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GÉOMAGNÉTISME ou MAGNÉTISME TERRESTRE

Applications pratiques et risques associés au géomagnétisme

Depuis l’Antiquité et surtout depuis la fin du Moyen Âge, le champ magnétique terrestre est utilisé pour l’orientation et la navigation. Cet usage continue de nos jours, même si les systèmes de positionnement par satellite comme le Global Positioning System (GPS), plus précis et plus faciles à utiliser, sont désormais les outils de navigation les plus répandus. Le champ géomagnétique a comme avantage par rapport au GPS d’être détectable tout le temps (même pendant une tempête solaire) et en tout lieu (même au fond d’un canyon ou d’un océan), et d’être impossible à brouiller par des moyens artificiels. Par conséquent, tous les avions, bateaux et sous-marins sont équipés d’un compas magnétique qui leur permet de naviguer en cas de perte du signal GPS. Le champ géomagnétique est aussi utilisé pour le contrôle d’attitude des satellites, l’orientation de leurs antennes et de leurs panneaux solaires, ou encore pour donner la direction dans les smartphones et certains appareils photographiques. Pour toutes ces applications, un modèle géomagnétique est généralement intégré au compas magnétique.

Le forage directionnel est une technique de forage de puits non verticaux largement utilisée par l’industrie pétrolière et qui fait appel au champ géomagnétique comme outil de navigation. Le champ géomagnétique est mesuré au niveau de la tête de forage, et des modèles géomagnétiques locaux à très haute résolution (et intégrant parfois les variations en temps réel du champ externe) sont utilisés pour orienter celle-ci par rapport aux anomalies magnétiques environnantes. Cette technique permet de réduire les coûts des forages en allant à la cible par le chemin le plus court et d’éviter des collisions potentiellement catastrophiques entre forages voisins.

Les levés aéromagnétiques sont un des outils communément utilisés pour l’exploration géophysique, dans le but de détecter la présence dans le sous-sol de minerais ou d’hydrocarbures. Ils sont généralement combinés avec d’autres méthodes géophysiques, par exemple les méthodes sismiques, gravimétriques, électromagnétiques ou encore les diagraphies. Les mesures sont réalisées au moyen d’un magnétomètre scalaire, qui mesure le module du champ, embarqué à bord d’un avion, ou bien traîné par celui-ci. Des drones sont de plus en plus utilisés. Le traitement des données fait souvent appel à des stations de base mesurant les variations rapides du champ à proximité du levé, afin de retirer celles-ci des enregistrements, et le champ du noyau est corrigé au moyen d’un modèle comme l’I.G.R.F. La carte d’anomalies ainsi obtenue permet de détecter les structures géologiques comme les failles, les intrusions magmatiques ou encore les dômes de sel en raison des différences de susceptibilité magnétique des roches environnantes.

Le champ magnétique externe, considéré comme un bruit dans toutes les applications précédentes, a lui aussi un intérêt pratique considérable. Lors d’une modification de l’environnement électromagnétique de la Terre, par exemple un orage magnétique causé par une tempête solaire, le champ magnétique est l’un des paramètres géophysiques observables qui permettent de déterminer la nature de l’événement, sa progression et son amplitude. Afin de synthétiser les observations, des indices caractérisant l’état de la magnétosphère et de l’ionosphère sont calculés à partir des données du réseau mondial d’observatoires magnétiques. L’indice Kp quantifie le niveau global d’activité géomagnétique sur une échelle logarithmique allant de 0 à 9. L’indice Dst donne directement l’amplitude moyenne (en nT) du champ magnétique généré par l’anneau de courant aux basses latitudes. D’autres indices caractérisent l’état des électrojets dans les régions aurorales.[...]

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Écrit par

  • : physicien à l'Institut de physique du globe de Paris et à l'université du Colorado, Boulder, États-Unis

Classification

Pour citer cet article

Arnaud CHULLIAT. GÉOMAGNÉTISME ou MAGNÉTISME TERRESTRE [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Éléments du champ magnétique terrestre - crédits : Encyclopædia Universalis France

Éléments du champ magnétique terrestre

Carte de la déclinaison du champ magnétique établie par Edmund Halley - crédits : D.R.

Carte de la déclinaison du champ magnétique établie par Edmund Halley

Instrument DI-flux de mesure du champ magnétique terrestre - crédits : A. Chulliat

Instrument DI-flux de mesure du champ magnétique terrestre

Autres références

  • PALÉOMAGNÉTISME

    • Écrit par Jean-Pierre VALET
    • 5 054 mots
    • 6 médias

    Comme son nom le suggère, le paléomagnétisme repose sur l’étude du champ magnétique ancien de la Terre. Cette discipline des sciences de la Terre a connu son plein essor à partir des années 1960. Elle a fortement contribué à démontrer l’expansion des fonds océaniques et, plus généralement, à la formulation...

  • TERRE - Planète Terre

    • Écrit par Jean AUBOUIN, Jean KOVALEVSKY
    • 9 225 mots
    • 9 médias
    Si les connaissances sur la forme et la structure du globe terrestre sont dues, pour l'essentiel, à la gravimétrie et à la sismologie, le magnétisme est à l'origine de la découverte et de la mesure des mouvements dans le globe.
  • AMÉRIQUE (Structure et milieu) - Géologie

    • Écrit par Jean AUBOUIN, René BLANCHET, Jacques BOURGOIS, Jean-Louis MANSY, Bernard MERCIER DE LÉPINAY, Jean-François STEPHAN, Marc TARDY, Jean-Claude VICENTE
    • 24 158 mots
    • 23 médias
    ...Sa partie méridionale est moins profonde (3 000 m environ), mais accidentée de reliefs allongés nord-est - sud-ouest à nord-nord-est - sud-sud-ouest. Cette orientation est celle des anomalies magnétiques qui ont été mises en évidence sur l'ensemble du bassin. Sa croûte est supposée dater du Crétacé terminal-début...
  • ARCHÉOMAGNÉTISME

    • Écrit par Universalis
    • 144 mots

    L'archéomagnétisme d'un matériau est l'ensemble des propriétés magnétiques de ce matériau résultant d'une transformation physique intervenue dans le passé qui a fixé dans le matériau considéré les paramètres du champ magnétique de l'endroit où il se trouvait, à l'instant de la transformation. Cette...

  • AURORE POLAIRE

    • Écrit par Jean-Jacques BERTHELIER
    • 5 522 mots
    • 4 médias
    Les zones de fréquence maximale des aurores ont la forme d'ovales ; les courbes d'isofréquence de l'aurore ou isochasmes reproduisent assez fidèlement l'intersection avec la haute atmosphère des surfaces décrites par les électrons dans leur mouvement de dérive dans le champ magnétique terrestre ; l'isochasme...
  • Afficher les 21 références

Voir aussi