Vitesse de propagation de la zone normale dans des empilements de rubans supraconducteurs à haute température critique

Ces dernières années, des avancées technologiques dans le domaine des rubans supraconducteurs à haute température critique (HTS) ont permis d’améliorer leur robustesse et leur qualité. En ce sens, la recherche se tourne vers le développement de systèmes demandant des arrangements complexes de ces rubans tels des câbles supraconducteurs et des électro-aimants à fort champ magnétique. Ces systèmes de plus en plus complexes nécessitent toutefois une maîtrise grandissante des propriétés supraconductrices des rubans. En effet, ceux-ci restent encore très vulnérables quant à l’apparition de points chauds. Ces points constituent des régions du ruban ayant abruptement perdu leur supraconductivité à cause, par exemple d’un défaut dans le courant critique. Si ces points chauds ne sont pas détectés et contrôlés rapidement, ils peuvent générer une chaleur remarquable en une fraction de seconde menant à la dégradation complète de l’empilement supraconducteur. L’augmentation de la vitesse de propagation de la zone normale (NZPV) est une approche qui permet d’améliorer la détection des points chauds. Cette vitesse, relativement faible pour les supraconducteurs à haute température critique, peut être augmentée à l’aide de l’architecture current flow diverter (CFD) développée dans le laboratoire du prof. Sirois. Celle-ci permet d’augmenter drastiquement la NZPV sans nuire aux propriétés supraconductrices des rubans. De fait, l’architecture CFD modifie la résistance de l’interface entre la couche supraconductrice du ruban et la couche de stabilisateur. L’équipe du Prof. Sirois a montré que cette architecture est efficace quant à l’augmentation de la NZPV dans un ruban. Toutefois, il est primordial de démontrer le fonctionnement de l’architecture CFD dans des systèmes complexes de rubans supraconducteurs. Ce projet a permis de tester cette architecture sur des empilements de deux et de quatre rubans supraconducteurs pour différents types d’empilements. Les types d’empilements sont les suivants : un empilement conventionnel, un empilement où les couches supraconductrices sont mises face à face et un empilement mixte où un ruban régulier est combiné avec un ruban CFD. Les mesures expérimentales utilisent des rubans de REBCO de la compagnie SuperPower Inc. d’une largeur de 4 mm. Les résultats des expérimentations démontrent que l’architecture CFD ne perd pas ses propriétés dans les empilements étudiés. Par contre, l’empilement mixte de type face à face affiche une plus faible NZPV que l’empilement conventionnel. Finalement, une modélisation par éléments finis des empilements est réalisée par COMSOL Multiphysics pour corroborer les résultats obtenus expérimentalement.