Guide de l’exposition
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EXPO SUPRA . Quand la science vous fait léviter !
La supraconductivité a 100 ans ! A l’occasion de l’anniversaire de cette...
Repères sur la supraconductivité
La supra c’est quoi ?
La supraconductivité est la propriété de certains matériaux de cond...
50 par A. Abrikosov un physicien russe, sont si puissants que le supraconducteur revient à sa
position lorsqu’on tente de ...
Les physiciens peuvent ainsi progresser dans leurs recherches. Ils constatent que les alliages
contenant du Niobium se rév...
Les applications de la supra
Il existe déjà de nombreuses applications concrètes aux supraconducteurs. Les machines
suprac...
Dans le domaine des transports
Le moyen de transport terrestre le plus rapide
est actuellement le train. Une nouvelle
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fusion de deux atomes légers en un seul atome plus lourd libère beaucoup plus d’énergie que la
fission. Malheureusement, l...
Parcours de visite
Le logo en lévitation
Refroidis à des températures extrêmes, certains matériaux deviennent supraconduct...
Le train en lévitation
Avec ce module vous allez pouvoir observer la lévitation magnétique d’un train.
Dans un train en lé...
La supra à Grenoble

(Source CNRS)
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Les visites animées pour les scolaires
Informations pratiques
Vous voulez venir à la Casemate avec votre classe ?
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Au collège (Source BO spécial n° du 28 août 2008)
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INTRODUCTION COMMUNE (à l’ensemble des disciplines scientifiques)
La c...
En seconde (Source : BO spécial n° du 29 avril 201 0)
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Préambule
…L’enseignement des sciences physiques et chimiques a po...
En Terminale (Source : BO Hors-série n° du 30 août 2001)
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Introduction
Le fil directeur du programme de Terminale de la s...
Ressources
Expériences
Il est facile d'observer des phénomènes électrostatiques autour de soi : le crépitement du pull-ove...
Fabriquer une boussole
Matériel :
-Un aimant
-Une aiguille à coudre
-Un bol
-Un bouchon en liège

Découpe, à l'aide d'un a...
Créer un champ magnétique avec du courant
Matériel :
-Une petite boussole (fabriquée ou achetée)
-Du fil de cuivre gainé d...
Fabriquer un électroaimant
Matériel :
-Une pile de 1,5 V
-Du fil de cuivre
-Des trombones
-Du scotch
-Un clou (ou un tourn...
Jeux
LE SUPRAQUIZ
1 - Quel est le record de vitesse obtenu en 2003 par le Maglev, train supraconducteur à lévitation
japon...
MOTS CROISES
1. Thème de la visite.
2. Discipline comprenant entre autres la physique, la chimie et la biologie.
3. Matéri...
MOTS MELES
Trouve tous les mots cachés dans la locomotive.
AIMANT
AIR
AZOTE
CHAMP
CONVOYEUR
COURANT
DECOUVERTE
ELECTRICITE...
Bibliographie
Sélection de sites internet
Exposition sur la supraconduction : http://www.crismat.ensicaen.fr/superlife/fr/...
La Casemate Grenoble
Animateur du réseau régional de la culture scientifique technique et industrielle, le CCSTI-Grenoble
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Supraconductivite prix de noble

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  1. 1. Guide de l’exposition
  2. 2. EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 2
  3. 3. EXPO SUPRA . Quand la science vous fait léviter ! La supraconductivité a 100 ans ! A l’occasion de l’anniversaire de cette découverte, le CCSTI Grenoble propose en collaboration avec l’Université Technologique et Economique de Budapest et le CNRS, un parcours d’expériences pour faire découvrir ce phénomène physique au grand public. La supraconductivité pourrait trouver ses applications dans de nombreux domaine. De l’électricité à la médecine en passant par les transports et les télécommunications, elle pourrait toucher notre quotidien plus que l’on ne pourrait l’imaginer : lévitation magnétique, mais aussi stockage et transport d’énergie, tout cela c’est de la supraconductivité ! Le domaine qui profite sans conteste de l’utilisation de la supraconductivité est le médical avec l’imagerie par résonnance magnétique (IRM) devenu aujourd’hui un outil courant de diagnostic. Sans oublier la recherche car il reste encore bien des mystères à élucider pour comprendre les phénomènes physiques à l’origine de la supraconduction des matériaux. La supraconductivité cache encore bien des applications possibles que les physiciens tentent de développer. C’est un enjeu considérable pour l’avenir, aussi bien au niveau technologique qu’écologique. Au fil de l’exposition, le visiteur pourra observer et tester différents dispositifs supraconducteurs. Ces expérimentations lui permettront d’appréhender le fonctionnement de cette technologie en plongeant au cœur des matériaux. Toutes les démonstrations interactives proposées dans cette exposition illustrent et familiarisent le visiteur avec l’utilisation future des supraconducteurs de manière abordable et ludique. L’exposition est présentée par le CCSTI Grenoble et le CNRS délégation Alpes, en partenariat avec l’Université Joseph Fourier, l’Université de Budapest, ENSICAEN, Grenoble INP, Institut Néel, Air Liquide Advanced Technologies, CEA Grenoble, INAC, ILL, CryoDiffusion. Sommaire Présentation générale Repères sur la supraconductivité La supra c’est quoi ? Que se passe t-il dans les supraconducteurs ? Une collection de théories et de prix Nobel Les applications de la supra Parcours de visite Le logo en lévitation Le jeu d’échecs en lévitation Le convoyeur sans contact Le limiteur de courant Le train en lévitation La plateforme de lévitation humaine La supra à Grenoble Visites animées pour les scolaires Informations pratiques Les liens avec les programmes scolaires Ressources Expériences Jeux Biblio/webographie EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 3
  4. 4. Repères sur la supraconductivité La supra c’est quoi ? La supraconductivité est la propriété de certains matériaux de conduire le courant électrique sans résistance. Ce phénomène physique survient dans certains matériaux lorsqu’ils sont refroidis endessous d’une température dite « critique ». Refroidis à une température variant de -150 ° à C 270° les matériaux supraconducteurs acquièrent ég alement des propriétés magnétiques C, étonnantes. La supraconductivité se caractérise par 2 propriétés : • • Les électrons se mettent à conduire le courant électrique de façon parfaite. On a une absence totale de résistivité. Le supraconducteur repousse tout champ magnétique, ce qui peut donner lieu à la lévitation (si on approche un aimant, celui-ci va léviter). Les premiers supraconducteurs découverts furent des métaux simples (mercure, plomb, aluminium). Ce sont les supraconducteurs de type I. Ces supraconducteurs ont la capacité de repousser tout champ magnétique extérieur. D’autres supraconducteurs (de type II) ont ensuite été mis à jour à partir des années 40. Parmi eux, il existe des matériaux plus complexes comme des alliages, des matériaux