Durée
30h Th, 15h Labo.
Nombre de crédits
| Master : ingénieur civil physicien, à finalité | 5 crédits |
Enseignant
Langue(s) de l'unité d'enseignement
Langue anglaise
Organisation et évaluation
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Horaire
Unités d'enseignement prérequises et corequises
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement
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.
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement
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.
Savoirs et compétences prérequis
Il est souhaitable qu'un cours d'électromagnétisme soit suivi la même année ou ait été suivi antérieurement.
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement
3 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). Visite des laboratoires du groupe de recherche "capteurs et systèmes de mesures électriques", partie supraconductivité.
La tenue de séances de laboratoire en présentiel est sujette à modification en fonction de la situation sanitaire.
Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)
Présentiel (sujet à modification en fonction de la situation sanitaire).
Adaptations organisationnelles liées au contexte sanitaire
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours
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"
Une copie des transparents sera rendue disponible au premier cours.
Modalités d'évaluation et critères
Vous trouverez ci-dessous les modalités d'évaluation envisagées pour les examens en présentiel et à distance ainsi que celle souhaitée en cas de session hybride. En fonction de l'évolution sanitaire, la modalité choisie vous sera communiquée au plus tard un mois avant le début de la session d'examen.
Toutes sessions confondues :
- En présentiel
évaluation écrite ( questions ouvertes )
- En distanciel
évaluation orale
- Si évaluation en "hybride"
préférence en présentiel
Explications complémentaires:
Si tenue d'examens en présentiel dans les locaux de l'université :
Partie théorique et laboratoire : examen écrit (session de janvier) - pondération 85%
Si tenue d'examens en distanciel :
Partie théorique et laboratoire : examen oral à distance (session de janvier) - pondération 85%
Rapports de laboratoire - pondération 15%
Date limite pour les rapports de laboratoire : jour de l'examen (session de janvier)
Stage(s)
Remarques organisationnelles
1. Cours théorique (30 heures) : 1er quadrimestre - voir calendrier CELCAT
2. Laboratoires (15 heures) : horaire à déterminer en fonction des disponibilités du laboratoire.
Chacune des séances de laboratoire est obligatoire et doit être préparée à l'avance en lisant attentivement la section correspondante du syllabus de travaux pratiques.
Contacts
Philippe Vanderbemden Tel : 04 366 26 70 Philippe.Vanderbemden@uliege.be