Académie chinoise des sciences. Le champ magnétique fort de Tesla bat un record

Le 28 septembre 2025, l'aimant entièrement supraconducteur développé par l'Institut de physique des plasmas de l'Académie des sciences de Chine à Hefei a figé ce chiffre comme nouvelle norme mondiale. Il ne s'agit pas d'une percée accidentelle en laboratoire, mais d'un jalon marquant la prise de leadership complet de la Chine dans le domaine de la technologie supraconductrice à champ ultra-élevé – des matériaux de base aux procédés de fabrication, 100% autonomes et maîtrisés.

.：Plus que les chiffres, mais aussi les limites des matériaux et de l'ingénierie

Dans le monde des aimants supraconducteurs, le tesla est l'unité fondamentale pour mesurer l'intensité du champ magnétique, et l'état stable signifie la capacité de fonctionner de manière continue et stable. Auparavant, le record mondial de champ magnétique en régime permanent était détenu par le National High Magnetic Field Laboratory des États-Unis avec 32 teslas. L'atteinte de 35.1 teslas par la Chine cette fois-ci ne représente pas seulement un dépassement numérique, mais marque également la première fois que l'humanité a poussé le champ magnétique de fonctionnement stable d'un aimant entièrement supraconducteur dans la gamme des 35 teslas.

Derrière cette percée, il y a un schéma de conception composite d'interpolation supraconducteur à haute température + aimant supraconducteur à basse température. En termes simples, c'est comme un double blindage sur un aimant : l'aimant supraconducteur à basse température extérieur fournit un champ magnétique de base, et l'aimant supraconducteur à haute température intérieur est comme un superamplificateur, superposant un champ magnétique super fort dans un très petit espace. Cependant, la préparation de cette armure est plus difficile que jamais imaginé - lorsque l'intensité du champ magnétique dépasse 30 Tesla, une énorme contrainte électromagnétique est générée à l'intérieur du matériau supraconducteur, ce qui est suffisant pour briser instantanément les pièces de précision. Grâce à la technologie d'optimisation coopérative multi-champ physique, l'équipe de recherche a contrôlé la précision de la distribution des contraintes à 0,1 mégapascal, ce qui équivaut à répartir uniformément le poids d'un kilo sur un cheveu. Les données de test ont montré que l'aimant fonctionnait de manière stable pendant 30 minutes à une intensité de 35,1 Tesla, avec des fluctuations de champ magnétique inférieures à 0,001 Tesla, une stabilité qui a étonné les pairs internationaux : l'équipe chinoise a découvert le « gaz de silicium » de l'aimant supraconducteur.

Plus crucial encore, de la bande supraconductrice au système de réfrigération cryogénique, de la conception de la structure des aimants aux procédés d'usinage de précision, tous les maillons clés ont été réalisés par une production nationale. Par exemple, la bande supraconductrice à haute température de deuxième génération, développée de manière autonome par l'équipe, atteint une densité de courant critique de niveau internationalement avancé. Une seule bande peut transporter un courant équivalent à 1000 fils de cuivre ordinaires, tandis que son coût ne représente que 60% de celui des produits importés. Cette maîtrise complète de la chaîne, des matériaux à la conception et à la fabrication, a complètement brisé le monopole technologique étranger dans le domaine des aimants à champ ultra-élevé, éliminant ainsi les obstacles critiques pour les futures applications industrielles.

Comment la technologie de la supraconductivité redessine la carte industrielle

Beaucoup de gens pourraient se demander : à quelle distance de notre vie quotidienne se trouve un aimant de 35,1 teslas ? En réalité, il agit comme un moteur technologique de pointe, entraînant la modernisation industrielle dans de nombreux domaines.

Dans le domaine de la santé médicale, les aimants à champ ultra-haute sont au cœur de la prochaine génération d'appareils d'imagerie par résonance magnétique (IRM).À l'heure actuelle, l'IRM de 1,5 T ou 3,0 T couramment utilisée dans les hôpitaux a une précision diagnostique limitée pour les tumeurs précoces et les maladies neurodégénératives, tandis que l'IRM à champ ultra-haute soutenue par un aimant de 35 T peut réaliser l'imagerie des molécules de protéine dans une seule cellule, ce qui rend le dépistage précoce de la maladie d'Alzheimer possible. Plus important encore, avec la maturité de la technologie d'aimants supraconducteurs domestiques, le coût des équipements médicaux pertinents devrait être réduit de plus de 50 %, ce qui favorisera la popularité des équipements médicaux haut de gamme.

Dans les domaines de l'énergie et des transports, l'application des aimants supraconducteurs apportera des changements révolutionnaires. Par exemple, un système de transmission d'énergie hautement efficace basé sur la technologie supraconducteur peut réduire les pertes de transmission de 15% à moins de 1% par rapport aux câbles traditionnels. Si le réseau électrique national est étendu, la production d'électricité équivalente à la production de trois centrales électriques des Trois Gorges peut être économisée chaque année. Dans le domaine du transport à lévitation magnétique, le fort champ magnétique généré par l'aimant de classe 35T peut augmenter la hauteur de suspension du train à plus de 10 cm, améliorer la capacité anti-interférence de trois fois, et fournir un soutien technique pour le train à lévitation magnétique du tuyau sous vide à une vitesse de plus de 600 km / h à l'avenir.