organiques ou nonorganiques, des céramiques, des oxydes. En particulier, des oxydes supraconducteurs ont été découverts en 1986. En résumé, des matériaux qu’on n’imagine pas pouvoir conduire le courant et encore moins devenir supraconducteurs ! Cependant, aucune théorie ne permet à ce jour d’expliquer le principe de ces nouveaux supraconducteurs. Cela reste un des grands défis de la physique ! Que se passe-t-il dans les supraconducteurs ? Depuis sa découverte en 1911, les chercheurs n’ont eu de cesse d’expliquer cette propriété. La supraconductivité fut partiellement expliquée en 1957 par la théorie BCS (du nom des physiciens J. Bardeen, L.N. Cooper et J.R. Schrieffer). Cette théorie s’appuie sur le comportement des électrons dans la matière. Ainsi à haute température, les électrons circulent librement dans les métaux et sont responsables du courant électrique. Cependant, ils interfèrent sans cesse avec les défauts des métaux et les frottements provoquent une déperdition d’énergie sous forme de chaleur ou de rayonnement. Ce qui explique que lorsque l’on fait passer du courant dans un fil de cuivre, il chauffe. A basse température, les électrons parviennent à se mettre par deux et adoptent alors un comportement tout à fait particulier : toutes leurs ondes s'accordent et se superposent entre elles parfaitement. Les électrons circulent alors sans entraves et la résistance chute brusquement : c’est la supraconductivité ! Dans un supraconducteur, tous les électrons se mettent donc dans une sorte d'onde collective très ordonnée et forte. Quand on applique un champ magnétique à un supraconducteur, des supercourants électriques apparaissent à la surface du supraconducteur et créent un champ magnétique opposé à celui de l’aimant, de sorte qu’aucun champ magnétique ne pénètre dans le cœur du supraconducteur. Cela repousse l'aimant, et le fait léviter. C’est l’effet Meissner, du nom du physicien allemand qui découvrit cette propriété fondamentale. De plus, s’il est refroidi en présence d’un aimant, le supraconducteur retient celui-ci « ancré » à l’intérieur de « canaux » magnétiques appelés « vortex ». Ces vortex, découverts dans les années EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 4
  5. 5. 50 par A. Abrikosov un physicien russe, sont si puissants que le supraconducteur revient à sa position lorsqu’on tente de le déplacer. Electrons ce sont des particules élémentaires de charge négative. Dans un matériau conducteur comme le cuivre, ce sont les électrons en se déplaçant qui vont créer le courant électrique. Comme ils se heurtent sans cesse les uns les autres et aux défauts du matériau, ils perdent de leur énergie sous forme de chaleur ou de rayonnement. Dans un supraconducteur maintenu en dessous de sa température critique, les électrons s’aident pour circuler collectivement et librement et la résistance devient quasiment nulle. La supra : une collection de théories et de prix Nobel … La supraconductivité est un phénomène dont la découverte s’étale sur tout le XXème siècle et qui continue d’intriguer grand nombre de physiciens. En 1911, alors que le physicien Heike Kamerlingh Onnes et son élève Gilles Holst réussissent à liquéfier l’hélium, ils découvrent par hasard que la résistivité du mercure devient nulle à -269° C. L’année suivante, c’est sur l’étain et le plomb qu’ils découvrent ce même phénomène. Cette absence totale de résistivité est caractéristique de la supraconductivité et en est le premier phénomène spectaculaire observé. Heike Kamerlingh Onnes reçu le Prix Nobel de physique en 1913 pour la liquéfaction de l’hélium. En 1933, Walther Meissner et Robert Ochsenfeld découvrent la seconde caractéristique des supraconducteurs : ils se montrent imperméables aux champs magnétiques lorsqu’ils sont refroidis en-dessous de leur température critique. On dit qu’ils ont un diamagnétisme parfait qu’on appelle également effet Meissner. Le supraconducteur repousse le champ magnétique émis par un aimant. Cette capacité du supraconducteur a pour résultat le phénomène de lévitation magnétique : un aimant placé sur un matériau dans son état supraconducteur va flotter au dessus de celui-ci. Illustration de l’effet Meissner à gauche : le supraconducteur est à une température supérieure à sa température critique à droite : le supraconducteur est à une température inférieure à sa température critique en rouge ; les lignes de champs de l’aimant, le supraconducteur est la pastille noire sous l’aimant (photos article Frédéric Bouquet, LPS (Orsay) sur le site http://www.manipsupra.fr) - Lévitation : état d'équilibre au dessus d'une surface grâce à une force compensant la pesanteur Jusque là les scientifiques vont beaucoup tâtonner, expérimenter et constater les effets de la supraconductivité. Ce n’est qu’en 1957 qu’une théorie microscopique complète apparaît : la théorie BCS, du nom de ses découvreurs John Bardeen, Leon Cooper et John Schrieffer. Ils décrivent en partie le principe fondamental de la supraconductivité : à basse température les électrons forment des paires appelées paires de Cooper et se déplacent ainsi de façon organisée, ce qui leur permet de passer les obstacles de façon organisée. C’est cela qui explique la chute de la résistance. Grâce à cette théorie, ils reçoivent le prix Nobel de physique en 1972. EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 5
  6. 6. Les physiciens peuvent ainsi progresser dans leurs recherches. Ils constatent que les alliages contenant du Niobium se révèlent plus efficaces mais ceux-ci ne dépassant pas une température supérieure à -250° les supraconducteurs semble dé jà trouver leurs limites. C, En 1962, le théoricien Brian Josephson explique que les électrons, groupés en paires de Cooper, peuvent circuler entre deux plaques de supraconducteurs séparées par une mince couche isolante. Ce phénomène, impensable avec des conducteurs normaux, est vérifié expérimentalement quelques années plus tard et est baptisé effet Josephson du nom de son découvreur. Ce dernier reçoit le prix Nobel en 1973. C’est aussi l’effet Josephson qui permet de définir le volt. Le microscope à effet tunnel, qui utilise le principe de l’effet Josephson, est mis au point en 1981. C’est un dispositif révolutionnaire qui permet d’observer et de manipuler la matière atome par atome et qui est très utilisé dans la recherche sur les supraconducteurs. Cette invention a valu un Nobel à ses découvreurs, Gerg Binnig et Heinrich Rohrer, en 1986. L’année 1986 marque un tournant dans l’histoire de la supraconductivité. La compréhension de la supraconductivité est remise en cause car deux chercheurs d’IBM Zurich, Bednorz et Müller, découvrent un matériau devenant supraconducteur à -238° Il s’agit d’un oxyde de cuivre de type C. céramique (étant supposé être un isolant et non un conducteur). C’est l’entrée dans l’aire des supraconducteurs dits à haute température critique ! Bednorz et Müller recevront le prix Nobel de physique un an seulement après leur découverte. Supraconducteur : c’est un matériau dans lequel la résistivité est nulle. Il n’y a aucune perte de chaleur lors du transport