Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
M

magnétisme (suite)

Les applications des matériaux magnétiques sont extrêmement variées. Leur marché représente aux États-Unis une fraction du P. N. B. (produit national brut) qui est de l’ordre du millième. Mais, si l’on considère les dispositifs dont les matériaux magnétiques constituent la partie essentielle, les haut-parleurs magnétiques par exemple, ce marché représente en gros le centième du P. N. B. On en perçoit ainsi l’importance.

Ces applications se partagent entre les produits suivants, rangés à peu près dans l’ordre d’importance décroissante.

Ce sont tout d’abord les matériaux utilisés dans les dispositifs d’enregistrement magnétique : fils, disques, tambours et surtout rubans, etc., constituant le marché le plus important. On utilise beaucoup actuellement des ferrimagnétiques en grains très fins.

Les tôles magnétiques au silicium, éléments essentiels de canalisation du flux magnétique dans les moteurs et les transformateurs électriques, constituent aussi un gros débouché. Les meilleures tôles sont à grains cristallins orientés, mais ne peuvent conduire le flux magnétique que suivant une direction bien déterminée.

Viennent ensuite les ferrites doux, utilisés soit dans les circuits de haute fréquence, les récepteurs de télévision et les télécommunications, soit en forme de tore dans les mémoires des ordinateurs.

Les aimants permanents, malgré des usages extrêmement variés, ne fournissent qu’un chiffre d’affaires plus faible. Les meilleurs aimants actuels sont en un alliage samarium-cobalt, mais le prix en reste élevé. La généralisation des suspensions magnétiques aux véhicules de transport élargirait beaucoup les débouchés des aimants.

Enfin, les matériaux très doux comme les permalloys trouvent des applications dans les transformateurs de haute qualité. Ils peuvent aussi constituer des écrans magnétiques.

En dehors de leurs applications industrielles, les propriétés magnétiques trouvent des applications, parfois inattendues, dans d’autres domaines de la science. La plus spectaculaire, sans doute, concerne la géophysique, grâce aux remarquables propriétés des grains ferro- ou ferrimagnétiques très fins de conserver le souvenir du champ magnétique qui régnait au moment où leur température, au cours de leur refroidissement, est passée un peu au-dessous de leur point de Curie. C’est ainsi qu’on a pu découvrir la centaine d’inversions subies par le champ magnétique terrestre depuis cent millions d’années, qu’on a pu retracer le déplacement des pôles depuis l’époque carbonifère et finalement donner une preuve décisive de la dérive des continents, les uns par rapport aux autres, et de l’expansion des fonds océaniques à partir des dorsales, fondement de la tectonique des plaques.

Ainsi, le magnétisme, après avoir permis l’exploration spatiale de la Terre grâce à l’aiguille aimantée et au compas, permet aujourd’hui de remonter dans le temps et d’explorer l’histoire de notre planète depuis un milliard d’années.

L. N.

➙ Aimant / Champ magnétique / Ferromagnétisme / Hystérésis / Paléomagnétisme.

 L. F. Bates, Modern Magnetism (Londres, 1939 ; 4e éd., 1961). / M. Boll, Électricité, magnétisme (P. U. F., coll. « Que sais-je ? », 1947 ; nouv. éd., 1959). / P. Weiss et G. Foëx, le Magnétisme (A. Colin, 1952). / G. T. Rado et H. Suhl, Magnetism (New York, 1963). / E. J. Black, Direct Current and Magnetism (Eindhoven, 1964 ; trad. fr. Courant continu et magnétisme, Dunod, 1965). / S. Chikazumi, Physics of Magnetism (New York, 1964). / Les Champs magnétiques intenses, leur production et leurs applications (C. N. R. S., 1967). / A. Herpin, Théorie du magnétisme (P. U. F., 1968).

magnétohydrodynamique

La magnétohydrodynamique, ou, plus brièvement, M. H. D., qu’il vaudrait mieux nommer magnétodynamique des fluides, est l’étude des écoulements des fluides électriquement conducteurs en présence d’un champ magnétique. Elle résulte donc de la conjonction de deux branches fondamentales de la physique : l’hydrodynamique et l’électromagnétisme.


Les effets nouveaux observés en M. H. D. résultent de ce que l’écoulement d’un fluide conducteur dans un champ magnétique engendre un champ électrique d’induction et donc des courants, qui, interagissant avec le champ magnétique, modifient le mouvement du fluide. À son tour, cette modification du mouvement entraîne des variations des courants et, par suite, du champ magnétique, d’où il résulte une nouvelle modification du mouvement. Un tel processus traduit un phénomène de couplage entre le mouvement du fluide et le champ magnétique, et c’est là l’objet de la M. H. D.


Historique

L’apparition de la théorie M. H. D. date des célèbres travaux de Hannes Alfvén, en 1942, dans la revue Nature. Cet astrophysicien suédois (v. Alfvén [ondes de]) prévoyait, en combinant les équations de Maxwell à l’équation fondamentale de l’hydrodynamique, l’existence d’un nouveau type d’onde, qui, depuis, porte son nom. C’est une onde électromagnétique de basse fréquence et dont la vitesse de propagation est

où B est l’induction magnétique, μ la perméabilité magnétique du fluide et ρ sa densité. Il suggérait alors la possibilité d’expliquer par de telles ondes le mouvement des taches solaires depuis les zones de hautes latitudes vers la région équatoriale, pendant un cycle solaire : la vitesse de déplacement des taches correspondait assez bien à la vitesse de propagation des ondes prévues théoriquement.

Bien entendu, des vérifications expérimentales portant sur l’existence de ces ondes de Alfvén furent tentées dans de nombreux laboratoires. Le liquide utilisé a d’abord été le mercure, mais les résultats n’ont pas été très probants, par suite de la trop faible conductivité du mercure. Ces expériences ont été recommencées avec du sodium fondu, et ont donné des résultats bien meilleurs. Mais c’est surtout avec le développement de la physique des plasmas*, en vue d’atteindre la fusion thermonucléaire à partir de la fin des années 50, lorsque le secret sur ces recherches a été levé, que la théorie M. H. D. a pu être établie définitivement. Les plasmas sont en effet des gaz très fortement ionisés et, par conséquent, de très haute conductivité électrique ; environ 99,9 p. 100 de l’univers se trouve à l’état de particules ionisées, et la M. H. D. explique ou permet de prévoir un très grand nombre de propriétés observées dans la nature ou en laboratoire.