AIMANTS
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Les aimants permanents sont des corps ferromagnétiques qui, une fois aimantés, conservent un certain état magnétique dont l'effet le plus sensible est d'attirer un morceau de fer.
C'est en 1600 que paraît le premier ouvrage sur les aimants : De magnete. Son auteur, William Gilbert, essaya de créer des aimants artificiels, en utilisant le champ magnétique terrestre pour magnétiser des barres de fer. La découverte par Hans Christian Œrsted en 1820 de l'électromagnétisme, c'est-à-dire du champ magnétique créé par un courant électrique, freina pour un temps l'étude des aimants permanents. Quelques améliorations techniques furent apportées à la fin du xixe et au début du xxe siècle, notamment dans la fabrication d'alliages magnétiques. Cependant, ce sont les tentatives d'explication théorique du magnétisme par Pierre Curie, Paul Langevin, Pierre Weiss et plus tard Louis Néel qui donnèrent un regain d'intérêt aux aimants permanents. L'année 1931 fait date avec la découverte par le Japonais Mishima des alliages fer-nickel-aluminium qui sont à la base de l'essor prodigieux de cette branche de l'industrie. Les domaines d'applications des aimants permanents sont innombrables. Les plus importants sont : l'électronique, les télécommunications, l'électro-acoustique, l'électrotechnique et les instruments de mesure, enfin les appareils de contrôle ; la recherche moderne les utilise également dans les spectrographes de masse et les accélérateurs de particules.
Louis Néel
Photographie
Le physicien français Louis Néel, en 1970, lors du banquet qui suit la remise du prix Nobel qui lui a été attribué pour ses travaux sur le ferromagnétisme.
Crédits : Hulton Getty
Généralités
Définitions générales
Lorsqu'on place un matériau ferromagnétique de volume v dans un champ magnétique He, il prend un moment magnétique M. On définit en tout point une intensité d'aimantation ou aimantation J ; si la substance est uniformément aimantée, M = Jv. On représente, symboliquement, l'existence du vecteur J par des charges + et − (ou pôles nord et sud) réparties à la surface et dans le [...]
Lignes de champ magnétique
Photographie
Un aimant, situé sous un plan où repose de la limaille de fer, oriente toutes les particules métalliques selon les courbes du champ magnétique du pôle nord au pole sud de l'aimant.
Crédits : J. R. Eyerman/ The LIFE Picture Collection/ Getty Images
Matériau ferromagnétique
Dessin
Matériau ferromagnétique aimanté.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Écrit par :
- Roger FONTAINE : ingénieur, chef de département à la Société d'études et de recherches magnétiques
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« AIMANTS » est également traité dans :
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Dans le chapitre « Les alliages » : […] Le bismuth sert à préparer un certain nombre d'alliages, souvent eutectiques, qui peuvent être classés selon leurs emplois. Alliages à bas point de fusion : ils sont surtout utilisés comme fusibles de sécurité dans les obus de gaz liquéfiés ou comprimés (chlore, ammoniac) pour éviter leur explosion en cas de surchauffe accidentelle ou dans la lutte contre l'incendie pour obturer des colonnes d'e […] Lire la suite
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Dans le chapitre « Alliages » : […] Les alliages de cobalt sont extrêmement nombreux et complexes, ce qui rend impossible l'établissement d'une classification pratique d'après leur composition. On les distingue en gros d'après leur emploi. Les superalliages sont des alliages réfractaires spéciaux destinés aux turbines à gaz et aux turboréacteurs. Non forgeables, ils sont le plus souvent moulés (Refractaloy, Udimet). Certains aci […] Lire la suite
ÉLECTRICITÉ - Lois et applications
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EXPÉRIENCE D'OERSTED
Le chimiste et physicien danois Hans Christian Œrsted (1777-1851) publie, le 21 juillet 1820, le compte rendu de ses observations portant sur la déviation d’une aiguille aimantée sous l’action d’un fil électrique parcouru par un courant et placé à proximité. C’est à partir de cette expérience établissant un lien entre magnétisme et électricité que le Français André-Marie Ampère (1775-1836) dévelo […] Lire la suite
FULDE-FERRELL-LARKIN-OVCHINNIKOV PHASE
