Weltpremiere: Nexans lieferte das erste supraleitende

Communiqué de presse
Nexans fournit le premier palier supraconducteur sans contact
pour une application industrielle
Paris, 21 septembre 2005 – Nexans, leader mondial de l’industrie du câble,
annonce la fourniture du premier palier sans contact à base de supraconducteurs à
haute température critique (HTC) destiné à une application industrielle. Le client de ce
prototype est le département Corporate Technology de Siemens AG, qui le teste pour
l’utiliser dans des équipements électriques.
Siemens, qui mène des recherches intensives sur les supraconducteurs HTC, a
récemment mis en service un générateur 4 MVA pour navires qui contient un rotor à
aimant supraconducteur HTC. La forte densité de courant des supraconducteurs HTC
permet de concevoir des moteurs et des générateurs compacts. Cet aspect revêt une
importance particulière dans les applications navales, où un faible poids et des
dimensions réduites permettent d’optimiser l’utilisation de l’espace et de concevoir de
nouveaux types de navires qui ne seraient pas réalisables avec des moteurs classiques.
Le nouveau palier sans contact bénéficie lui aussi de la forte densité de courant des
supraconducteurs HTC, même si en l’occurrence elle sert à maintenir un arbre rotatif
en suspension dans un champ magnétique.
Grâce au champ magnétique, le palier supraconducteur maintient en suspension sans
contact un rotor équipé d’aimants permanents et peut supporter une charge nominale
de 500 kg. Ce palier a été conçu et réalisé par Nexans Superconductors GmbH
(NSC), la filiale de Nexans spécialisée dans les supraconducteurs et implantée à Hürth
(Allemagne), en collaboration avec les experts de Nexans en cryogénie, basés à
Hanovre, ainsi qu’avec les spécialistes de l’Institut IMAB de l’Université Technique de
Brunswick. Les supraconducteurs ont été fabriqués et assemblés sur le site de Hürth. Le
stator en cuivre qui porte le supraconducteur et le rotor ont également été développés
et produits au sein de NSC.
Une technologie sécurisée
« Les paliers supraconducteurs offrent une sécurité intrinsèque, ce qui les distingue des
autres types de paliers sans contact », explique Joachim Bock, Directeur Général de
NSC. Les aimants permanents ne peuvent pas à eux seuls créer un état stable. Les
paliers à base d’électro-aimants (paliers magnétiques actifs) exigent un courant
d’alimentation constant pour effectuer les réglages d’équilibrage. En revanche, le
palier passif supraconducteur ne nécessite pas ce type de régulation car les cristaux
d’YBCO (oxyde de cuivre à base d’yttrium et de baryum) réagissent individuellement
au voisinage des aimants permanents du rotor, qui sont ici disposés en anneau. Le
matériau supraconducteur se comporte comme un aimant permanent sous l’influence
d’un champ magnétique externe. « Cet aimant permanent supraconducteur maintient
l’arbre en position stable par lévitation, en équilibrant les forces radiales et latérales »,
précise Jean-Maxime Saugrain, Directeur de l’Activité Supraconducteurs de Nexans.
270 éléments supraconducteurs
Le cylindre supraconducteur se compose de 270 monocristaux d’YBCO produits par
NSC, disposés sur une armature de cuivre d’environ 325 mm de diamètre et 305 mm
de haut. Une unité réfrigérante refroidit le cylindre de cuivre contenant les
supraconducteurs jusqu’à une température d’environ -210°C. Un vide de 10-7 mbar
appliqué à l’intérieur du palier évite la formation de givre résultant de la condensation
de l’humidité atmosphérique. La masse de cuivre du stator emmagasine le froid,
permettant ainsi au palier de continuer à supporter sa charge pendant plusieurs
heures même en cas de panne de l’unité réfrigérante.
Tests en cours chez Siemens
Le palier supraconducteur est actuellement soumis à des tests poussés chez Siemens
après les essais préliminaires chez NSC. A partir des données recueillies en
fonctionnement, ces tests permettront d’établir les tolérances pour une utilisation dans
des machines tournantes. Le nouveau palier a déjà fait la preuve de ses principales
qualités sur le banc d’essai : il peut être refroidi à -245°C (le minimum requis était de
-210°C), supporter une charge allant jusqu’à 690 kg (pour une exigence minimale de
500 kg) et un régime moteur atteignant 3600 tours/min. L’entrefer du palier
représente également une prouesse technique de la part de Nexans car le jeu autour
du rotor équipé d’aimants permanents n’est que de 1 mm. Cette même distance de
seulement 1 mm sépare le cryostat, qui fournit l’isolation thermique, du matériau
supraconducteur se trouvant à une température de -245 C. Des différences de
température pouvant atteindre 270°C sont ainsi supportées sur une très courte
distance.
A propos de Nexans
Nexans, leader mondial de l’industrie du câble, propose une large gamme de solutions câbles cuivre et fibre
optique pour les marchés d’infrastructure, de l’industrie et du bâtiment. Les câbles et systèmes de câblage de
Nexans sont présents dans notre vie quotidienne depuis les télécommunications jusqu’aux réseaux d’énergie,
l’aéronautique, l’espace, la construction, l’automobile, le ferroviaire, la pétrochimie, les applications médicales,
etc. Avec une présence industrielle dans 29 pays et des activités commerciales dans 65 pays, Nexans emploie
20 000 personnes avec un chiffre d’affaires de 4,8 milliards d’euros pour 2004. Nexans est coté à la Bourse
de Paris. Pour plus d’informations : www.nexans.com
Nexans développe et fabrique des matériaux, des composants et des systèmes supraconducteurs, notamment des
câbles supraconducteurs, des éléments pour limiteurs de courant, ainsi que les cryostats flexibles et rigides
indispensables aux systèmes supraconducteurs.
A propos de Siemens Corporate Technology
Au cours de son exercice 2003/2004, Siemens a investi 5,1 milliards d’euros dans la recherche et le
développement. Le Groupe, qui emploie plus de 45 000 personnes dans la R&D à travers le monde, est un leader
mondial dans ce domaine avec 48 000 brevets à son actif. Le département central Corporate Technology (CT) de
Siemens compte plus de 1700 employés dans des technologies clés et transversales ayant un impact dans tous les
secteurs. Au sein de Siemens, CT est également responsable de la gestion globale des brevets, la protection de
l’environnement, la participation aux travaux des comités internationaux de normalisation, ainsi que du Corporate
Information Research Center de Siemens. Pour en savoir plus, consultez le site www.ct.siemens.com, où vous
trouverez notamment les derniers communiqués de presse concernant le générateur HTS, sous la rubrique « CT
Press ».
Enveloppe cryogénique
avec système de refroidissement
Cylindre supraconducteur comprenant 270
monocristaux de YBCO montés sur deux
demi-coques en cuivre
Contacts :
Presse
Céline Révillon
Tél. : +33 (0)1 56 69 84 12
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Relations investisseurs
Michel Gédéon
Tél. : + 33 (0)1 56 69 85 31
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