Une sortie au Physiquarium Dans le cadre de la spécialité physique-chimie, nous sommes allés à l’Institut Néel à Grenoble. Nous avons visité l’institut et expérimenté au physiquarium trois pôles ( cristallographie, basses températures et magnétisme ) précédemment étudiés en classes. Le thème majeur de cette sortie était la supraconductivité. Voici un résumé de cette journée scientifique. Nathan Emile Loïs Eloi Mathieu 2017 Institut Néel

Visite de l’institut Néel : le diamant 1- Sa composition : C’est Antoine Lavoisier qui découvre la composition du diamant. Pour cela, il utilise une lentille pour concentrer les rayons solaires sur un diamant dans une atmosphère riche en oxygène. Le produit de la combustion est le dioxyde de carbone. Ainsi, Lavoisier a montré la nature carbonée du diamant. Le diamant est un minéral composé principalement de carbone. Chaque atome de carbone est lié à 4 atomes : il n’y a donc aucun électron libre ce qui fait en fait un très bon isolant. Ces liaisons covalentes, fortes et très dur à casser, expliquent la très grande dureté du diamant. Nathan Emile Loïs Eloi Mathieu 2017 Institut Néel

Visite de l’institut Néel : le diamant 2- Sa provenance : Le diamant provient de la remonté de magma qui a lieu à environ 100km de profondeur. La production de diamant nécessite plusieurs conditions : une haute pression de l’ordre du Gigapascal et une haute température de l’ordre de 10³ °C. On appelle cette technique HTHP ( haute température, haute pression ) qui a été découverte en 1955. Nathan Emile Loïs Eloi Mathieu 2017 Institut Néel

Physiquarium, pôle principale : la cristallographie La cristallographie est la science qui se consacre à l’étude des substances cristallines à l’échelle atomique. Lors de notre visite, nous avons étudié la cristallographie à l’aide des phénomènes de la diffraction, sans l’usage des rayons X. A l’aide des rayons X et de la loi de Bragg, la composition des cristaux peut être retrouvé. Nathan Emile Loïs Eloi Mathieu 2017 Institut Néel

Thème majeur : la supraconductivité 1- Définition et propriété : La supraconductivité repose sur la résistance électrique des métaux à basse température. En 1911, Onnes découvre que le mercure atteint une conductivité nulle à 4,2 Kelvin : il appelle cette propriété la supraconductivité. Il existe deux types de supraconducteurs. Les premiers ont pour propriété de repousser tout champ magnétique extérieur ( effet Meissner ). Les seconds contiennent en plus des zones non supraconductrices appelées « Vortex », qui permettent de laisser passer certaines ligne de champ magnétiques, pour par exemple faire entrer un aimant en lévitation grâce aux lignes de champs ayant différentes directions. Nathan Emile Loïs Eloi Mathieu 2017 Institut Néel

Thème majeur : la supraconductivité 2- Les applications : La supraconductivité est utilisée essentiellement dans les aimants, la lévitation, ou les réseaux électriques. Par exemple, en Chine, le train Maglev est un train à sustention magnétique. Il utilise les forces magnétiques pour se déplacer grâce à des aimants supraconducteurs ce qui permet de supprimer la résistance au roulement (maquette à droite ). Nathan Emile Loïs Eloi Mathieu 2017 Institut Néel

Avis sur la sortie Nathan Emile Loïs Eloi Mathieu 2017 Institut Néel Notre pôle principal était la cristallographie. C’est un pôle très intéressent mais malheureusement difficile à expérimenter. C’était donc très théorique et on s’est un peu ennuyé. La visite de la fabrication artificiel du diamant a été très intéressante. Nous avons pu apprendre qu’il est possible de réaliser un diamant artificiel, plus pur qu’un naturel mais moins dur, de A à Z. Nous avons fini cette journée par faire une présentation orale pour résumer cette journée puis chaque groupe a expliqué aux autres comment s’est déroulé la leur. En bref, c’était une bonne journée, riche en connaissance et pratique malgré un petit bémol pour la cristallographie et les expériences de supraconduction et basses températures étaient remarquables. Cette journée nous aura permis de mieux connaître le domaine de la recherche et le travail effectué à l’institut Néel. Nathan Emile Loïs Eloi Mathieu 2017 Institut Néel