Synthèse personnelle (Constant)

                                                                                             Synthèse personnelle de TPE : La supraconductivité                          

                                                                                                                  Sciences physiques, S.V.T                               

Problématique : « Peut-on généraliser le projet du Maglev dans les transports terrestres ?»

              Thème : Avancées scientifiques et réalisations techniques

 

 Etant un élève de 1er S au lycée Sainte Marie de Beaucamps-Ligny je suis amené à réaliser un TPE en vue du baccalauréat. Pour ce faire, nous avons dû nous mettre par groupe et trouver un thème sur lequel poser une problématique. Le choix de notre thème s’est porté sur « la supraconductivité » et a abouti à la problématique suivante : « Peut-on généraliser le projet du Maglev dans les transports terrestres ?».

Dans une première partie nous verrons comment nous nous sommes organisés,  puis nous verrons le contenu, ce que nous avons découvert et la réponse à notre problématique.

 

                 Avant toute chose, nous avons  formé un groupe sans trop  de difficultés  composé de Keny VEREECKE, Augustin MARMUS et moi-même.

                Concernant le choix du thème, nous avons hésité entre la supraconductivité et les biocarburants.  Après avoir fait quelques recherches sur ces deux sujets nous nous sommes vus attirés par le phénomène de la supraconductivité. Personnellement ce thème me captivait d’autant plus que je m’étais déjà intéressé à ce phénomène mais sans l’approfondir. Je me suis dit que les TPE étaient une bonne opportunité pour enrichir mes connaissances dans ce domaine. Comme nous partagions les mêmes centres d’intérêt, le choix du sujet a été assez rapide.

Une fois le thème trouvé nous avons réfléchi à une problématique originale qui demanderait une réflexion personnelle. La problématique a été très difficile à trouver car la supraconductivité, est  un phénomène  encore mal compris par les chercheurs eux-mêmes. Essayer d’en percer tous ses mystères, reste un objectif essentiel pour eux. Ce sujet était donc un véritable défi pour nous et nous avons accepté de tenter de le relever.

                 Nous avons choisi de diriger notre problématique vers le monde du transport car nous entrons dans une ère où l’écologie occupe une place de plus en plus importante et il est vrai qu’un moyen de transport tel que le Maglev, (train au Japon qui lévite grâce à la supraconductivité) peut se déplacer beaucoup plus rapidement qu’un TGV classique et consomme beaucoup moins d’énergie.

                 Nous avons été très efficaces pour nous répartir le travail , mettre en commun nos idées et nos recherches. S’est ensuite posée la question du support de notre TPE. Nous avons d’abord pensé à un diaporama puis à un site internet. En effet, notre problématique étant d’actualité, nous nous sommes dit qu’il pouvait être judicieux de l’exposer à d’autres personnes intéressées par le sujet.

Enfin, afin de mieux comprendre et exposer le phénomène de la supraconductivité, nous trouvions cela dommage d’en parler sans même avoir vu une expérience avec des supraconducteurs. Nous avons donc contacté par mail  l’Université de Lille 1 pour demander s’il était possible d’assister à une démonstration. Cette dernière nous a mis en relation avec un chercheur au CNRS, M. Daniel Hennequin, en nous donnant son adresse e-mail. Nous trouvant sans réponse  de ce dernier, nous avons décidé d’insister en envoyant de nouveaux plusieurs e-mails  pour montrer notre motivation à voir une expérience mettant en action le phénomène de la supraconductivité. Nous avons alors eu une réponse positive. M. Hennequin qui nous a alors montré trois expériences : l’effet Meisner, l’effet Pinning, et le test de résistivité dans le cuivre et dans un supraconducteur. Nous avons ensuite débattu avec lui sur notre problématique et c’est avec passion qu’il nous a partagé ses connaissances sur le sujet  et nous en a exposé les limites actuelles.

 A la fin de notre rencontre il nous a proposé de nous prêter un « kit de supraconductivité » afin de pouvoir refaire les expériences le jour de nos TPE. Nous avons accepté cette occasion unique qui se présentait à nous.

