Santé, production d'énergie, transfert d’électricité, mobilité décarbonée... Les applications potentielles de l’utilisation des matériaux supraconducteurs à haute température sont nombreuses et représentent des marchés futurs de plusieurs milliards d’euros. Accélérer le développement et la structuration d’une filière française qui puisse se positionner en chef de file dans ce domaine hautement concurrentiel, c’est l’objectif du PEPR (Programmes et Équipements Prioritaires de Recherche) SupraFusion portant sur les supraconducteurs à haute température et la fusion, dont le lancement officiel a eu lieu, lundi 31 mars, dans les locaux de l’école Centrale Supélec, sur le campus Paris Saclay (Essonne).
Copiloté par le CEA et le CNRS, et associant au total une vingtaine de partenaires ainsi que quelque 200 chercheurs, ce programme exploratoire bénéficie d’un budget de 50 millions d’euros financés au titre du plan France 2030. «Ce programme apportera une visibilité essentielle pour le monde socio-économique, avec des perspectives de ce que la science peut apporter», a résumé Nicolas Jeanjean, directeur général adjoint de la Recherche et de l’Innovation au ministère de l’Enseignement supérieur et de la Recherche, lors du lancement officiel.
Les supraconducteurs sont des matériaux présentant des propriétés électriques et magnétiques qui les rendent aptes à supporter des courants d’intensité très élevée. Grâce à ces caractéristiques, ils sont indispensables, lorsqu’il est nécessaire d’utiliser un très fort champ magnétique, comme c’est le cas avec les IRM, les accélérateurs de particules, ou encore dans le processus de fusion nucléaire par confinement magnétique qui pourrait constituer un nouveau moyen de production d’électricité.
Changement de paradigme
Pour autant, ces matériaux doivent être utilisés à des températures très basses, autour de 4 Kelvin (-269°C), ce qui en limite l’usage. Gagnant en maturité, les supraconducteurs dits à haute température critique allant jusqu’au 80 Kelvin (-193°C) présentent moins de contraintes en matière de cryogénie et offrent surtout l’avantage de permettre d’accéder à des inductions magnétiques très élevées (supérieures à 20 teslas). Deux éléments qui conduisent à un changement de paradigme et laissent, notamment, augurer le développement de réacteurs de fusion nucléaire par confinement magnétique, moins coûteux et plus compacts.
Le sujet est toutefois émergent et, donc, d’une grande complexité. C’est pour cela que le CEA et le CNRS se donnent sept ans pour déployer leur programme, autour de trois axes. La première étape se focalisera sur le développement des briques technologiques des supraconducteurs à haute température critique. Dans un deuxième temps, le PEPR prévoit la construction d’un démonstrateur d’électro-aimant d’envergure pour tester à grande échelle la fiabilité technologique. Son coût, estimé à 24 millions d’euros, mobilisera à lui seul près de la moitié du budget. Enfin, et selon un communiqué commun au CEA et au CNRS, l’ultime séquence aura pour objectif «d’explorer les applications de rupture, en particulier les centrales de fusion compactes électrogènes».
