C'était il y a 100 ans, en avril 1911. Le physicien néerlandais Heike Kamerlingh Onnes a eu la surprise de sa vie dans son laboratoire de l'Université de Leyde.

Il venait alors de réussir à refroidir l'hélium à une température record de -270 °C et s’amusait à exposer un fil de mercure à ces très basses températures. Au terme de cette expérience, au bas d'une page de son calepin, il griffonne les trois mots qui marqueront le début de l'histoire de la supraconductivité : « mercure presque zéro ».

Ce qui était presque à zéro, c'était la résistivité électrique du mercure. Contre toutes les spéculations des physiciens de l'époque, Onnes observe que le courant électrique passe sans résistance — sans perte d'énergie ou de chaleur — dans le mercure refroidi. « Ce qu’a découvert Onnes, c'est un nouvel état de la matière. De la même manière que l'eau devient glace en dessous de zéro, certains métaux deviennent supraconducteurs à des températures approchant le zéro absolu (-273 °C) », explique André-Marie Tremblay, professeur au département de physique de l'Université de Sherbrooke. « Envoyez un morceau de métal comme le plomb sur la Lune, et il sera supraconducteur », précise d’ailleurs Louis Taillefer, aussi professeur à l'Université de Sherbrooke. Ce nouvel état de la matière a également la propriété de repousser les champs magnétiques qui l'entourent, comme le découvrent Walter Meissner et Robert Ochsenfeld en 1933, et peut, par conséquent, faire léviter des aimants.

Cent ans plus tard, la supraconductivité demeure en grande partie un mystère. Le phénomène a passionné des générations entières de physiciens, y compris Feynman, Heisenberg, Bohr, Einstein, qui ont tenté sans succès de l'expliquer. Ce qui ne l’empêche pas d’être employé en électronique, ou pour créer de puissants aimants dans les appareils d'imagerie à résonance magnétique, pour les électroaimants qui accélèrent les particules le long des 27 km de tunnels du LHC (Grand collisionneur de hadrons) en Europe. Elle permet aussi aux trains de flotter quelques centimètres au-dessus des rails par lévitation magnétique et d’atteindre des vitesses records de 580 km/h.

Mais un grand problème reste à résoudre. La supraconductivité n'apparait qu'à des températures glaciales et la machinerie et l'énergie requise pour refroidir ces matériaux sont colossales. Le rêve poursuivi par les physiciens depuis un siècle est donc celui d’observer le phénomène à température ambiante. « Ce serait une véritable révolution. On pourrait imaginer transporter de l'énergie produite dans le désert du Sahara sous la mer et à travers les continents vers l'Europe sans perte. De la même manière que le transistor a permis Internet, la supraconductivité serait une importante révolution dont les applications sont encore à inventer », croit Louis Taillefer.

C’est finalement en 1986 que les supraconducteurs redeviennent un sujet... chaud! Deux physiciens suisses de laboratoires d'IBM créent un composé de céramique — normalement isolant — à base de cuivre et d'oxygène, qui devient supraconducteur à -245 °C. La découverte provoque une avalanche de recherches. Des centaines de laboratoires se mettent à explorer des matériaux similaires et en quelques mois à peine, les chercheurs obtiennent des températures de transition de 90 degrés au-dessus du zéro absolu, soit à -183 °C. Aujourd'hui, par des alliages de plusieurs métaux, de calcium et d'oxygène, la température la plus élevée à laquelle ait existé un supraconducteur est de -137 °C! Il reste donc encore quelques degrés à parcourir aux physiciens qui continuent d’explorer sans cesse de nouveaux alliages et d’expérimenter comme le prescrit la devise de Kamerlingh Onnes : « Door Meten, tot weten », par l'expérience, la connaissance.