du courant électrique. Ce phénomène ne se produit qu’en dessous une température critique propre au matériau. Aux températures habituelles, cette propriété du matériau disparait du fait de l’agitation thermique des atomes. La plupart des corps purs sont supraconducteurs à très basses températures. Aussi les chercheurs travaillent à trouver de nouveaux matériaux qui seraient supraconducteurs à des températures plus élevées : comme les cuprates ou les pnictures. Les chercheurs tentent de trouver des matériaux supraconducteurs à des températures toujours plus élevées. Lorsque la barrière de -180° est fra nchie, on assiste à un véritablement engouement C de toute la communauté scientifique. En effet, un tel matériau peut maintenant être refroidi avec de l’azote liquide qui est moins coûteux et plus efficace que l’hélium liquide utilisé jusqu’à présent. En 1987, plus de 3000 scientifiques se réunissent au congrès annuel de la Société Américaine de Physique pour partager leurs découvertes sur la supraconductivité. Ce rassemblement emblématique est aujourd’hui évoqué comme le Woodstock de la physique. L’origine de la formation des paires de Cooper ne convenant plus pour expliquer les phénomènes physiques régissant les nouveaux supraconducteurs, les recherches fondamentales ont repris. Les scientifiques gardent l’espoir de trouver des matériaux supraconducteurs à température ambiante. Cela écarterait le problème du refroidissement et par conséquent les limitations techniques et financières qui l’accompagnent. Les nouveaux matériaux supraconducteurs "à haute température" développés dès lors sont nombreux ainsi que les applications potentielles. Dans les années 90, un chercheur grenoblois met en évidence des supraconducteurs avec une température de -80° ce qui est longtemps resté le C, record du monde. Diamagnétisme : c’est la capacité pour certains corps de repousser les lignes de force d’un champ magnétique, contrairement aux substances dites magnétiques qui elles possèdent une perméabilité magnétique. Les supraconducteurs sont des diamagnétiques parfaits. Sources : http://www.manep.ch/pdf/publications/vulgarisation/brochure_mix_def.pdf http://superconductors.free.fr/historique.php EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 6
  7. 7. Les applications de la supra Il existe déjà de nombreuses applications concrètes aux supraconducteurs. Les machines supraconductrices représentent un enjeu considérable, cependant, les industriels ne sont pas encore totalement prêts à adopter cette technologie. Néanmoins, de nombreuses applications de la supraconductivité ont déjà vu le jour dans différents domaines tels que la médecine, les transports, l’énergie et bien d’autres encore. La plupart des applications des supraconducteurs (IRM, accélérateurs de particule, Squids...) utilisent des supraconducteurs métalliques comme les alliages à base de Niobium. Les cuprates supraconducteurs à haute température critique, découverts en 1986, même s’ils fonctionnent à plus haute température et présentent des champs critiques plus élevés, posent de nombreux problèmes métallurgiques en particulier pour en faire des fils. Température critique : c’est la température en dessous de laquelle un matériau devient supraconducteur. Dans le domaine médical La médecine est l’un des premiers domaines où fut appliquée la supraconductivité et est sans doute le plus connu du grand public. L’imagerie par résonance magnétique (IRM) est un outil courant du diagnostic médical. Sans la supraconductivité, cette technologie révolutionnaire mise au point dans les années 1990, n’aurait jamais pu voir le jour. L’IRM repose sur le fait que les nombreux atomes d’hydrogène présents dans le corps humain s’excitent lorsqu’ils sont soumis à des champs magnétiques dus aux aimants supraconducteurs et produisent ainsi de l’énergie qu’ils restituent en émettant un signal qui est enregistré et traité sous forme d’image par un système informatique. Pour générer un champ magnétique suffisamment intense pour obtenir ce résultat, il faut faire passer un courant électrique intense dans une bobines de plusieurs milliers de tours de fils. Si ces fils n’étaient pas supraconducteurs mais en métal normal, ils s’échaufferaient tellement qu’ils se mettraient à fondre. La bobine de supraconducteur de l’IRM est constamment plongée dans de l’hélium liquide. L’IRM est sans risque connu pour le patient et l'opérateur et devrait remplacer certains actes, réalisés aujourd’hui grâce à la radiologie conventionnelle, le scanner, l'angiographie ou l'échographie. Cette technique permet de « voir » dans le corps humain et de diagnostiquer des tumeurs, des oedèmes… Un autre dispositif baptisé SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) est très attendu pour l’avenir de la médecine. Ils sont encore essentiellement en phase d’essais utilisés dans les laboratoires de recherches. Les SQUID permettent de mesurer de très faibles champs magnétiques créés par l’activité neuronale dans le cerveau. Cela permet de tracer en temps réel la carte du cerveau et pourrait aider à l’évaluation médicale de l’épilepsie et à la compréhension du fonctionnement de la mémoire, du comportement et des fonctions cognitives. Ces dispositifs sont également utilisés par les physiciens et les géologues pour mesurer le magnétisme dans des solides. EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 7
  8. 8. Dans le domaine des transports Le moyen de transport terrestre le plus rapide est actuellement le train. Une nouvelle génération de train pourrait voir le jour : les trains à lévitation magnétique ! Les supraconducteurs génèrent de forts champs magnétiques qui permettent au train de léviter au-dessus de la voie. Ces champs magnétiques sont créé par des bobines supraconductrices placées dans le train et qui doivent être en permanence refroidies. Ces trains à lévitation présentent de nombreux avantages. L’absence de contact entre la voie et le train permet de ne pas user la voie et entraîne une diminution du bruit, une vitesse maximale plus importante et une baisse de la pollution car le tout est peu gourmand en électricité. Un prototype existe déjà au Japon, le MagLev, qui a atteint la vitesse record de 581km/h (contre 574km/h pour le TGV). Malgré tous les avantages que présentent ces trains, ils restent difficiles à mettre en place à cause du coût des infrastructures et du système de refroidissement nécessaire. Les trains conventionnels ont donc encore de beaux jours devant eux. Dans le domaine de l’énergie Le transport du courant entre les centrales et les habitations se fait actuellement par des câbles en cuivre ou en aluminium. Leur résistance entraîne une très grosse perte d’énergie pendant le transport. L’utilisation de câbles supraconducteurs éviterait cette perte de courant par effet Joule du fait de leur résistivité nulle et permettrait de faire passer 10 000 fois plus de courant qu’une ligne classique. Ainsi, 8400 Kg de câble de cuivre pourraient être remplacés par seulement 110 Kg de câble supraconducteur, ce qui faciliterait grandement les travaux d’enfouissement des