Un objet massif défiant la gravité et flottant au-dessus du sol évoque la science-fiction ou les œuvres artistiques comme celles de Wim T. Schippers. Pourtant, la lévitation magnétique est déjà une réalité. Au Japon, les trains maglev atteignent des vitesses record grâce à l'absence de frottement : ils glissent sur un champ magnétique généré par des bobines supraconductrices, éliminant toute résistance électrique.
Les géophysiciens exploitent ce principe pour étudier les variations du champ gravitationnel terrestre, influencées par les plaques tectoniques, les marées ou le cycle de l'eau. Depuis 1995, l'Observatoire royal de Belgique (ORB) opère un laboratoire souterrain dans les Hautes Fagnes, à 45 mètres sous la commune de Baelen (Liège). Un gravimètre de pointe y mesure avec précision les fluctuations locales de la gravité.
Les balances traditionnelles peinent à détecter ces variations infimes. "Nous faisons flotter une petite masse dans le vide, soulevée par une force de lévitation magnétique ultra-stable", explique Marc Hendrickx du KSB. "Cela permet des mesures d'une précision exceptionnelle."
La masse en question est une bille métallique de seulement 4 grammes. Un champ magnétique, généré par un courant dans un conteneur sur-refroidi à l'hélium liquide (jusqu'à -269 °C, soit 4 degrés au-dessus du zéro absolu), rend les bobines supraconductrices. Les électrons circulent sans perte, rendant l'instrument indépendant d'une alimentation électrique continue. Hendrickx et son équipe n'ont qu'à recharger périodiquement l'hélium.
Grâce à cette stabilité remarquable du champ magnétique, la bille flotte sans interruption depuis plus de 22 ans. Même une coupure d'électricité n'affecte pas son fonctionnement. L'ORB revendique un record mondial de longévité pour un gravimètre cryogénique : faire léviter une bille le plus longtemps possible.
