Vous avez peut-être déjà vu cette expérience : on prend on morceau de supra-conducteur qu'on plonge dans de l'azote liquide et on approche un aimant. Si on lâche l'aimant au dessus du supra, cela semble miraculeux, mais il vole ! Il lévite plus exactement. On peut même le bousculer un peu, le faire tourner...
Que s'est-il passé ? Pour le comprendre, il faut avoir à peu près compris le phénomène d'induction, et se souvenir qu'un supra-conducteur conduit l'électricité sans la dissiper.
Quand on approche l'aimant du supra-conducteur, on produit un champ manétique variable et donc des courants induits dans le supra-conducteur. Dans un métal normal, ces courants existent aussi, mais ils sont très vite dissipés (c'est le principe des plaques chauffantes à induction). Dans le supra, ces courants continuent à tourner sans rencontrer de résistance.
Mais si le supra est le siège de courants, cela veut dire qu'il génère un champ magnétique ! En fait, il génère un champ de manière à ce qu'à l'intérieur du supra le champ magnétique total soit nul en toute circonstance : c'est l'effet Meissner. On peut donc considérer que le supra se comporte comme un aimant - mais un aimant qui est forcément orienté dans le sens inverse du véritable aimant (sinon le champ ne serait pas nul dans le supra !). Et ces deux aimants se repoussent ce qui explique pourquoi le véritable aimant lévite.
Evidemment, on peut envisager l'expérience inverse : cette fois, on fait léviter un morceau de supra au dessus d'un aimant permanent. Ca marche de la même manière ! La seule chose, c'est qu'on peut se demander pourquoi le supra lévite, exactement. Bon, quand on approche le supra de l'aimant, des courants se créent à l'intérieur, d'accord. Mais ces courants, dans un champ magnétique, ils ressentent une force appellée Force de Laplace, non ? Eh bien dans ce cas, c'est cette force qui fait que le supra continue à léviter.
Ces phénomènes cessent quand le supra-conducteur se réchauffe parce qu'il perd alors la propriété de conduire le courant sans résistance.
En utilisant des supra-conducteurs, on peut arriver à fabriquer des électro-aimants (bref, des bobines qui créent un champ magnétique quand un courant les traverse) extrêmement puissants. Et pour les mêmes raisons que ci-dessus, deux électro-aimants dans des sens opposés se repoussent. C'est le principe de la lévitation magnétique. C'est ainsi qu'on fabrique des trains qui ne touchent pas les rails. Bon, les prototypes marchent très bien, mais pas commercialement parlant...
Et en bonus : la vidéo qui correspond à ce que je viens de vous décrire !