En mars 2026, des physiciens de l’Université de Houston ont annoncé une température de transition record à pression ambiante : une supraconductivité à 151 Kelvin, soit environ moins 122 degrés Celsius[s]. Si ce résultat se confirme, il s’agirait du supraconducteur fonctionnant à la température la plus élevée jamais observée à pression atmosphérique. Certains médias indépendants ont toutefois souligné que l’étude ne démontrait pas explicitement une résistance nulle[s]. Le précédent record à pression ambiante datait de 1993. Cette avancée rapprocherait le domaine de son objectif ultime : un supraconducteur à température ambiante, utilisable dans des conditions quotidiennes.
Pourtant, la température ambiante reste encore à environ 140 degrés de distance[s]. Après 115 ans de recherche, aucun matériau n’a réussi à devenir supraconducteur à des températures confortables pour l’être humain sans recourir à des pressions équivalentes à celles du noyau terrestre. Cet écart persiste parce que les mécanismes physiques qui favorisent la supraconductivité à basse température se retournent contre elle lorsque la chaleur augmente.
Pourquoi les Supraconducteurs à Température Ambiante Changeraient Tout
Les supraconducteurs transportent l’électricité sans résistance. Dans les fils ordinaires, les électrons heurtent les atomes et perdent de l’énergie sous forme de chaleur. Dans un supraconducteur, les électrons s’associent en paires et circulent de manière coordonnée, évitant totalement ces collisions. Résultat : le courant circule indéfiniment une fois lancé, sans aucune perte d’énergie.
Les implications sont colossales. Aujourd’hui, la transmission d’électricité via le réseau entraîne une perte d’environ 8 % de l’énergie[s]. Réduire ces pertes permettrait d’économiser des milliards de dollars chaque année et de limiter l’impact environnemental. Les appareils d’IRM pourraient fonctionner sans refroidissement coûteux à l’hélium liquide. Les trains à sustentation magnétique et les composants électroniques supraconducteurs deviendraient plus faciles à exploiter.
Le problème : tous les supraconducteurs connus nécessitent soit un froid extrême, soit une pression extrême, soit les deux. Les rendre pratiques implique soit de résoudre le défi physique, soit d’accepter une infrastructure de refroidissement massive. Et c’est précisément ce défi physique que les scientifiques tentent de relever depuis 1911.
Le Mécanisme : Pourquoi le Froid est Indispensable
En 1957, trois physiciens américains ont publié une théorie expliquant le fonctionnement de la supraconductivité. La théorie BCS, du nom de ses créateurs Bardeen, Cooper et Schrieffer, a montré que les électrons peuvent s’associer grâce à des interactions avec les vibrations du réseau cristallin[s]. Ces paires d’électrons, appelées paires de Cooper, se comportent différemment des électrons individuels. Elles peuvent traverser le matériau sans être dispersées par les atomes.
La chaleur perturbe cette association. Plus un matériau est chaud, plus ses atomes vibrent violemment. Ces vibrations, qui aident à former les paires de Cooper à basse température, les détruisent à haute température. La théorie BCS ne s’applique bien qu’aux supraconducteurs à très basse température de transition, car les paires de Cooper sont facilement rompues par la chaleur[s].
Cela crée une tension fondamentale. Le mécanisme qui permet la supraconductivité est aussi celui qui la détruit lorsque la température augmente. Un supraconducteur à température ambiante aurait besoin de paires de Cooper suffisamment robustes pour résister au chaos thermique de 300 Kelvin, soit environ 27 degrés Celsius.
Records Actuels : Progrès et Pression
La température de supraconductivité la plus élevée confirmée de manière indépendante est d’environ 260 Kelvin pour l’hydrure de lanthane (LaH₁₀), obtenue sous une pression de 170 à 190 gigapascals[s]. Pour donner une idée, cette pression dépasse 1,5 million d’atmosphères, comparable aux conditions régnant au cœur de la Terre.