L’état FFLO (initiales des physiciens Peter Fulde, Richard Ferrell, Anatoly Larkin et Yuri Ovchinnikov, qui ont prédit son existence en 1964) est un état supraconducteur qui résiste à la présence d’un champ magnétique élevé. Sa mise en évidence, plus de cent ans après que l’équipe du physicien néerlandais Heike Kamerlingh Onnes a mesuré la disparition de la résistance électrique d’un échantillon […] Lire la suite
GRENATS
Dans le chapitre « Historique » : […] Quoique les grenats non magnétiques soient connus de l'homme depuis très longtemps, le premier grenat Y 3 Al 5 O 12 (YAG) – aussi non magnétique – a été synthétisé seulement en 1951 ; puis, en 1956, Bertaut et Forrat découvrirent le grenat magnétique Y 3 Fe 5 O 12 . Louis Néel expliqua le ferromagnétisme que l'on observe dans les divers grenats magnétiques. À peu près en même temps, Geller et se […] Lire la suite
INTERACTIONS (physique) - Électromagnétisme
Dans le chapitre « Magnétisme » : […] Le magnétisme est connu depuis la haute Antiquité, à travers des aimants permanents naturels de taille macroscopique extraits de gisements. Charles de Coulomb (1736-1806), à l'aide de sa « balance de torsion », conclut à une parenté saisissante avec l'électrostatique : deux espèces de « charges magnétiques », opposées, interagissant par des forces inversement proportionnelles au carré de la dist […] Lire la suite
LANTHANE ET LANTHANIDES
Dans le chapitre « Applications liées aux propriétés magnétiques » : […] Si les matériaux à base de ferrite ou d'alliages Al-Ni-Co sont les plus connus, on a produit depuis les années 1960 des aimants permanents à base de terres rares, dont les propriétés magnétiques sont exceptionnelles, avec une température de Curie pouvant atteindre 700 0 C. L'optimisation des formulations chimiques, résultat direct de la recherche, a permis la mise au point d'aimants de plus en pl […] Lire la suite
L.H.C. (Large Hadron Collider)
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MAGNÉTISME
Dans le chapitre « Matériaux durs pour aimants permanents » : […] L 'élaboration d'aimants de haute qualité fait appel à des matériaux ferromagnétiques très spécifiques, qui se caractérisent par une aimantation rémanente aussi grande que possible, une température d'ordre magnétique T C très supérieure à la température maximale d'utilisation et un très fort champ coercitif (pour éviter la désaimantation). Les performances d'un aimant sont très étroitement liée […] Lire la suite
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MAGNÉTITE
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ŒRSTED ou ØRSTED HANS CHRISTIAN (1777-1851)
Physicien et chimiste danois, né à Rudkøbing et mort à Copenhague, auquel on doit la découverte de l'électromagnétisme. Après avoir achevé ses études de pharmacien à l'université de Copenhague (1797), Hans Christian Œrsted publie des essais d'esthétique et de médecine qui lui valent des distinctions honorifiques ; en 1799, il obtient un doctorat pour une thèse sur la philosophie de Kant. Après une […] Lire la suite
PÈLERIN DE MARICOURT PIERRE (XIIIe s.)
Ayant vécu au xiii e siècle, Pierre le Pèlerin de Maricourt, de son nom latin Petrus Perigrinus, est un savant connu pour avoir rédigé une lettre dans laquelle il décrit les principales propriétés de l'aimant. Il y donne, à partir du peu de connaissance de son époque et de ses propres expériences et observations, les premières explications scientifiques de l’attraction et de la répulsion qu’exer […] Lire la suite
SUPRACONDUCTIVITÉ
Dans le chapitre « Bobinages supraconducteurs » : […] Les aimants supraconducteurs sont utilisés dans des domaines nécessitant de forts champs magnétiques dans des volumes parfois importants (stockage d'énergie, fusion thermonucléaire contrôlée, chambre à bulles). L'aimant qui entoure la chambre à bulles du Cern, à Genève, a un volume utile de 80 m 3 et un champ maximal de 3,5 T. Les câbles supraconducteurs utilisés ont une structure multifilamenta […] Lire la suite
VERRES DE SPIN
Les verres de spin sont des matériaux magnétiques désordonnés. On les obtient en incorporant au hasard dans une matrice non magnétique (cuivre, argent, or, etc.) des atomes porteurs de moment magnétique (fer, manganèse, cobalt, etc.) se comportant comme de minuscules aimants élémentaires. De ce type d'agencement résultent des interactions magnétiques désordonnées entre les atomes que mathématicien […] Lire la suite
Voir aussi
Pour citer l’article
Roger FONTAINE, « AIMANTS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 03 juillet 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/aimants/