Un petit train qui flotte sans toucher le sol. De l’électricité produite avec la simple chaleur des mains. Les samedi 17 et dimanche 18 octobre, les chercheurs du CRISMAT présenteront ces expériences au Parc des expositions de Caen, pendant le festival FÊNO. Deux expériences où le froid et la chaleur révèlent le même travail : comprendre comment l’organisation des atomes détermine les propriétés des matériaux.
Pour faire léviter le train miniature, les scientifiques utiliseront de l’azote liquide, à environ −196 °C. À très basse température, certains matériaux deviennent supraconducteurs. Ils peuvent conduire l’électricité sans résistance et acquièrent des propriétés magnétiques qui rendent possible la lévitation.
La température nécessaire montre aussi les difficultés de la supraconductivité. Obtenir ces propriétés est une chose ; les maintenir dans des conditions compatibles avec une utilisation quotidienne en est une autre.
De la chaleur perdue à l’électricité
L’autre expérience fonctionne avec de la chaleur plutôt que du froid. Les mains des visiteurs réchaufferont une face d’un module thermoélectrique, créant un écart de température avec l’autre face qui permettra de produire de l’électricité.
Le phénomène est connu depuis deux siècles. Moteurs, machines et installations industrielles rejettent continuellement de la chaleur qui pourrait, en partie, être récupérée.
La difficulté est de trouver un matériau qui conduit bien l’électricité, mais mal la chaleur.
C’est précisément l’une des spécialités du CRISMAT, laboratoire associant le CNRS, l’université de Caen Normandie et l’ENSICAEN.
En 2024, deux études auxquelles ont participé ses chercheurs, publiées dans le Journal of the American Chemical Society, ont montré comment l’agencement des atomes dans certains composés à base de soufre influence leurs propriétés électriques et thermiques.
Pour examiner ces structures, les chercheurs utilisent notamment des techniques de diffraction électronique.
L’objectif est d’identifier les architectures atomiques capables d’améliorer la conversion de chaleur en électricité. Cette recherche, menée avec plusieurs partenaires français et internationaux, demande encore du travail pour être appliquée à de nouveaux générateurs.
Une pièce de monnaie révèle aussi ses secrets
La troisième expérience partira d’un objet ordinaire : une pièce métallique. Les visiteurs découvriront comment la disposition des atomes influence la résistance et les propriétés mécaniques des métaux.
Ce lien entre structure invisible et comportement observable traverse les recherches du laboratoire caennais. Il explique pourquoi certains matériaux conduisent l’électricité, d’autres résistent aux déformations, et pourquoi modifier leur organisation interne peut changer leurs performances.
Les chercheurs et personnels techniques du CRISMAT présenteront ces trois démonstrations au pôle Chimie et Matériaux du Village des savoirs et de l’innovation, dans le hall 3 du Parc des expositions de Caen.
L’accès est libre et gratuit, samedi 17 octobre de 10 h à 20 h et dimanche 18 octobre de 10 h à 19 h. Le festival débute vendredi 16 octobre, mais le CRISMAT ne sera présent que samedi et dimanche.