lignes. Des tests concluants ont déjà été réalisés et la commercialisation est lancée. Sumitomo Electric Industries Ltd. a été le premier à lancer sur le marché un câble supraconducteur à haute température. Nexans, une entreprise travaillant avec des chercheurs grenoblois a construit une ligne électrique de supraconducteurs à New York. Cette ligne fait 600 m de long et permet d’alimenter 300 000 foyers. Les limiteurs de courant supraconducteurs quand à eux sont une solution pour la qualité de la fourniture d’électricité. Ils ne coupent pas le courant électrique comme le fusible et le disjoncteur le font, mais ils le limitent. En cas de problème électrique (surtension, court-circuit, etc.), ils ne laisseront pas le courant électrique excéder le niveau de sécurité. Il est actuellement impossible de stocker de l’énergie sous forme électrique pour une longue durée, et celle-ci doit être consommée très rapidement pour ne pas disparaître. Il serait intéressant de pouvoir la conserver afin de l’utiliser postérieurement. Le stockage d’énergie devient possible grâce aux supraconducteurs. Le dispositif consiste en un anneau supraconducteur refroidi par de l’hélium liquide et dans lequel on injecte du courant avant de fermer le circuit. Le courant circule ainsi indéfiniment et sans perte tant que l’on en n’a pas besoin. C’est un espoir de stocker un jour d’une énergie quasi infinie ! Aujourd’hui, toute l’électricité produite par l’énergie nucléaire résulte de la fission de noyaux d’atomes mais le rendement n’est pas excellent comparé à ce que permet la fusion. En effet, la EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 8
  9. 9. fusion de deux atomes légers en un seul atome plus lourd libère beaucoup plus d’énergie que la fission. Malheureusement, les conditions nécessaires à la fusion sont particulièrement difficiles à réaliser car il faut atteindre des températures d’environ 100 millions de degrés et confiner les noyaux qui sont alors sous forme de plasma. Le dispositif Tokamak permet cette prouesse : le confinement est obtenu via les forts champs magnétiques produits par d’énormes aimants supraconducteurs. Il en existe actuellement plusieurs prototypes. Pour la recherche Les accélérateurs de particules sont d'immenses anneaux toriques à l’intérieur desquels se produisent des collisions volontaires d’électrons. Le CERN de Genève (laboratoire européen de physique des particules) cherche depuis plus de 50 ans à révéler les secrets de la matière et de la naissance de l’Univers. Dans ce but les chercheurs ont construit un accélérateur de particules unique au monde : le LHC (Large Hadron Collider). Le LHC est l’instrument le plus puissant jamais construit pour l'investigation des propriétés des particules et les physiciens espèrent pouvoir recréer les conditions qui existaient juste après le Big Bang. Le LHC a une circonférence de 27 km et est équipé de 7500 kilomètres de câbles de supraconducteurs refroidis à -271° générant un cha mp de 8,3 teslas. Des courants de fortes C intensités circulent ainsi dans des bobines supraconductrices générant ainsi des champs magnétiques capables d’accélérer les particules et de courber leur trajectoire. ITER : ce projet qui vise à reproduire une énergie qui ressemble à celle créée naturellement au cœur du soleil est un défi rassemblant une importante communauté scientifique. Iter représente l’aboutissement de 40 ans d’expériences scientifiques menées simultanément à travers le monde. Des champs magnétiques d'une extrême intensité doivent être mis en œuvre pour confiner le plasma dans la chambre à vide d'ITER. Pour maximiser le rendement de la machine et limiter sa consommation d'énergie, ITER utilise des aimants supraconducteurs qui perdent leur résistance lorsqu'ils sont refroidis à très basse température. La RMN ou spectroscopie par résonnance magnétique nucléaire est une technologie qui repose sur l’utilisation d’un champ magnétique. Le Centre de résonnance magnétique nucléaire de Lyon est équipé d’un spectromètre possédant un aimant supraconducteur qui permet d’analyser la structure fine de la matière. Dans le domaine des télécommunications Les filtres supra sont des petits boîtiers dont les parois intérieures sont tapissées de couches minces de matériaux supraconducteurs. Ils permettent notamment d’augmenter le nombre de communications passant dans une même bande de fréquence et d’améliorer la sensibilité des stations relais, parfois très éloignées de l’émetteur en zone rurale ou désertique. Dans le domaine de l’informatique L’avantage de la création d’ordinateurs supra serait de décupler la puissance de calcul en réduisant les pertes d’énergie. Ces ordinateurs seraient capables de réaliser un million de milliards d’opérations par seconde ! Cet exploit est possible grâce aux jonctions Josephson qui permettraient de remplacer les transistors traditionnels par des transistors d’une vitesse de fonctionnement presque 500 fois supérieure. Les jonctions Josephson portent le nom de leur découvreur qui prédit en 1962 le courant passera toujours sans perte entre deux plaques de supraconducteurs, séparées par une couche isolante. Cependant, le problème de refroidissement décourage les investissements et ralenti le développement de cette nouvelle technologie. Les ordinateurs supra sont encore loin de faire partie de notre quotidien. Sources : Le Journal du CNRS n° 255 avril 2011 pp 20-29 http://supraconductivite.fr http://www.manep.ch/pdf/publications/vulgarisation/brochure_mix_def.pdf http://superconductors.free.fr/index.php http://www.lema.phys.univ-tours.fr/Materiaux/Supra/Enjeux/Applications.htm EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 9
  10. 10. Parcours de visite Le logo en lévitation Refroidis à des températures extrêmes, certains matériaux deviennent supraconducteurs. Une propriété étonnante caractérisée par la disparition de toute résistance au passage du courant électrique. Découverte en 1911 par le physicien néerlandais Heike Kammerlingh Onnes, la supraconductivité est un phénomène tout à fait exceptionnel, car elle concrétise en quelque sorte le vieux rêve humain du mouvement perpétuel. Ainsi, un courant lancé dans un circuit supraconducteur fermé sur lui-même peut circuler indéfiniment sans que la loi universelle de la dissipation de l'énergie n'épuise sa course ! Le convoyeur sans contact Dans ce module, vous pouvez voir un modèle de tapis roulant déplaçant un objet dans un secteur de production d’une usine pilote. Dans le domaine des technologies de pointe, une grande pureté (absence de poussière) est nécessaire lors de la fabrication de certaines pièces. C’est pourquoi l’utilisation d’un tapis roulant en lévitation peut s’avérer très utile. Ce type de transport n’entraîne pas de poussière donc pas de pollution des objets transportés ! Vous pourrez voir dans ce module en 2D un tapis roulant déplaçant une pièce dans le secteur de production d'une usine pilote. Le limiteur de courant Ce module présente un dispositif visant à améliorer la distribution de l'électricité. Le limiteur de courant ne coupe pas le courant électrique