Fin 2025, des chercheurs de l’Université Jilin en Chine ont signalé des résultats encore plus impressionnants : un début de supraconductivité près de 298 Kelvin dans un hydrure ternaire appelé LaSc₂H₂₄[s]. Soit 25 degrés Celsius, une véritable température ambiante. Mais il y a un hic : cela nécessitait une pression de 250 à 260 gigapascals, et la vérification indépendante de l’effet Meissner restait en attente. Les chambres d’échantillon mesuraient entre 10 et 15 micromètres[s]. Les chercheurs ont détruit au moins 70 paires de diamants durant la synthèse[s].
Le résultat de 151 Kelvin annoncé par l’Université de Houston est important parce qu’il a été obtenu à pression ambiante[s]. L’équipe a utilisé une technique appelée trempe sous pression : appliquer une pression extrême pour améliorer les propriétés supraconductrices, puis relâcher rapidement cette pression tout en refroidissant le matériau. Les propriétés améliorées restent figées. Comme l’ont expliqué les chercheurs, « Notre méthode montre qu’il est possible de conserver cet état sans maintenir la pression »[s].
Limites Mathématiques Fondamentales
Une étude publiée en septembre 2025 dans Nature Communications a analysé les calculs électron-phonon pour plus de 20 000 métaux afin de déterminer si une supraconductivité conventionnelle à température ambiante et à pression ambiante était théoriquement possible[s]. La conclusion était sans appel : atteindre une supraconductivité conventionnelle à température ambiante et à pression ambiante est extrêmement improbable.
Le problème réside dans un compromis entre deux paramètres clés. Pour obtenir des températures de transition élevées, il faut à la fois des fréquences de phonons élevées et un couplage électron-phonon fort. Mais dans les matériaux réels, ces deux éléments s’opposent. Le scénario optimal qui maximise la température est physiquement irréalisable[s]. Les composés prédits pour avoir les températures les plus élevées sont également de plus en plus instables thermodynamiquement, ce qui rend leur synthèse difficile[s].
Ces limites mathématiques fondamentales reflètent des schémas observés dans d’autres domaines de la physique. Comme pour les explications physiques que l’on accepte à tort sur la portance aérodynamique, les intuitions sur la supraconductivité sous-estiment souvent à quel point le mécanisme conditionne le résultat.
L’Affaire LK-99 : À Quoi Ressemble un Faux Espoir
En juillet 2023, une équipe de recherche coréenne a publié des prépublications affirmant avoir créé un supraconducteur à température ambiante, baptisé LK-99. Le composé, Pb₁₀₋ₓCuₓ(PO₄)₆O, semblait faire léviter des aimants et présenter des chutes de résistivité près de 380 Kelvin. En quelques jours, des scientifiques amateurs et des laboratoires du monde entier ont tenté de reproduire l’expérience. Les réseaux sociaux ont été submergés de spéculations sur une révolution technologique imminente.
Dès septembre 2023, des groupes de recherche indépendants avaient identifié la cause de toutes les observations anormales : des impuretés de Cu₂S[s]. La lévitation magnétique était due au ferromagnétisme, et non à l’effet Meissner qui caractérise la véritable supraconductivité. Les chutes de résistivité correspondaient à des transitions de phase superioniques dans l’impureté, et non à une transition supraconductrice dans le matériau de base.
Aucun matériau n’a rempli les cinq critères de validation proposés pour une percée supraconductrice à température ambiante : résistance nulle au-dessus de 273 Kelvin, effet Meissner, anomalie de chaleur spécifique, réplication indépendante par trois groupes ou plus, et stabilité à pression ambiante[s]. L’épisode LK-99 a rappelé pourquoi ces cinq critères sont indispensables.
