Chroniques
27 janvier 2026
Supraconducteurs : une innovation pour détecter les points chauds à -196 °C
Les supraconducteurs fonctionnent à des températures très froides, mais souffrent de points chauds. L’entreprise Conducteurs Boréal, lauréate du prix Honoris Genius 2025 dans la catégorie Innovation technologique, a trouvé une solution à ce problème.
Cet article s’inscrit dans la collection « ACCOMPLIR ».
Valérie Levée, journaliste.
Cinq notions sur la supraconductivité
Supraconductivité : propriété de certains matériaux de faire circuler l’électricité sans résistance et donc sans perte.
Température critique : température à laquelle le matériau perd sa résistance électrique et devient supraconducteur.
Différences de températures : la température critique des supraconducteurs à basse température se situe sous –243 °C ; celle des supraconducteurs à haute température peut atteindre –140 °C.
Courant critique : courant électrique maximal qui peut circuler dans un supraconducteur. Au-delà de son courant critique, le matériau devient résistif.
Utilisation : les électro-aimants des appareils d’IRM, les accélérateurs de particules, la recherche en fusion nucléaire, le transport d’électricité.
Les supraconducteurs ont cette remarquable propriété de transporter l’électricité sans perte, mais cette propriété ne se manifeste qu’à des températures très basses, flirtant parfois avec le zéro absolu. Par exemple, le niobiumtitane utilisé pour générer le champ magnétique en imagerie par résonance magnétique (IRM) doit être refroidi à –269°C. C’est pourquoi les appareils d’IRM sont équipés d’un système de refroidissement à l’hélium liquide. Or, l’hélium est une ressource limitée, et son prix est élevé.
Le ReBCO, un supraconducteur à haute température
Cette contrainte a été contournée grâce à la découverte de supraconducteurs dits à haute température, notamment le ReBCO (rare-earth barium copper oxide), dont la température critique de –183 °C permet un refroidissement à moindres frais dans l’azote liquide à –196 °C. Le ReBCO a cependant le défaut d’être une céramique qu’on ne peut étirer en fils comme les métaux. La solution à ce problème : déposer une mince couche de ReBCO sur un ruban de nickel pour le rendre malléable. Dans le laboratoire de Frédéric Sirois, ing., professeur au Département de génie électrique de Polytechnique Montréal, Christian Lacroix, ing., est professionnel de recherche et étudie les rubans ReBCO depuis 2012. Il décrit la composition de ces rubans supraconducteurs : un substrat de nickel sur lequel sont déposées des couches tampons, puis le ReBCO. Le tout est enrobé d’argent, mesure généralement 4 mm de large et 50 m d’épaisseur et peut être enroulé ou torsadé pour faire des câbles.
« On a pu démontrer la résilience de nos câbles, et les gens d’Airbus ont dit qu’on était les seuls au monde à être capables de faire ça. »
Christian Lacroix, ing., professionnel de recherche au département de génie électrique, Polytechnique Montréal et cofondateur de conducteurs Boréal
Le problème des points chauds
Comme tous les supraconducteurs, le ReBCO souffre de points chauds. Il s’agit d’anomalies ponctuelles qui se traduisent par une perte locale de supraconductivité, de sorte que le passage du courant fait chauffer le supraconducteur au risque de l’endommager. « C’est important de détecter un point chaud et de couper rapidement le courant pour éviter de détruire le dispositif », dit Christian Lacroix. Avec les supraconducteurs à basse température comme le niobium-titane, il est possible de les détecter grâce à la différence de voltage due à la perte de supraconductivité. Avec les rubans ReBCO, « le courant critique est supérieur et on peut injecter tellement de courant que, s’ils perdent la supraconductivité, ils vont chauffer plus rapidement », explique Christian Lacroix. De plus, la différence de voltage générée dans ces supraconducteurs par un point chaud est trop faible pour être détectée rapidement.
La solution de Conducteurs Boréal
Christian Lacroix a conçu une couche de CFD (current flow diverter) qui, insérée entre le ReBCO et l’argent, dévie le courant sur les côtés du ruban : « Quand le courant rencontre une perte de supraconductivité, il va dans l’argent. La région “quenchée” associée à la perte de la supraconductivité est agrandie. Le voltage est plus élevé, d’un facteur de 10, et devient détectable. » Cette avancée a incité Christian Lacroix et Frédéric Sirois à créer leur entreprise, Conducteurs Boréal, pour commercialiser le CFD. « On prend des rubans commerciaux et on les modifie en ajoutant le CFD, ce qui lui donne une valeur ajoutée », précise Christian Lacroix.
De tels supraconducteurs pourraient intéresser le secteur de la fusion nucléaire, grand consommateur de supraconducteurs. « Les start-ups en fusion nucléaire achètent toute la production mondiale de rubans ReBCO. Elles en ont besoin pour faire des électro-aimants », explique Christian Lacroix. Mais une autre utilisation des supraconducteurs à haute température émerge, étant donné leur capacité à transporter de grandes quantités de courant. Microsoft a ainsi investi dans une entreprise qui produit des câbles supraconducteurs en vue d’alimenter des centres de données. Airbus, qui planche sur un avion électrique alimenté par une pile à combustible, a besoin de câbles supraconducteurs pour transporter l’électricité de la pile jusqu’aux moteurs et mène un projet pilote avec Conducteurs Boréal. « On a pu démontrer la résilience de nos câbles, et les gens d’Airbus ont dit qu’on était les seuls au monde à être capables de faire ça », raconte Christian Lacroix.
Pour poursuivre son développement, Conducteurs Boréal vise la production de rubans d’une longueur de plus de 50 m en 2026. Mais Christian Lacroix caresse un autre rêve : « Être la première entreprise canadienne à produire des rubans de A à Z. »