comme le fusible et le disjoncteur le font, mais il le limite. En cas de problème électrique (surtension, court-circuit, etc.), il ne laissera pas le courant électrique excéder le niveau de sécurité. Le principe du limiteur supraconducteur est basé sur le changement d’état du matériau : le matériau effectue une transition ultra-rapide de l’état supraconducteur à l’état résistif lors de l’apparition d’un court-circuit. Le volant de stockage d'énergie L'une des applications types des supraconducteurs est le stockage d'énergie par roue inertielle. Il s'agit de convertir l'énergie électrique en énergie cinétique pour ensuite, lorsque le besoin s'en fait ressentir, effectuer la transformation inverse. Des volants compacts stockant l'énergie peuvent assurer de la même façon l'approvisionnement d'énergie pour des entreprises ou des particuliers. Zéro résistance L'état supraconducteur est caractérisé par une résistance nulle sous certaines conditions. En particulier le matériau doit être en dessous d'une température appelée température critique. La supraconductivité est la capacité qu'ont certains matériaux à laisser passer le courant électrique sans aucune résistance. Plus besoin de lourdes installations à haute tension pour distribuer le courant électrique et limiter ainsi les pertes par échauffement. EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 10
  11. 11. Le train en lévitation Avec ce module vous allez pouvoir observer la lévitation magnétique d’un train. Dans un train en lévitation magnétique, des bobines supraconductrices maintenues à très basses températures génèrent de forts champs magnétiques. Le train à lévitation présente de nombreux avantages. L’absence de contact entre la voie et le train permet de ne pas user la voie et entraîne une diminution du bruit. De plus, les besoins en énergie sont 30% inférieurs à ceux des trains traditionnels et le risque de déraillement est infime. Mais cette technologie ne peut être actuellement développée car elle nécessite des dispositifs coûteux pour maintenir les bobines en permanence à 195° ! C Ces trains à lévitation présentent de nombreux avantages. L’absence de contact entre la voie et le train permet de ne pas user la voie et entraîne une diminution du bruit, une vitesse maximale plus importante et une baisse de la pollution car le tout fonctionne à l’électricité. La plateforme de lévitation humaine Poids de l’aimant : 50 kg Hauteur de lévitation : 3 à 4 cm Nombre de supraconducteurs utilisés : 65 pièces Charge maximale de lévitation : 250 kg !! Sur ce module, vous pourrez expérimenter par vousmême la lévitation ! En montant sur la plateforme, venez éprouver de nouvelles sensations. Grâce à la force magnétique induite par le bloc supraconducteur qui compense la force de pesanteur, la lévitation de la plate-forme aimantée devient possible. Le disque magnétique de 50 kilos peut maintenir en lévitation un poids de 250 kilos à quelques centimètres du sol sans contact et sans alimentation externe. En pratique, on refroidit le matériau (situé dessous) à -196° avec de l’azote liquide. En faisant cela nou s C le rendons supraconducteur c'est-à-dire qu’il conduit le courant parfaitement et qu’il s’oppose à tout changement de profil magnétique. Il se met à faire léviter l’aimant au-dessus de lui. Autrement dit, le supraconducteur repousse l’aimant -on appelle cela l’effet Meissner- car il ne supporte plus le champ magnétique. Source : http://www.crismat.ensicaen.fr/superlife/fr/index.html EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 11
  12. 12. La supra à Grenoble (Source CNRS) EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 12
  13. 13. Les visites animées pour les scolaires Informations pratiques Vous voulez venir à la Casemate avec votre classe ? Le service animation de la Casemate peut vous assister dans le montage de votre projet. N’hésitez pas à faire appel à nous. Nous vous accueillons sur rendez-vous sur place ou au téléphone. Le Service accueil CCSTI Grenoble, La Casemate Tél: 04 76 44 88 80, mél : accueil@ccsti-grenoble.org 2, place saint laurent 38000 Grenoble Le CCSTI Grenoble est ouvert du lundi au vendredi de 9h à 12h et de 13h30 à 17h30 Le samedi et dimanche de 14h à 18h. Pour la visite de l’exposition : Expo supra Quand la science nous fait léviter !, le CCSTI Grenoble accueillera ses visiteurs tous les jours 13h30 à 17h30. Les classes seront accueillies par demigroupe avec des départs de visite à une heure d’intervalle. Tarif pour un groupe classe : 30 € pour tous les établissements scolaires de Grenoble, son agglomération, le département de l’Isère et la Région Rhône-Alpes, 45 € hors Région, gratuit pour les accompagnateurs. Modalités de paiement : espèces ou chèque sur facture paiement possible par l’établissement. Les liens avec les programmes scolaires Le socle commun de connaissances et de compétences La visite de l’exposition peut contribuer au développement de différents piliers du socle commun, ensemble des connaissances, capacités, valeurs et attitudes nécessaires pour réussir sa scolarité, sa vie d’individu et de futur citoyen. Parmi ces piliers, nous avons relevé en particulier : Pilier 3 : La connaissance des principaux éléments des mathématiques, et la maîtrise d’une culture scientifique Pilier 6 : L’acquisition des compétences sociales et civiques Pilier 7 : L’accession à l’autonomie et l’acquisition de l’esprit d’initiative EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 13
  14. 14. A l’école élémentaire, dès le cycle 3 Cycle des approfondissements : CE2, CM1, CM2 (Source BO Hors série n° du 19 3 juin 2008) L’observation, le questionnement, la manipulation et l’expérimentation sont essentiels, et cela dès l’école primaire pour donner le goût des sciences et des techniques dès le plus jeune âge. Les sciences expérimentales et la technologie à l’école peuvent contribuer à développer la curiosité, l’imagination et l’ouverture d’esprit et susciter l’intérêt pour les progrès scientifiques et techniques qui touchent notre vie quotidienne. On peut notamment demander à l’élève de développer une démarche d’investigation, de pratiquer l’observation, questionnement, expérimentation et argumentation. Thèmes notamment traités à l’école : la matière, l’énergie, les objets techniques. Sciences expérimentales et technologie A l’école élémentaire, elles peuvent contribuer à - développer la curiosité, la créativité, l’esprit critique et l’intérêt pour le progrès scientifique et technique L’élève doit être capable de : -pratiquer une démarche d’investigation -manipuler et expérimenter, formuler une hypothèse et la tester, argumenter -mettre à l’essai plusieurs pistes de solutions -maîtriser des connaissances dans divers domaines scientifiques différents et dans des activités de la vie courante EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 14