Nouvelles Voies à Explorer
En avril 2026, des chercheurs ont publié un résultat marquant dans Physical Review Letters. Pour la première fois, des scientifiques ont directement observé des paires d’atomes dans un gaz de Fermi ultra-froid, un modèle des paires à l’origine de la supraconductivité[s]. Ce qu’ils ont découvert les a surpris : les paires se déplaçaient en positions coordonnées les unes par rapport aux autres, maintenant une distance comme des danseurs dans une salle de bal. Ce comportement n’était pas prédit par la théorie BCS. « Notre expérience a montré qu’il manque quelque chose de qualitatif à cette théorie », ont rapporté les chercheurs[s].
Comprendre pourquoi les paires de Cooper interagissent ainsi pourrait affiner la recherche de supraconducteurs à haute température. « En comprenant ce cas simple, nous pouvons ajuster nos outils pour étudier des systèmes plus complexes, a noté un chercheur. Et les systèmes plus complexes, c’est là que nous cherchons de nouvelles phases de la matière »[s].
Parallèlement, les supraconducteurs à haute température de type cuprate, qui fonctionnent au-dessus de la température de l’azote liquide depuis les années 1980, restent mal compris. Beaucoup de ces matériaux passent par une phase de « métal étrange » où les électrons perdent leur individualité, agissant collectivement comme une soupe quantique intriquée[s]. Comprendre cet état de métal étrange pourrait être la clé pour concevoir des supraconducteurs à température ambiante[s].
L’Écart de 140 Degrés
Le résultat de 151 Kelvin à pression ambiante annoncé par l’Université de Houston laisse environ 140 degrés Celsius entre cette température et la température ambiante[s]. Combler cet écart, reconnaissent les chercheurs, nécessitera des efforts concertés de la part des scientifiques des matériaux, des chimistes, des ingénieurs et des physiciens travaillant ensemble.
Le supraconducteur à température ambiante reste le graal parce que sa réalisation transformerait les systèmes énergétiques, les transports, l’informatique et la médecine. Mais les graals se définissent par la difficulté à les trouver. Les contraintes physiques qui limitent la supraconductivité à haute température ne sont pas un simple problème d’ingénierie en attente d’une solution astucieuse. Elles reflètent des compromis fondamentaux dans la manière dont les électrons et les atomes interagissent. Une percée pourrait nécessiter la découverte de mécanismes entièrement nouveaux, et non une amélioration progressive des mécanismes connus.
Après 115 ans, les scientifiques comprennent mieux que jamais pourquoi cet objectif est difficile à atteindre. Cette compréhension représente en elle-même un progrès, une lucidité durement acquise qui distingue l’impossible véritable des défis qui restent non résolus simplement parce que personne ne les a encore surmontés.
En mars 2026, des physiciens du Texas Center for Superconductivity de l’Université de Houston ont rapporté une température de transition (Tc) de 151 Kelvin à pression ambiante[s]. L’article décrivait ce résultat comme un record de Tc à pression ambiante, dépassant le précédent record de 133 K pour le cuprate de mercure Hg1223, inchangé depuis 1993. Cependant, des analyses indépendantes ont souligné que l’étude ne démontrait pas explicitement une résistance nulle[s]. La technique employée : la trempe sous pression, où les matériaux sont comprimés pour améliorer leurs propriétés supraconductrices, refroidis à une température cible, puis décompressés rapidement. La Tc améliorée persiste dans des conditions ambiantes. Un supraconducteur à température ambiante fonctionnant sans cryogénie ni pression soutenue reste encore à environ 140 degrés de distance[s].
Pourquoi un Supraconducteur à Température Ambiante Révolutionnerait la Technologie
Les supraconducteurs présentent une résistance électrique nulle en dessous de Tc grâce à la formation de paires de Cooper. La transmission d’électricité via le réseau perd actuellement environ 8 % de l’énergie[s]. Une transmission sans perte dans des conditions ambiantes réduirait fortement cette inefficacité. Les aimants des appareils d’IRM pourraient fonctionner sans hélium liquide. Les aimants des réacteurs à fusion et les composants électroniques supraconducteurs deviendraient plus faciles à refroidir et à exploiter.
