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
Classification
Autres références
« AIMANTS » est également traité dans :
BISMUTH
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 ob […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/bismuth/#i_2709
COBALT
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cobalt/#i_2709
ÉLECTRICITÉ - Lois et applications
Dans le chapitre « Les lois fondamentales » : […] Si une charge est au repos, elle crée dans l'espace la perturbation vectorielle champ électrostatique E , mais si elle est animée d'une vitesse constante, elle crée une perturbation supplémentaire : le vecteur champ magnétique B . Ainsi, un conducteur parcouru par un courant, produit un champ magnétique dû au mouvement des porteurs de charges, mais le champ électrique est nul puisque le conducte […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/electricite-lois-et-applications/#i_2709
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/experience-d-oersted/#i_2709
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/phase-fulde-ferrell-larkin-ovchinnikov/#i_2709
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/grenats/#i_2709
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interactions-physique-electromagnetisme/#i_2709
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 poin […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lanthane-et-lanthanides/#i_2709
L.H.C. (Large Hadron Collider)
Dans le chapitre « Construction du LHC et premières données » : […] La construction du LHC commence en 1998, deux ans avant l’arrêt du LEP (le 20 novembre 2000), et durera dix ans. Les travaux de recherche et développement ont quant à eux débuté dès 1990 et près de vingt ans seront nécessaires pour mettre au point tous les appareillages. Le système d’accélération des particules est constitué par un ensemble de seize cavités radiofréquence (enceintes métalliques a […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/large-hadron-collider/#i_2709
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetisme/#i_2709
MAGNÉTISME (notions de base)
Dans le chapitre « Aimants et électroaimants » : […] On appelle aimant tout matériau capable d’attirer le fer en produisant un champ magnétique qui s’étend à l’extérieur de ses limites. On observe que tout aimant possède deux pôles qu’on appelle pôle nord et pôle sud, en référence aux pôles géographiques terrestres vers lesquels ils sont attirés. On ne connaît pas d’objet qui soit un monopôle magnétique ; si on divise en deux un aimant, chaque part […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetisme-notions-de-base/#i_2709
MAGNÉTITE
Oxyde de fer, la magnétite (du grec magnès , aimant) doit son nom à sa principale caractéristique : c'est un aimant naturel. La forme de ses cristaux permet également de la distinguer aisément, ceux-ci se présentant généralement en octaèdres, en dodécaèdres ou en rhomboèdres parfaits, dérivant d'un habitus cubique sous lequel on rencontre rarement cette espèce minérale. Les […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetite/#i_2709
MÉTAUX RARES
Dans le chapitre « Les contraintes du recyclage » : […] Les filières de recyclage pour des métaux comme le plomb, le cuivre, le fer ou l'aluminium, qu'elles soient alimentées par des scraps neufs (déchets d'usinage) ou vieux (produits en fin de vie), sont bien établies, mais elles ne peuvent pas servir de modèles pour nombre de métaux rares. En effet, dans ce cas : – Seuls les scraps neufs sont disponibles […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/metaux-rares/#i_2709
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/oersted-orsted/#i_2709
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 scien […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pelerin-de-maricourt-pierre-xiiie-s/#i_2709
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 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/supraconductivite/#i_2709
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/verres-de-spin/#i_2709
Voir aussi
Pour citer l’article
Roger FONTAINE, « AIMANTS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 05 novembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/aimants/