  15. 15. Au collège (Source BO spécial n° du 28 août 2008) 6 INTRODUCTION COMMUNE (à l’ensemble des disciplines scientifiques) La culture scientifique et technologique acquise au collège …À l’issue de ses études au collège, l’élève doit s’être construit une première représentation globale et cohérente du monde dans lequel il vit. Il doit pouvoir apporter des éléments de réponse simples mais cohérents aux questions : «Comment est constitué le monde dans lequel je vis ?», «Quelle y est ma place ?», «Quelles sont les responsabilités individuelles et collectives ?». Toutes les disciplines concourent à l’élaboration de cette représentation, tant par les contenus d’enseignement que par les méthodes mises en œuvre. Les sciences expérimentales et la technologie permettent de mieux comprendre la nature et le monde construit par et pour l’Homme... Le socle commun de connaissances et de compétences : à relever Les sciences d’observation, d’expérimentation et technologies : > la matière et les matériaux, > l’énergie, > les réalisations techniques - La démarche d’investigation Physique – chimie : préambule pour le collège … Les premières notions sur la matière, ses états et ses transformations, la lumière et la propagation des signaux, l’électricité, l’énergie, la gravitation sont introduites au collège. - … L’enseignement de la physique-chimie doit permettre à l’élève d’être notamment capable de : - de pratiquer une démarche scientifique - de manipuler et expérimenter - de comprendre qu’un effet peut avoir plusieurs causes - d’exprimer et d’exploiter les résultats d’une mesure ou d’une recherche … Parmi les attitudes développées par l’enseignement de la physique-chimie : relevons - le sens de l’observation - l’esprit critique - l’intérêt pour les progrès scientifiques et techniques - l’observation des règles élémentaires de sécurité, le respect des consignes En 5ème Les circuits électriques en courant continu – étude qualitative En 4ème De l’air qui nous entoure à la molécule Les lois du courant continu En 3ème La chimie, science de la transformation de la matière Energie électrique et circuits électriques en « alternatifs » EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 15
  16. 16. En seconde (Source : BO spécial n° du 29 avril 201 0) 4 Préambule …L’enseignement des sciences physiques et chimiques a pour ambition de donner à l’élève une culture scientifique et citoyenne de l’aider à se forger son opinion sur des questions essentielles de leur donner le goût des sciences et de faire découvrir les formations et les métiers Modalités La démarche scientifique, l’approche expérimentale, la mise en perspective historique, le lien avec les autres disciplines Les entrées thématiques L’approche par thème permet de développer l’intérêt pour les sciences en donnant du sens aux contenus enseignés. Parmi les thèmes traités en seconde, certains peuvent être traités en visitant l’exposition : Thèmes Notions et contenus La santé : le diagnostic médical Ondes électromagnétiques Espèces chimiques, corps purs et mélanges Un modèle de l’atome Noyau (protons et neutrons), électrons Formules et modèles moléculaires Un modèle de l’atome Noyau (protons et neutrons), électrons Eléments chimiques L’univers : les éléments chimiques présents dans l’univers En Première (Source : HS n° du 31 août 2000) 7 Objectifs Il s’agit de construire la discipline pour l’avenir d’élèves qui ont fait le choix de s’intéresser aux sciences. Notions en lien avec l’exposition - L’approche microscopique-macroscopique est développée et confortée : présentation des particules considérées au lycée comme des constituants élémentaires (proton, neutron, électron) - conducteurs et isolants : types de déplacement que subissent les charges dans la matière - introduction au magnétisme : situations physiques où les effets du champ magnétique, macroscopiques, sont facilement repérables, et où ce champ est facilement « manipulable » par déplacement des courants et des aimants. Compétences mises en jeu Compétences liées à l’expérimentation Formuler une hypothèse sur : un événement susceptible de se produire ou de s’être produit, un paramètre pouvant jouer un rôle dans un phénomène Proposer une expérience : susceptible de valider ou d’infirmer une hypothèse, répondant à un objectif précis Analyser des résultats expérimentaux Compétences liées aux manipulations et aux mesures Respecter les consignes : protection des personnes et de l’environnement EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 16
  17. 17. En Terminale (Source : BO Hors-série n° du 30 août 2001) 4 Introduction Le fil directeur du programme de Terminale de la série scientifique est l’évolution des systèmes physiques. Parmi les thèmes abordés dans l’enseignement obligatoire : on relève l’étude de la matière et l’exploration des systèmes électriques. Compétences Compétences expérimentales Formuler une hypothèse sur : un événement susceptible de se produire ou de s’être produit, un paramètre pouvant jouer un rôle dans un phénomène Proposer une expérience : susceptible de valider ou d’infirmer une hypothèse, répondant à un objectif précis Décrire une expérience, un phénomène Analyser des résultats expérimentaux Compétences scientifiques Identifier les paramètres jouant un rôle dans un phénomène physique ou chimique Elaborer une argumentation, une démarche scientifique EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 17
  18. 18. Ressources Expériences Il est facile d'observer des phénomènes électrostatiques autour de soi : le crépitement du pull-over qu'on enlève, la foudre qui zèbre le ciel orageux, l'écran de télévision, le petit choc électrique que l'on ressent parfois en touchant la poignée métallique d'une porte. Tous ces phénomènes ont un point commun, ils sont provoqués par l'interaction entre deux corps de charge opposée (le pull-over et le sous-pull, le nuage et le sol, l'écran et la poussière, le corps humain et la poignée). Un aimant crée un champ magnétique dans son voisinage. Une aiguille aimantée s'oriente, (placée dans une zone ne contenant ni aimant, ni circuit électrique) dans le champ magnétique terrestre : l'extrémité qui pointe vers le nord est appelé pôle nord. Les grains de limaille de fer se comportant comme de petites boussoles, s'alignent selon des courbes appelées lignes de champ. L'ensemble des lignes de champ constitue le spectre magnétique de l'aimant. Un fil parcouru par un courant électrique se comporte comme un aimant. Ballon, règle et confettis Matériel : -Un chiffon en laine -Une règle -Des confettis -Un ballon de baudruche Frotte la règle contre un chiffon de laine et approche-le ensuite d’un tas de confettis. Que se passe t-il ? Frotte ensuite le ballon et approche-le de tes cheveux… Ce que l’on va voir ou démontrer : Lorsque tu frottes un ballon ou une règle en plastique, tu créés à sa surface des charges électrostatiques. Ces charges peuvent se déplacer vers un autre objet ce qui crée une attraction : la règle soulève les petits morceaux de papier, le ballon attire les cheveux. L’attraction dure un certain temps, ensuite l’objet se décharge graduellement et tombe. S’il se décharge trop rapidement, c’est la décharge électrique ! On perçoit une étincelle ou on ressent un choc. EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 18
