Le secret du vol du père Noël

Dans quelques jours, c’est Noël! A l’approche de ces fêtes de fin d’année, je pense que chacun d’entre vous s’est déjà posé au moins une fois cette question : comment fait le Père Noël pour voler? L’explication scientifique la plus plausible qui me vienne à l’esprit, c’est la lévitation magnétique. 

L’effet de la lévitation est dû à une propriété physique assez complexe, appelée supraconductivité, découverte en 1911 par un physicien néerlandais, Heike Kamerlingh Onnes.
Avant toute chose, il faut savoir que les matériaux se classent en 2 catégories :

  • les matériaux isolants,
  • les matériaux conducteurs.

Les isolants (le bois, le verre, l’air etc.) ne conduisent pas l’électricité contrairement aux conducteurs (l’argent, le cuivre, l’or etc.). Chaque matériau est caractérisé par une résistance électrique. Plus la résistance est grande, plus le courant électrique a du mal à se propager dans le matériau.

Nous allons nous intéresser à la deuxième catégorie de matériaux : les conducteurs.
En refroidissant certains conducteurs à de très basses températures (-250°C), la résistance s’annule totalement : tout se passe alors comme si rien ne s’opposait au passage du courant électrique. Ces matériaux sont appelés supraconducteurs. Mais ce n’est pas tout. Ils ont également la faculté de repousser les champs magnétiques, ce qui conduit à un effet spectaculaire, la lévitation magnétique.

Un aimant, constitué de 2 pôles (nord et sud), crée tout autour de lui un champ magnétique. En voici une illustration :

De la limaille de fer est utilisée pour visualiser le champ magnétique créé par l’aimant

Déposons maintenant l’aimant sur un conducteur (qui a la capacité à devenir supraconducteur).
A haute température, le champ magnétique, créé par l’aimant et représenté par les flèches rouges sur le schéma ci-dessous, pénètre complètement le matériau et passe à travers. Dans ce cas, il ne se passe rien de particulier.

Maintenant, si nous refroidissons le conducteur de manière à ce qu’il devienne supraconducteur, celui-ci va « expulser » le champ magnétique de l’aimant. En effet, le matériau supraconducteur crée des courants qui s’opposent complètement au champ magnétique appliqué par l’aimant.

Une force invisible suffisamment forte permet alors de faire « flotter » l’aimant au-dessus du supraconducteur! C’est la lévitation magnétique.

Les deux propriétés fondamentales des supraconducteurs (résistivité nulle et expulsion du champ magnétique) sont déjà utilisées dans de nombreux domaines : dans le milieu médical avec l’imagerie IRM, dans le milieu de la recherche scientifique avec les accélérateurs de particules, ou encore dans le milieu du transport.
Le Japon utilise effectivement un train en lévitation, le MagLev (MAGnetic LEVitation). En se servant des forces magnétiques créées par des aimants supraconducteurs, il se déplace au-dessus des rails sans jamais les toucher. Il n’y a donc aucun frottement ce qui permet au train d’atteindre un record de vitesse s’élevant à 581 km/h.

Le MagLev, Japon

On se rapproche de notre problème initial qui, je vous le rappelle, était le secret du vol du Père Noël. Je pensais que la lévitation magnétique apporterait une réponse à cette question, mais je reste perplexe.
En effet, il faudrait que le traîneau du Père Noël soit équipé d’aimants et que d’autres aimants soient également disposés tout le long de son trajet autour de la Terre, afin de créer une force magnétique suffisamment puissante pour permettre la lévitation… Par exemple, pour faire léviter le MagLev à 3 cm au-dessus des rails, il faut une force de 4,2 Tesla. C’est énorme! A titre de comparaison, la force magnétique de notre planète s’élève à environ 0,00002 Tesla. Je n’imagine donc pas la force qu’il faudrait créer pour que le Père Noël puisse léviter à plusieurs mètres au-dessus du sol. Tout simplement impossible à réaliser.
Le mystère du vol du Père Noël reste donc entier…

Amélie Cabasse

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3 réflexions au sujet de « Le secret du vol du père Noël »

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