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| ELEN0047-1 | Supraconductivité
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| Durée : | 30h Th, 30h Pr |
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| Nombre de crédits : |
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| Nom du professeur : | Philippe Vanderbemden |
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Langue(s) du cours :
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| Langue française |
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Organisation et évaluation :
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| Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier |
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Contenus du cours :
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| Supraconducteurs de type I : notions de conductivité parfaite, lois de London, pénétration du champ magnétique, modèle des 2 fluides, calcul de la puissance électromagnétique, propriétés micro-ondes, modèle quantique macroscopique, relations de phase, quantification du fluxoïde. Supraconducteurs de type II : structure d'un vortex, aspects thermodynamiques, champs critiques, interactions entre vortex, effets de surface, piégeage des vortex, densité de courant critique, modèle de Bean. Jonctions Josephson de base. Propriétés magnétiques : field cooling, zero-field cooling, effets thermiques, effets géométriques. Supraconducteurs à haute température critique : anisotropie, ligne d'irréversibilité, granularité. Applications industrielles: câbles, matériaux volumiques, films minces. |
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Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) du cours :
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| A l'issue du cours, les étudiants seront capables de :
- connaître et comprendre les propriétés électriques et magnétiques des supraconducteurs ainsi que les différences principales avec les conducteurs normaux;
- comprendre comment les théories de base de la supraconductivité peuvent être appliquées pour analyser les propriétés physiques des supraconducteurs;
- comprendre l'influence de la microstructure du matériau sur ses performances de conduction de courant;
- faire preuve de sens pratique, réaliser correctement des mesures électriques sur des supraconducteurs en conditions cryogéniques;
- montrer comment les propriétés uniques des supraconducteurs peuvent être exploitées dans diverses applications d'ingénierie.
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Prérequis et corequis / Modules de cours optionnels recommandés :
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| Il est souhaitable que le cours d' "Electromagnétisme" (ELEN0076-1) soit suivi la même année ou ait été suivi antérieurement. |
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Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
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| 5 séances (obligatoires) de travaux de laboratoire consacrés à la caractérisation électrique et magnétique des supraconducteurs (résistivité, susceptibilité magnétique, densité de courant critique par méthode directe et indirecte, force de lévitation). Séminaires sur les notions de synthèse des céramiques supraconductrices. Observations au microscope électronique. Visite des laboratoires du groupe de recherches SUPRATECS (Service Universitaires pour la Recherche et les Applications Technologiques des matériaux Electrocéramiques, Composites et Supraconducteurs), partie "capteurs et systèmes de mesures électriques". |
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Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance) :
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| Présentiel |
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Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
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| Livre de référence :
"Foundations of Applied Superconductivity" T.P. Orlando and K.A. Delin, Addison Wesley Publishing Company (1991).
Notes de cours supplémentaires : (Contacter Philippe Vanderbemden).
"Complements on magnetic properties and critical currents of superconductors" (31 pages).
"Cours de supraconductivité. Notes de travaux pratiques" (27 pages). |
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Modalités d'évaluation et critères :
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| Partie téorique : examen écrit (session de janvier ou de mai-juin)
Partie pratique : contrôles écrits de la préparation des laboratoires (lors des séances de laboratoire) |
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Stage(s) :
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Remarques organisationnelles :
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| 1. Cours théorique (30 heures) : horaire à déterminer (cours proposé au 1er semestre). Les étudiants intéressés par ce cours peuvent prendre contact avec Philippe Vanderbemden.
2. Travaux pratiques (30 heures) : horaire à déterminer en fonction des disponibilités du laboratoire. |
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Contacts :
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| Philippe Vanderbemden
Tel : 04 366 26 70
Philippe.Vanderbemden@ulg.ac.be |
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