Le seul élément qui nous manquait était l’azote liquide. Nous avons donc cherché à nous en procurer ce qui s’est avéré être assez difficile. Après avoir demandé à  un professeur de physique/chimie à l’université qui ne pouvait malheureusement pas nous en fournir, à la société « AirLiquide » qui nous a laissé sans réponse  à notre e-mail et à plusieurs dermatologues qui ont tous répondus négativement, nous avons enfin obtenu une réponse positive d’un dermatologue du Nord. Nous avons, grâce à sa collaboration, pu effectuer (courant mars) des tests de conservation de l’azote dans différents thermos afin de savoir combien de temps l’azote liquide pouvait rester dans un thermos sans s’évaporer et ce afin d’en avoir suffisamment pour le jour de notre soutenance de TPE.

Mon rôle au sein du groupe a été de faire non seulement la partie du site internet qui explique le phénomène de la supraconductivité et ses différentes utilisations mais aussi  celle tentant de répondre  à la problématique. Je me suis également chargé de contacter les différentes personnes susceptibles de pouvoir nous fournir en azote liquide et d’en assurer la conservation et l’approvisionnement pour le jour  « J ».

 

            Pour organiser notre site internet,  nous avons choisi un plan en trois parties. Une première portant sur l’histoire des supraconducteurs, du phénomène de la supraconductivité et de ses différentes applications. Une  seconde expliquant le projet du Maglev. Enfin une troisième qui propose d’étendre le projet du Maglev au monde du transport terrestre.

Ces TPE m’ont permis d’approfondir mes connaissances sur la supraconductivité. J’ai découvert que cette dernière pouvait s’expliquer par un phénomène : L’effet Meissner, aussi appelé diamagnétisme parfait. Je me suis rendu compte que cet effet seul ne suffisait pas pour comprendre qu’un train tel que le Maglev puisse léviter sans quitter ses « rails », ce phénomène s’explique par l’effet Pinning.

Ces deux effets seront bien sûr développés lors de notre soutenance.

Notre problématique, « Peut-on généraliser le projet du Maglev dans les transports terrestres ?», s’avère assez complexe.

Pour ce qui est de l’automobile le moyen le plus simple serait de trouver un supraconducteur à température ambiante et de bitumer tous les réseaux routiers avec une poudre supraconductrice et il suffirait ainsi de placer un aimant puissant sous la voiture pour la faire léviter, le seul problème que nous pose cette application est  que l’on ne connait pas encore les effets des champs magnétiques sur la santé de plus , les aimants très puissants, « Les rares earth magnets », sont une source fossile épuisable.

 Pour ce qui est des transports en commun à trajet bien défini (sans possibilités d’emprunter toutes les routes), comme le métro ou les trains, il serait possible de faire comme pour le Maglev, c’est-à-dire mettre des supraconducteurs sous les wagons et de remplacer les rails par des aimants, mais les problèmes des effets magnétiques sur la santé qui restent probables et des ressources   «rares earth magnets » qui ne sont pas inépuisables restent présents.

Le gros problème, présent dans tous les domaines de la supraconductivité, reste le prix de ses matériaux qui actuellement n’étant pas fabriqués en grande quantité, restent coûteux.

Notre problématique n’a pas de réponse claire et définie. La recherche dans ce domaine avance, il faut espérer en percer les secrets et en réduire le coût.

 

 

Cette année de TPE m’a permis de m’intéresser à un sujet qui m’a toujours attiré mais auquel je ne m’étais jamais vraiment intéressé plus en détail. Cette année de TPE m’a aussi permis de savoir travailler en équipe. Cette expérience restera comme un bon souvenir car je serai surement amené à travailler en équipe au cours de mes études supérieures. Et pourquoi ne pas, plus tard, travailler moi-même sur l’élaboration de nouveaux supraconducteurs.

Pour conclure je dirais que la supraconductivité ne nous a pas encore tout dévoilé et que les découvertes dans ce domaine sont loin d’être achevées. En effet une information vient d’être diffusée sur internet début mars disant que des chercheurs étaient sur la voie de trouver des supraconducteurs à température ambiante, ce qui serait une avancée révolutionnaire dans le monde de la supraconductivité.

Alors laissons  jouer notre imagination de voir un jour des moyens de transport léviter sur la route.

Webographie :

 

 

http://mosem.eu/wp-content/uploads/2011/09/MOSEM%C2%B2_Moebius_poster.pdf

http://www.supraconductivite.fr/fr/index.php?p=supra-levitation-meissner

https://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Meissner

https://www.youtube.com/watch?v=HHyWe9wbeCw

 

 

 

 

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