La Théorie BCS et ses Limites
Le cadre Bardeen-Cooper-Schrieffer (1957) décrit la supraconductivité conventionnelle via le couplage électron-phonon : les vibrations du réseau cristallin médient des interactions attractives entre électrons, formant des paires de Cooper dans un état singulet avec une symétrie de gap de type s. La formule de McMillan, et sa généralisation par Allen-Dynes, relie Tc à la fréquence moyenne logarithmique des phonons ωlog, à la constante de couplage électron-phonon λ, et au pseudopotentiel de Coulomb μ*.
La théorie BCS fonctionne bien pour les supraconducteurs conventionnels à basse Tc. Les paires de Cooper sont facilement détruites à des températures élevées, car les fluctuations thermiques dépassent l’énergie de couplage[s]. Aucune théorie complète n’existe pour les supraconducteurs à haute température de type cuprate, qui présentent des mécanismes de couplage non conventionnels.
Supraconducteurs à Base d’Hydrures : Records sous Pression de l’Ordre du Mégabar
La Tc la plus élevée confirmée de manière indépendante est d’environ 260 K pour LaH₁₀ sous 170 à 190 GPa[s]. Des chercheurs de l’Université Jilin ont rapporté un début de supraconductivité à 298 K dans l’hydrure ternaire LaSc₂H₂₄ sous 250 à 260 GPa[s]. Ce composé présente des cages d’hydrogène H24 et H30 entrelacées, avec Sc et La en leur centre. La synthèse a nécessité une pulvérisation cathodique pour obtenir les bons rapports molaires La:Sc ; les méthodes de fusion standard ont échoué en raison des différences de rayons atomiques. Les chambres d’échantillon mesuraient 10 à 15 micromètres[s]. L’équipe a détruit au moins 70 paires de diamants durant la synthèse[s].
Preuves de supraconductivité : apparition répétée d’une résistance nulle en dessous de Tc, et suppression monotone de Tc sous champ magnétique appliqué, conforme à la perturbation des paires de Cooper. La vérification indépendante de l’effet Meissner reste en attente.
Limites Mathématiques Fondamentales de la Supraconductivité Conventionnelle
Une étude publiée dans Nature Communications en septembre 2025 a analysé les calculs électron-phonon pour plus de 20 000 métaux en utilisant des fonctions d’Eliashberg dérivées de la DFT[s]. Conclusion : une supraconductivité conventionnelle à température ambiante et à pression ambiante est extrêmement improbable.
L’analyse a révélé un compromis inhérent entre ωlog et λ. Un ωlog élevé (favorisant une Tc élevée via McMillan) nécessite des modes de phonons à haute fréquence, typiquement issus d’éléments légers comme l’hydrogène. Mais les modes à haute fréquence se couplent faiblement aux électrons, réduisant λ. La fonction d’Eliashberg optimale maximisant Tc (une fonction delta à la fréquence maximale des phonons avec λ ≈ 2) est physiquement irréalisable[s].
Les composés avec les Tc calculées les plus élevées, Li2AgH6 et Li2AuH6, approchent de la limite pratique mais sont thermodynamiquement instables : respectivement 0,319 eV/atome et 0,172 eV/atome au-dessus de l’enveloppe convexe. Les composés avec des Tc prédites plus élevées sont de plus en plus instables[s].
Ces limites mathématiques fondamentales contraignent ce qui est réalisable par optimisation incrémentale des supraconducteurs conventionnels. Comme pour les explications physiques que l’on accepte à tort dans d’autres phénomènes, les intuitions échouent ici : maximiser un paramètre bénéfique dégrade nécessairement un autre.
LK-99 : Anatomie d’un Faux Positif
Les prépublications de juillet 2023 sur LK-99 affirmaient une Tc proche de 400 K dans Pb₁₀₋ₓCuₓ(PO₄)₆O. Dès septembre 2023, ces affirmations étaient définitivement réfutées[s]. Les calculs DFT ont montré que le matériau de base est un isolant de Mott ou à transfert de charge, avec une structure électronique fondamentalement inadaptée à la supraconductivité. Les phénomènes observés ont été attribués à des phases impures de Cu₂S : lévitation ferromagnétique (et non effet Meissner), chutes de résistivité correspondant à des transitions de phase superioniques (et non à des transitions supraconductrices).