  19. 19. Fabriquer une boussole Matériel : -Un aimant -Une aiguille à coudre -Un bol -Un bouchon en liège Découpe, à l'aide d'un adulte si tu es trop petit, une tranche du bouchon de liège. Puis fais une petite fente à la surface du bouchon à l'aide d'un couteau. Passe plusieurs fois l'aiguille à coudre sur l'aimant dans le même sens (une dizaine de fois). Puis place l'aiguille dans la petite fente sur la tranche du bouchon de liège que tu as préparé. Pose l'ensemble dans le bol rempli préalablement d'eau. Ta boussole est terminée ! A l'aide d'un crayon, fais tourner la boussole en essayant de la laisser au milieu du bol puis enlève le crayon et attends...Observe...Tu peux réitérer plusieurs fois l'opération. Place maintenant un aimant à coté de la boussole puis observe.... Ce que l’on va voir ou démontrer : Tu viens de fabriquer une boussole ! Lorsque tu fais tourner la boussole avec un crayon, tu constates que la boussole est toujours alignée dans la même direction. Si tu as une vraie boussole, tu peux vérifier que ta boussole est alignée suivant la même direction qu'une boussole commerciale. Le chat de l'aiguille est orienté vers le pôle nord géographique. Lorsque tu places un aimant à côté de la boussole, l'aiguille s'aligne dans la même direction que l'aimant, le chat de l'aiguille étant du coté du pôle sud de l'aimant. Pour aller plus loin… Sachant qu'un aimant crée un champ magnétique, ces expériences mettent donc en évidence qu'il existe un champ magnétique à la surface de la Terre. L'aiguille de la boussole s'aligne parallèlement à ce champ ! La Terre agit donc comme un aimant géant. On vient de montrer que le pôle nord de cet énorme aimant est plutôt du coté du pôle sud géographique !! Les scientifiques ont montré que la position du pôle nord magnétique se déplace avec le temps. EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 19
  20. 20. Créer un champ magnétique avec du courant Matériel : -Une petite boussole (fabriquée ou achetée) -Du fil de cuivre gainé de diamètre assez important -Une pile de 1,5 V -Du scotch Cette manipulation nécessite la présence d’un adulte ! Coupe un bout de fil gainé et dénude ses extrémités (à faire par un adulte !). Courbe le fil de manière à ce que les deux bouts dégainés puissent joindre les deux pôles de la pile. Scotche un bout dénudé du fil électrique sur un pôle de la pile de manière à assurer le contact électrique. Approche le dispositif de la boussole. Observe ! Mets ensuite en contact le deuxième bout dénudé du fil de cuivre avec le deuxième pôle de la pile. Observe de nouveau. Lorsque tu approches le dispositif au-dessus de la boussole, fais en sorte que le fil de cuivre soit quasi-parallèle avec l'aiguille de la boussole. Lorsque tu assures les deux contacts électriques sur la pile, tu provoques la circulation d'un courant dans le fil gainé noir. Ce que l’on va voir ou démontrer : Cette expérience met en évidence qu'un courant électrique peut aussi créer un champ magnétique, comme le fait un aimant. La boussole change en effet de direction lorsque l'on approche de cette dernière le fil gainé parcouru par du courant. La direction de l'aiguille indique la direction du champ magnétique créé. Tu peux essayer de tourner le dispositif (haut-bas), ce qui revient à inverser le sens du courant, tu vas t'apercevoir que le sens du champ magnétique crée s'inverse également car le sens du champ magnétique créé dépend du sens du courant que l’on crée. EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 20
  21. 21. Fabriquer un électroaimant Matériel : -Une pile de 1,5 V -Du fil de cuivre -Des trombones -Du scotch -Un clou (ou un tournevis) Prends une vingtaine de centimètres de fil de cuivre puis dénude chacun des bouts du fil. Enroule le fil de cuivre sur le clou (ou sur le bout du tournevis). Fais une dizaine de tours. Le fil de cuivre doit être assez gros et être à la fois assez flexible pour réaliser l'enroulement. Mets en contact un bout du fil dénudé avec un pôle de la pile à l'aide du scotch. Il faut faire en sorte qu'il y ait bien contact électrique. Essaie d'accrocher des trombones avec le dispositif en les soulevant. Ferme maintenant le circuit en mettant en contact le deuxième bout dénudé du fil de cuivre avec le deuxième pôle de la pile et réessaie d’accrocher des trombones. Compare le nombre de trombones soulevés... Si tu ouvres de nouveau le circuit, les trombones tombent. Ce que l’on va voir ou démontrer : Tu viens de fabriquer un électroaimant ! Un courant peut créer un champ magnétique comme un aimant (voir expérience créer un champ magnétique avec du courant). Lorsque l'on enroule plusieurs boucles de fils autour d'un noyau métallique, comme le clou, le champ magnétique créé est particulièrement fort, car il est canalisé dans le clou ! Le clou devient magnétique. L'électroaimant attire alors les trombones, comme le ferait un simple aimant. Lorsque tu coupes le courant qui parcourt le fil, on éteint le champ magnétique créé et les trombones tombent. On peut éteindre et allumer à volonté le champ magnétique créé, contrairement à ce qu'il se passe pour un aimant ! Les électroaimants présentent donc un réel avantage par rapport aux aimants permanents ! Pour aller plus loin… Dans l'expérience précédente, tu peux augmenter le nombre d'enroulements autour du clou et voir ainsi si le champ magnétique créé augmente en regardant si tu peux soulever un plus grand nombre de trombones. Les électroaimants sont utilisés dans de nombreuses applications : pour déplacer des carcasses de voiture, dans le tri des déchets, dans des haut-parleurs, dans les trains à lévitation allemands, dans de nombreux circuits électroniques.... EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 21
  22. 22. Jeux LE SUPRAQUIZ 1 - Quel est le record de vitesse obtenu en 2003 par le Maglev, train supraconducteur à lévitation japonais ? a/ 531 km/heure b/ 581 km/heure c/ 631 km/heure 2 - La température du zéro absolu c’est ? a/ 0° C b/ - 117° C c/ - 273° C 3 - Comment s’appelle l’effet qui permet de faire léviter un supraconducteur au dessus d’un aimant ? a/ l’effet Meissner b/ l’effet Doppler c/ l’effet Joule 4 - Comment s’appelle la température en dessous de laquelle un matériau devient supraconducteur ? a/ la température thermodynamique b/ la température critique c/ la température de fusion 5 - Quelle est le diamètre du LHC, accélérateur de particules situé au CERN près de Genève ? a/ 27 km b/ 37 km c/ 47 km 6 – Pour transporter l’énergie électrique on pourra peut-être un jour utiliser des câbles supraconducteurs car ils permettent de faire circuler une intensité … : a/ 100 fois plus importante b/ 1000 fois plus importante c/ 10 000 fois plus importante 7 – Les SQUID sont des dispositifs utilisés en médecine pour mesurer des champs magnétiques … a/ un milliard de fois plus faible que le champ terrestre b/ 10 fois plus fort que le champ terrestre c/ un milliard de fois plus fort que le champ terrestre 8 – L’IRM est une technique médicale pour observer les tissus qui utilise des supraconducteurs. Son sigle signifie : a/ Imagerie Radio Médicale b/ Imagerie à Rayon Magnétique c/ Imagerie par Résonnance Magnétique 9 – La supraconductivité c’est : a/ la disparition de la résistance électrique b/ l’exclusion des champs magnétiques c/ Les 2 10 – Dans quelle ville a été conçu le premier liquéfacteur d’hélium français ? a/ Paris b/ Grenoble c/ Lyon EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 22
