Étude de la résistivité électrique de rubans supraconducteurs industriels dans le régime sur-critique

L'objectif principal des travaux présentés dans ce mémoire est de caractériser la résistivité électrique de rubans supraconducteurs industriels dans le régime sur-critique. Plus précisément, ceci consiste à développer un modèle physique, à partir de mesures expérimentales, permettant de décrire en fonction du courant et de la température, la résistivité au-dessus du courant critique. Caractériser le comportement électrique de rubans supraconducteurs s'avère essentiel afin d'optimiser l'utilisation de ce type de matériaux dans différents domaines tels que le transport d'énergie ou la fabrication d'électroaimants. Dans l'atteinte de cet objec-tif, il devient primordial de pouvoir contrôler parfaitement les conditions expérimentales. En effet, l'étude à fort courant des échantillons supraconducteurs amène son lot de défis sur le plan thermique. La chaleur produite dans l'échantillon étant proportionnelle au carré de la densité de courant injecté, il est nécessaire de forcer le passage du courant sur une très courte durée afin d'éviter un bris de l'échantillon. Selon ce principe, le professeur Sirois a développé lors des dernières années une source de courant pouvant atteindre des milliers d'ampères en quelques dizaines de microsecondes. L'utilisation d'une source de courant pulsée limite la quantité d'énergie injectée dans l'échantillon tout en permettant d'étudier le comportement des supraconducteurs au-dessus du courant critique. Afin d'atteindre l'objectif fixé, la première étape vise à améliorer l'équilibre thermique du montage. Lors des travaux précédant ce mémoire, il a été constaté que l'échantillon, une fois installé dans le système cryogénique, possédait un gradient en température sur toute sa longueur, c'est-à-dire que sa température initiale n'était pas identique partout sur l'échantillon. Dans la perspective de vouloir caractériser le comportement électrique selon la température, il est primordial de contrôler parfaitement les conditions expérimentales. Des simulations en éléments finis ont permis de cerner la source des problèmes thermiques sur le montage expérimental. La problématique principale venait du fait que l'amené de courant, qui fait le lien électrique entre la source et l'échantillon, était composé de plusieurs couches où l'aller et le retour de courant s'alternaient pour diminuer l'induction. Ceci avait pour effet de diminuer grandement le transfert thermique qui se réalisait en raison des nombreuses interfaces et connexions dans le cryostat. Des modifications ont donc été apportées au montage en changeant notamment l'amené de courant et en installant une autre pince de refroidissement pour maximiser le transfert thermique. Les mesures en laboratoire ont permis de constater que le gradient de température sur la longueur de l'échantillon a diminué de 20 à 2 K grâce aux modifications apportées.