Une liste de validation à cinq critères proposée par PatSnap pour les revendications de supraconductivité à température ambiante inclut : résistance nulle au-dessus de 273 K mesurée par méthode à quatre points, effet Meissner vérifié par magnétométrie SQUID, anomalie de chaleur spécifique à Tc, réplication indépendante par trois groupes ou plus dans un délai de six mois, stabilité à pression ambiante pendant au moins 24 heures[s]. Aucun matériau n’a satisfait ces cinq critères.
Au-Delà de la Théorie BCS : Nouvelles Frontières Théoriques et Expérimentales
Des travaux publiés en avril 2026 dans Physical Review Letters ont permis d’imager pour la première fois la dynamique des paires dans un gaz de Fermi ultra-froid, utilisé comme modèle des paires de Cooper[s]. L’imagerie a révélé une structure positionnelle corrélée entre les paires : les atomes appariés maintenaient une distance par rapport aux autres paires. La théorie BCS, qui traite les paires comme indépendamment distribuées, ne prédisait pas une telle corrélation. « Notre expérience a montré qu’il manque quelque chose de qualitatif à cette théorie »[s].
Des simulations numériques utilisant la mécanique quantique ont reproduit les résultats expérimentaux et révélé des détails absents du traitement standard BCS, notamment la séparation entre les paires. « En comprenant ce cas simple, nous pouvons affiner nos outils pour étudier des systèmes plus complexes »[s].
De nombreux supraconducteurs à haute température de type cuprate, présentant des Tc allant jusqu’à 133 K à pression ambiante, passent par une phase de « métal étrange » au-dessus de Tc. Dans ces métaux étranges, les électrons perdent leur individualité, formant un état collectif quantique intriqué[s]. Un article de 2025 dans Reports on Progress in Physics a fourni une description microscopique de cet état via l’analyse des fluctuations locales de charge. Comprendre la transition du métal étrange vers la supraconductivité reste central dans la recherche sur les supraconducteurs à température ambiante[s].
Des chercheurs de l’Université d’État de Pennsylvanie ont relié la DFT à la théorie BCS via la théorie de la zentropie, permettant la prédiction computationnelle de configurations supraconductrices. L’équipe a identifié que le canal d’électrons sans résistance dans les supraconducteurs à haute Tc est protégé par des structures atomiques uniques, comparables à « un pont flottant sur une mer agitée »[s]. Une base de données de 5 millions de matériaux est en cours de criblage pour identifier des candidats. « Si cette approche réussit, elle pourrait mener à la découverte de supraconducteurs à haute température fonctionnant dans des conditions pratiques, voire à température ambiante s’ils existent »[s].
L’Écart Persiste
Le résultat de 151 K à pression ambiante annoncé par l’Université de Houston laisse un écart d’environ 140 degrés jusqu’à la température ambiante[s]. Les supraconducteurs à base d’hydrures atteignent des Tc plus élevées uniquement sous des pressions de l’ordre du mégabar, inadaptées à toute application pratique. La trempe sous pression offre une voie pour conserver les propriétés de haute Tc dans des conditions ambiantes, mais la stabilisation fiable de phases avec une Tc supérieure à 200 K à 1 atm reste à démontrer.
L’objectif du supraconducteur à température ambiante nécessite soit des mécanismes de couplage non conventionnels qui ne sont pas détruits par les fluctuations thermiques, soit la stabilisation de mécanismes conventionnels dans des conditions encore jamais atteintes. Cent quinze ans après la découverte de la supraconductivité dans le mercure à 4,2 K par Kamerlingh Onnes, l’écart entre la réalisation physique et l’utilité technologique reste aussi large que jamais. Le progrès réside dans la compréhension précise des raisons de cette difficulté.