Le domaine spatial bénéficie également de manière significative. Les équipements clés tels que les systèmes de propulsion électromagnétique des vaisseaux spatiaux et les simulateurs d'environnement spatial nécessitent tous un environnement à champ magnétique intense. China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC) a déjà établi une coopération avec l'Institut des sciences physiques de Hefei, prévoyant d'appliquer la technologie des aimants supraconducteurs au système de lancement électromagnétique de la nouvelle génération de fusées porteuses lourdes, ce qui pourrait réduire les coûts de lancement des satellites de 40%.

Il convient de noter que l'industrie des matériaux supraconducteurs à haute température inaugure une période d'éclatement. Les données montrent que l'échelle du marché mondial des supraconducteurs à haute température en 2024 est d'environ 8 milliards de dollars américains, et avec la percée de la technologie d'aimant 35,1 T de la Chine, on estime que la demande intérieure de matériaux supraconducteurs augmentera de 10 fois d'ici 2030, conduisant l'échelle de l'industrie en amont et en aval à dépasser 100 milliards de yuans. Anhui, Shanghai, Sichuan et d'autres endroits ont mis en place des grappes industrielles de supraconducteurs, formant une chaîne industrielle complète de R & D de matériaux - fabrication d'aimants - démonstration d'application. Le volume de commande d'une entreprise de supraconducteurs à Hefei a été ordonné en 2026, et les produits ont été exportés vers 12 pays.

La logique sous-jacente du suivi au leader

35.1 Tesla Magnet Breakthrough, Not a Coincidence. Retracing the Development of China's Superconducting Technology, a Clear Path to Breakthrough is Evident: Guided by National Strategic Needs, Integrating the Strengths of Research Institutes and Enterprises, Through Full-Chain Research from Basic Research to Key Technologies and Industrial Applications, Achieving a Leap from Technology Follow-up to Standard Setting.

Au stade de la recherche fondamentale, l'Institut de matériaux de Hefei de l'Académie chinoise des sciences, en collaboration avec l'Université de Tsinghua, l'Université Jiaotong de Shanghai et d'autres universités, a entrepris le projet spécial de matériaux et de dispositifs supraconducteurs du programme national de R & D clé pendant 10 ans consécutives, investissant plus de 2 milliards de yuans, construisant la seule plate-forme d'essai de performance des matériaux supraconducteurs couvrant la température ambiante de -271 °C. Dans la recherche des technologies clés, l'équipe a adopté le mécanisme d'ouverture et de commandement pour décomposer les os durs tels que le contrôle de la contrainte des aimants et la réfrigération à basse température en 23 modules techniques, qui ont été conjointement étudiés par les entreprises, les universités et les instituts de recherche scientifique et ont finalement formé 138 brevets de base.

Ce mode d'intégration profonde de l'industrie, de l'apprentissage, de la recherche et de l'utilisation est en train de devenir la norme de l'innovation scientifique et technologique en Chine. Par exemple, dans le processus de préparation de la bande supraconducteur, l'équipe de recherche scientifique a construit conjointement une base pilote avec une entreprise du Yunnan pour convertir les résultats du laboratoire en un processus de production de masse, et le taux de qualité de la bande a été amélioré de 30% à 92% en seulement 18 mois. Comme l'a déclaré Chen Liquan, académicien de l'Académie chinoise d'ingénierie : « La percée de l'aimant Tesla 35.1 prouve que la Chine a établi un écosystème d'innovation scientifique et technologique efficace, qui peut non seulement ronger les « os durs » de la recherche fondamentale, mais aussi franchir rapidement le « dernier kilomètre » de l'industrialisation. »

Comment la supraconductivité réécrit-elle les règles internationales ?

Dans le domaine de la science et de la technologie, le pouvoir de fixer les normes est souvent plus important que la technologie elle-même. La Chine a non seulement brisé le monopole de l'Europe et des États-Unis dans le domaine des champs ultra-hauts, mais a également plus de voix dans la formulation des normes internationales.

À l'heure actuelle, la Commission électrotechnique internationale (CEI) élabore des normes de sécurité pour les aimants supraconducteurs. L'équipe chinoise a pris la tête de la rédaction de trois normes internationales, y compris la méthode d'essai de contrainte pour les aimants supraconducteurs à champ ultra-haute et le guide d'application pour les bandes supraconducteurs à haute température, en s'appuyant sur les données de fonctionnement de l'aimant 35.1 Tesla. Dans le même temps, le Centre de science des champs magnétiques forts de l'Académie chinoise des sciences a signé un accord de coopération avec la Fédération Helmholtz allemande et l'Institut japonais de recherche sur les matériaux et les matériaux pour partager la plate-forme expérimentale de 35,1 aimants Tesla et attirer les meilleurs scientifiques du monde en Chine pour mener des recherches de pointe. Ce mode de sortie technologique + sortie standard + partage de plate-forme remodèle le modèle de coopération de la technologie supraconducteur mondiale.

L'impact plus profond est que la percée de la technologie supraconducteur accélérera le processus de la révolution scientifique et technologique verte. Selon les prévisions de l'Agence internationale de l'énergie, 30% de la consommation mondiale d'énergie dépendra de la technologie supraconducteur d'ici 2050, et le leadership de la Chine dans le domaine des aimants supraconducteurs totaux devrait promouvoir la transition énergétique mondiale vers une plus grande efficacité et une réduction du carbone.