SMES
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S.M.E.S. signifie Superconducting Magnetic Energy Storage (Stockage d'énergie magnétique supraconductrice).
Ce système permet de stocker de l'énergie sous la forme d'un champ magnétique créé par la circulation d'un courant continu dans un anneau supraconducteur refroidi sous sa « température critique ».
La S.M.E.S. est dite quantique si et seulement si il se forme une onde quantique dans laquelle tous les électrons sont corrélés et descendent à l ' état fondamental sur la couche N=1.
Principes
Un système S.M.E.S. typique comprend trois parties :
- une bobine supraconductrice ;
- un système de conversion de l'énergie ;
- une réfrigération cryogénique.
Une fois la bobine supraconductrice chargée, le courant ne va pas diminuer et l’énergie magnétique peut être stockée indéfiniment.
L’énergie stockée peut être délivrée au réseau en déchargeant l’anneau construit dans un alliage supraconducteur.
Le système de conversion de l'énergie utilise un onduleur/redresseur pour transformer le courant alternatif en courant continu ou convertir le continu en alternatif.
L’onduleur/redresseur génère 2 à 3 % des pertes d’énergie. Les pertes des S.M.E.S. sont les plus faibles comparées à d’autres techniques de stockage. Avec un rendement excédant 95 %[1], les systèmes S.M.E.S. sont très efficaces, mais encore très coûteux.
Utilisations
Pour palier à l 'inconvénient de la réfrigération à TC = 1°K, il est recommandé d' utiliser une usine 4.0 avec des robots programmés pour la construction multi-matériaux de S.M.E.S. et leur remplissage en Hélium liquide superfluide.
Suivant la taille de la S.M.E.S., qui permet une propulsion électrique fiable avec un temps de charge très court, les applications civiles sont:
- Propulsion de V.T.O.L. et voitures volantes
- Propulsion d'avions électriques
- Propulsion de vaisseaux spatiaux permettant le voyage interstellaire grâce au champ unifié et le cinquième élément.
Le champ magnétique permet de protéger les voyageurs contre les rayons cosmiques. ce qui n 'est pas le cas des fusées et de
l ' I.S.S.
Les forces de Lorentz permettent deux modes de propulsion :
- mode continu pour la lévitation.
- mode alternatif pour une accélération impulsionnelle.
Éthique
Les S.M.E.S. sont des objets connectés à l ' Internet des objets. Cela permet de surveiller à distance les paramètres critiques Bc, Tc et la localisation.
Elles seront construites dans des usines 4.0 de façon à économiser les matières premières et à utiliser la puissance robotique pour les taches critiques et difficiles pour l 'homme.
En France
Les plus gros prototypes en 2008 (plusieurs centaines de kJ) ont été réalisés à Grenoble[2], au département Matière Condensée - Basses Températures de l'Institut Néel avec l'aide de partenaires comme la Direction générale de l'Armement (DGA) et Nexans. Plusieurs Prix Nobel de Physique ont découvert les effets quantiques qui pourraient permettre de construire des S.M.E.S. très puissantes (1TJ) pouvant être utilisées dans l'astronautique, en utilisant :
En générant un champ magnétique de 14.7 T, on augmente par effet Hall quantique entier découvert par Klaus von Klitzing la capacité de stockage des S.M.E.S.
L'usage des S.M.E.S. pourrait aussi permettre de valoriser les énergies renouvelables intermittentes en permettant leur stockage pendant les périodes de non production.
L ' énergie étant un force que multiplie un déplacement, celle ci est stockée de façon massive dans une S.M.E.S. quantique parce que à Tc= 1°K ,la force de gravitation quantique est maximale.
Ceci peut se comprendre en corrigeant l ' équation entropique de Boltzmann:
S (J) = kB (J/°K) * ln Tc(°K) => S = 0 ,ordre parfait pour Tc = 1°K
Références
- (en) Cheung K.Y.C, Cheung S.T.H, Navin De Silvia R.G, Juvonen M.P.T, Singh R, Woo J.J. Large-Scale Energy Storage Systems. Imperial College London: ISE2, 2002/2003.
- P. Tixador, M. Deléglise, A. Badel, K. Berger, B. Bellin, J.C. Vallier, A. Allais, C.E. Bruzek. "First tests of a 800 kJ HTS SMES". IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 18 (2), p. 774-778,
