite aussi le champ magnétique que peut créer une bobine comme celle des transformateurs et des I.R.M.
Pour réduire l'effet Joule, on emploie des câbles de gros diamètre d'où un encombrement non négligeable.


A) Bobinages

   L'I.R.M. (imagerie par résonance magnétique), découverte vers 1945, est basée sur le fait que les atomes d'hydrogène du corps réémettent l'énergie accumulée par un champ magnétique à une fréquence pouvant être détectée. Grâce au développement de l'informatique et du traitement du signal, les vibrations renvoyées permettent de recréer une image de l'intérieur du corps.
   Dans ce procédé, les supraconducteurs apparaissent à deux niveaux.
L'électroaimant créant le champ magnétique primaire voit sa taille fortement réduite et sa puissance accrue, de plus l'alimentation électrique est nécessaire uniquement pour l'établissement du courant (le champ magnétique est dit auto-induit).
Le détecteur d'ondes magnétiques secondaire, d'autre part, devient plus précis et plus sensible.

   La spectroscopie par résonance magnétique est basée sur un principe similaire. Un échantillon soumis à deux champs magnétiques orthogonaux, donne une réponse caractéristique de sa composition et de sa structure. L'induction magnétique nécessaire est de l'ordre de 10 Tesla et une telle puissance implique l'emploi de supraconducteurs.

   Dans le domaine de la recherche sur la fusion nucléaire ou fusion froide, les scientifiques essaient de reproduire des conditions de température proche de celles qui règnent à l'intérieur du soleil. On crée un plasma, sorte de soupe d'atomes superfluide et très chaude (plusieurs dizaines de millions de degrés). Pour éviter que ce système n'interagisse avec son contenant, il est confiné par voie magnétique dans une enceinte en forme de tore. Là encore on a recourt à des bobines supraconductrices qui autorisent des inductions élevées (dizaine de Teslas) pour un encombrement minimum.

   Les collisionneurs et accélérateurs de particules capables de propulser des particules subatomiques à des vitesses proches de celle de la lumière n'auraient pas été viables sans les supraconducteurs.
   On peut citer le Superconducting Super-Collider, un projet américain qui n'a pas vu le jour car trop ambitieux et plus concrètement le Large Hardon Collider (LHC) du CERN actuellement en construction sur la frontière franco-suisse.


B) Mode de propulsion :

   Les trains à lévitation magnétique détiennent le record mondial de vitesse avec 517 km/h contre 515,3 km/h pour le TGV.
   La lévitation est obtenue par répulsion magnétique entre des bobines court-circuitées situées sur la voie et un inducteur embarqué sur le train. Le train se déplace par interaction entre ces deux éléments. Bien que la vitesse de déplacement en utilisation courante serait supérieure à celle des trains sur rail, les contraintes liées aux infrastructures sont actuellement trop importantes pour que les trains à lévitation magnétiques se démocratisent.
   A l'heure actuelle, il existe deux prototypes, l'un mis en service en 1997 au Japon, le Mégalev, l'autre, le Transrapid est actuellement en phase de test en Allemagne.

   La propulsion des navires recourt aussi à l'utilisation de bobines supraconductrices : la magnétohydrodynamique. L'eau de mer étant conductrice, il est possible de l'accélérer dans un bobinage et de la rejeter à l'arrière du bateau.


C) Production et transport de l'électricité :

   Les générateurs électriques à base de câbles supraconducteurs ont un rendement proche de 99% et leur taille est à peu prêt réduite de moitié ce qui en fait un produit très lucratif. De nombreuses sociétés implantées pour la plupart aux Etats-Unis subventionnent les recherches dans ces domaines.
   American Superconductor Corp. , par exemple, a déjà reçu une commande pour l'installation d'un générateur de secours d'une puissance de 3 millions de watts destinée à stabiliser la tension du réseau lors de microcoupures ou de courtes pannes. Des transformateurs, jouant aussi le rôle de régulateur de tension, dont les bobines sont constituées de SHTC sont actuellement en phase de test près de Genève et de Norwalk en Californie.

   D'autres projets concernant des câbles supraconducteurs ont vu le jour outre atlantique, mais les tests se limitaient à des prototypes courts capables de délivrer plus de 2000 ampères ou 100 millions de watts pour un autre. Les composants ayant donné les meilleurs résultats sont construit sur un ensemble de bandes (pour conserver la structure plane du matériau) de SHTC tressées assemblés de façon coaxiale.


D) Electronique :

   Les jonctions Josephson sont utilisées dans la construction d'appareils de mesure tels que les voltmètres et les magnétomètres. Pour le cas des magnétomètres, le courant induit par un champ magnétique extérieur provoque au niveau d'une jonction un courant alternatif dont la fréquence varie avec l'intensité de ce dernier.

   Le principe de la diode Josephson permet maintenant de construire des microprocesseurs dont la fréquence d'horloge dépasse les meilleurs ordinateurs fabriqués en série.
   La NASA en collaboration avec plusieurs universités effectue des recherches sur un microprocesseur travaillant à une fréquence proche du petaherz alors que l'ordinateur le plus puissant construit à l'heure actuelle tourne à quelques terahertz. De telles performances seraient inaccessibles sans l'utilisation de jonctions Josephson incorporées dans des transistors à effet de champ.

   La propriété des supraconducteurs de type 2 à pouvoir stoker des champs magnétiques durablement en fait un support de stockage d'information binaire ultra rapide et d'une fiabilité jamais égalée.

   On peut aussi citer des projets comme un routeur informatique pour la communication à haut débit, un gyroscope pour les satellites d'une meilleure précision, des filtres électroniques plus ayant une meilleure sélectivité ou encore un détecteur de lumière pour télescope capable de détecter un unique photon.