Superfacts

Objectif

Développer un procédé innovant pour fabriquer un fil rond pour les câbles de puissance doté des mêmes propriétés que le ruban.

Enjeux

La supraconductivité est la propriété, possédée par certains matériaux, de conduire le courant électrique sans résistance dans une plage donnée de température et jusqu’à une valeur limite du courant. Les câbles électriques supraconducteurs ont donc des performances supérieures aux câbles traditionnels en conduisant le courant nominal avec moins de pertes et en limitant les surintensités de court-circuit. 
Dans un réseau de distribution d’électricité, jusqu’à 1 % de l’énergie est perdue dans les lignes. La supraconductivité limiterait ces pertes et faciliterait l’introduction de production d’énergie décentralisée intermittente (solaire, éolien, etc).

Au niveau mondial, cette technologie n’est maitrisée que par quelques industriels parmi lesquels Nexans, leader dans l’industrie du câble. Le projet de R&D Superfacts, coordonné par ce dernier, s’est attaché à développer les matériaux et les procédés pour la mise en œuvre de câbles supraconducteurs dit de 3e génération, composée de fils ronds et non plus de rubans. Cette génération étant plus compacte et plus facile à installer doit accélérer la pénétration sur le marché des technologies supraconductrices. Pour ce faire, Nexans s’est associé à l’aciériste Aperam pour l’élaboration de nouveaux matériaux supraconducteurs et avec 2 instituts de recherche experts sur le dépôt des matériaux supraconducteurs : l’Institut Louis Néel et le CRETA.
Grâce au projet Superfacts, la supraconductivité monte en gamme avec la mise au point d’une solution de câble de puissance compact intégrant des fils ronds faciles à utiliser et dotés de performances énergétiques élevées.

La supraconductibilité renforcée sur les câbles de puissance

Alors que les composants supraconducteurs n’existaient que sous forme de ruban, le projet Superfacts s’est concentré sur le développement industriel de fils supraconducteurs à section ronde. Les premiers tests ont porté sur des surfaces planes, puis convexes. Aperam a mis au point un procédé métallurgique à base de nickel texturé par épitaxie. Deux sociétés, l’une allemande, l’autre américaine, fabriquent désormais ce produit. Le projet a aussi permis de mettre au point plusieurs méthodes de quantification d’hypertexture. La supériorité technique des câbles supraconducteurs tient aux propriétés du matériau du conducteur. Celui-ci se transforme à – 200°C en un conducteur quasi parfait, capable de transporter 100 fois plus d’électricité que le cuivre. Les câbles supraconducteurs développés par Nexans offrent déjà une capacité de transport d’électricité 5 fois supérieure à celle des câbles en cuivre de même diamètre, avec des pertes électriques bien moindres. L’introduction de fils de géométrie ronde permettra d’augmenter l’ampacité d’un facteur 15 par rapport à celle des câbles conventionnels.

Croissance

En le dotant d’une compétence unique sur la scène internationale, Superfacts apporte à Nexans un avantage concurrentiel décisif. Le groupe ambitionne aujourd’hui le marché des réseaux d’infrastructures en zones urbaines. Alors que le marché du câble a tendance à se contracter légèrement en Europe, il poursuit sa croissance en Asie et en Amérique. Nexans souhaite promouvoir cette technologie sur tous les continents, dans le contexte porteur des réseaux intelligents. Après le succès de différents prototypes, la ville d’Essen, en Allemagne, a déjà choisi d’installer un kilomètre de ce système supraconducteur. Tests d’impact de foudre simulant des tensions sept fois supérieures à la tension nominale, tests de charge continue, tests sur la jonction de raccordement et les extrémités du câble : tous les voyants sont au vert. Le système a été plébiscité par les habitants, qui l’ont jugé plus sûr, avec une tension moindre et sans rayonnement électromagnétique.

Perspectives

Le projet de câbles composés de fils ronds se poursuit dans le projet FP7 EUROTAPES. La collaboration de Nexans avec le CRETA se prolonge sur l’étude des matériaux supraconducteurs, afin que l’entreprise conserve son avance sur cette technologie. De nouveaux besoins ont pu être identifiés dans les transports, notamment l’aviation et le naval.