  23. 23. MOTS CROISES 1. Thème de la visite. 2. Discipline comprenant entre autres la physique, la chimie et la biologie. 3. Matériaux produisant un champ magnétique et attirant le métal. 4. Moyen de transport pouvant circuler en lévitation. 5. Outil de diagnostic médical reposant sur la supraconductivité. 6. Etat d’un corps qui repose en l’air sans appui matériel. 7. Qui possède un pouvoir d'attraction. 8. Etat de l’azote. 9. La supraconductivité permet de la stocker 10. Elément chimique utilisé pour refroidir certains matériaux 4 6 3 5 1 10 2 9 7 8 EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 23
  24. 24. MOTS MELES Trouve tous les mots cachés dans la locomotive. AIMANT AIR AZOTE CHAMP CONVOYEUR COURANT DECOUVERTE ELECTRICITE A U C O N V O Y E U R ELECTRON EXPERIENCE IRM LEVITATION LIQUIDE MAGNETIQUE MEISSNER POLE Z O T E L E C A T L R M I E C I I S T S E N U E R E L E C T R O N E X P E R I E N C E P O L E E T A Q T C D RESISTANCE SCIENCE TEMPERATURE TRAIN TRANSPORT EAU A E I A P M R M P E R A T U R R A N S P O R T I R N S C I E N M A G N E T I Q U L E V I T A T R I R E S I S T H A D E C O U V A I E C I M N T P U R A A E C C U I A E T R E S N N O E E O N R I I M T T N C E T E V Relève les lettres restantes et retrouve comment on appelle la capacité de certains métaux ou alliages de voir leur résistivité électrique baisser au-dessous d'une certaine température : Réponses des jeux Les mots croisés Réponses : 1. Supraconductivité ; 2. Science ; 3. Aimants ; 4. Train ; 5. IRM ; 6. Lévitation ; 7. Magnétique ; 8. Liquide ; 9. Energie ; 10. Azote Les mots mêlés Réponse : SUPRACONDUCTIVITE Le supraquiz Réponses : 1b, 2c, 3a, 4b, 5a, 6c, 7a, 8c, 9c, 10b EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 24
  25. 25. Bibliographie Sélection de sites internet Exposition sur la supraconduction : http://www.crismat.ensicaen.fr/superlife/fr/ La Guerre du froid – La supraconductivité : http://www.manep.ch/pdf/publications/vulgarisation/brochure_mix_def.pdf Nature magnétique : des atomes aux étoiles : http://www.obs-mip.fr/index.php/fre/grand_public/expositions/expo-nature-magnetique Exposition Nature magnétique : des atomes aux étoiles : http://www.obs-mip.fr/index.php/fre/grand_public/expositions/expo-nature-magnetique Maquette et expériences de l’exposition : http://www.ast.obs-mip.fr/article.php3?id_article=850 Explication de la supraconductivité par des animations et vidéos : http://h0.web.u-psud.fr/supraconductivite/ Site consacré à la supraconductivité et à ses applications : http://superconductors.free.fr/index.php Sélection de vidéos C’est pas sorcier : Le magnétisme – Emission du 27/09/2010 http://c-est-pas-sorcier.france3.fr/?page=emission&id_article=253 Conférence sur la supraconductivité par Julien Bobroff du département de physique des solides de l'Université d'Orsay. http://h0.web.u-psud.fr/supraconductivite/conferencelilleflash.html http://www.citesciences.fr/francais/ala_cite/science_actualites/sitesactu/question_actu.php?langue=fr&id_article=1 2083 De nombreuses vidéos sont référencées sur le site de l’exposition sur le magnétisme : http://www.ast.obs-mip.fr/article.php3?id_article=820 Documents éducatifs La BD de l’exposition avec 4 planches : L’histoire du magnétisme Le magnétisme cosmique Le magnétisme de la matière Le magnétisme et la vie http://www.ast.obs-mip.fr/article.php3?id_article=854 Un site qui montre en images quelques petites expériences à faire pour mettre en évidence le magnétisme http://www.physiqueludique.fr/toutes-les-experiences/37-magnetisme REMERCIEMENTS Merci à Clarisse Géraul pour avoir élaborer une grande partie de ce guide dans le cadre de son stage. Merci à Pierre Rodière et Gilles Baudrand pour leur relecture et corrections. EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 25
  26. 26. La Casemate Grenoble Animateur du réseau régional de la culture scientifique technique et industrielle, le CCSTI-Grenoble vous propose tout au long de l’année de nombreuses opportunités de rencontres/débats avec des scientifiques d’ici et d’ailleurs, des découvertes ludiques et interactives pour petits et grands à travers des expositions-ateliers à la Casemate et hors les murs, ou encore la possibilité de vous sensibiliser et d’approfondir vos connaissances dans les domaines du multimédia et de la génétique. Le CCSTI-Grenoble, c’est aussi un centre de ressources pour tous les enseignants, les animateurs, les étudiants, les programmateurs culturels de la région qui souhaitent mettre en œuvre des projets artistiques, culturels ou éducatifs, autour des sciences et techniques. Ses missions Informer - Les informations présentées au public sont issues de laboratoires scientifiques, d’entreprises et d’universités reconnus. La recherche de la qualité : un conseil scientifique propre à chaque manifestation est garant de la fiabilité des messages délivrés au public. Faire comprendre - - Des créations spécifiques pour faire comprendre : Le CCSTI-Grenoble organise des expositions interactives, des ateliers de pratique scientifique, des conférences/débats et crée des produits multimédia. Des approches adaptées à chaque type de public : Adaptés à chaque âge et à chaque thème, les supports utilisés permettent d’accéder à de nouveaux niveaux de compréhension, tout au long de la vie. Faire réfléchir - - Articuler les savoirs grâce à une approche pluridisciplinaire : les sciences humaines et sociales et les sciences expérimentales sont associées pour une vision plus claire et plus humaine du savoir scientifique. Confronter les points de vue : le CCSTI-Grenoble favorise l’échange et le débat entre les différents groupes d’opinion. Faire choisir - Renforcer les échanges Science/Société pour favoriser un développement raisonné et durable. Etre à l’écoute des aspirations, des besoins, des inquiétudes de chacun. Réhabiliter auprès des jeunes les carrières scientifiques aujourd’hui délaissées. Enrichir le tissu social en développant les savoirs et les initiatives de la population. Le Centre de Culture Scientifique Technique et Industrielle de Grenoble est une association loi 1901. Le CCSTI Grenoble bénéficie du soutien permanent de la Ville de Grenoble, du Conseil Général, de Grenoble Alpes Métropole, de la Région Rhône-Alpes et du Ministère délégué à la Recherche et aux Nouvelles Technologies En 2009, le CCSTI Grenoble a été labellisé par « Science & Culture, Innovation » par le Ministère de l’Enseignement supérieur et de la Recherche CCSTI Grenoble_La Casemate Place St Laurent _38000 Grenoble Tél. : +33(0)4 76 44 88 80 Fax. : +33(0)4 76 42 76 66 Mail : contact@ccsti-grenoble.org Site : www.ccsti-grenoble.org Toute l’actualité de la Casemate sur Facebook.com EXPO SUPRA – Guide de l’exposition – CCSTI Grenoble 26

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