MAGNÉTISME

Le magnétisme est l'un des phénomènes qui a le plus frappé l'imagination de l'homme, au point que ce mot désigne aujourd'hui des réalités très diverses : il s'agit d'abord d'une science fort ancienne et néanmoins toujours d'actualité dont le champ d'application ne cesse de s'étendre ; ensuite, par extension, on parlera du magnétisme d'une personne attrayante et capable de dynamiser son entourage ; enfin, ce mot recouvre diverses pratiques parapsychologiques qui ne sont pas soumises à l'expérimentation scientifique et dont les acteurs sont appelés magnétiseurs, tandis que le terme de magnéticien est réservé aux scientifiques.

Seuls les aspects scientifiques et techniques du magnétisme de la matière condensée seront abordés dans cet article. En ce qui concerne le magnétisme terrestre et planétaire, on se reportera aux articles géomagnétisme et magnétosphères.

Thalès de Milet savait déjà, il y a plus de 2 500 ans, que la magnétite, ou pierre d'aimant, attire le fer et Pline l'Ancien savait aussi qu'elle peut, par influence, communiquer cette propriété attractive à un morceau de fer. On dit alors que celui-ci est aimanté.

L'application des aimants à la navigation, sous la forme de boussoles ou de compas, est sensiblement plus tardive : elle date des xi^e et xii^e siècles de notre ère. Peter Peregrinus (Pierre Le Pèlerin de Maricourt), dans son Epistola... de Magnete – achevé probablement en 1269 – et, surtout, William Gilbert (1544-1603), dans son De Magnete... – publié en 1600 –, traitent de ces applications et développent ainsi les premières théories du magnétisme. Il faut cependant attendre Charles Augustin Coulomb (1736-1806) et sa célèbre série de sept mémoires (1785-1791) pour connaître les lois d'action des charges magnétiques en fonction de la distance, et Denis Poisson (1781-1840) pour amorcer la théorie des champs magnétiques.

Au cours du xix^e siècle, les connaissances sur les propriétés magnétiques de la matière se précisent progressivement, notamment avec la théorie de l'électromagnétisme établie par James Clerk Maxwell (1831-1879), mais c'est Pierre Curie qui, pour la première fois (1895), distingue clairement paramagnétisme et diamagnétisme, et met en évidence le passage du ferromagnétisme au paramagnétisme par élévation de température. Paul Langevin édifie ensuite en 1905 la théorie atomique du diamagnétisme et du paramagnétisme, suivi par Pierre Weiss, qui élabore en 1906 la théorie du ferromagnétisme. Parallèlement, avec l'essor de l'électrotechnique, les applications du magnétisme commencent à se développer.

Louis Néel
Central Press/ Hulton Archives/ getty Images

Une seconde génération de physiciens complète l'œuvre de ces pionniers : parmi eux, John Hasbrouck Van Vleck établit, en 1932, la théorie quantique définitive du diamagnétisme et du paramagnétisme ; en 1928, Werner Heisenberg découvre dans les échanges électroniques interatomiques l'origine des interactions ferromagnétiques ; cette même année, Paul Adrien Maurice Dirac calcule le moment magnétique associé au moment cinétique intrinsèque de l'électron, le spin ; Felix Bloch, en 1930, décrit la structure des parois séparant les domaines élémentaires ; Louis Néel établit et explique les notions d'antiferromagnétisme (1932) et de ferrimagnétisme (1947).

Depuis lors, le champ des recherches s'est encore considérablement élargi ; aux études classiques sur matériaux massifs et cristallisés sont venus se greffer des travaux sur poudres, couches minces voire couches mono-atomiques, systèmes désordonnés, matériaux amorphes, molécules organiques, bactéries même. Parallèlement, les techniques expérimentales ont progressé de façon spectaculaire avec l'apparition de la diffraction des neutrons, de la résonance magnétique,[...]

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Écrit par

Damien GIGNOUX : docteur ès-sciences physiques, directeur de recherche au C.N.R.S.
Étienne de LACHEISSERIE : ingénieur I.S.E.P., docteur ès sciences, directeur de recherche au C.N.R.S.
Louis NÉEL : Prix Nobel de physique, professeur à l'Institut national polytechnique de Nancy et à l'université de Nancy

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Damien GIGNOUX, Étienne de LACHEISSERIE, Louis NÉEL, « MAGNÉTISME », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le . URL :

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Encyclopædia Universalis, s.v. « MAGNÉTISME », Consulté le ,

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MAGNÉTISME (notions de base)
- Écrit par Bernard PIRE
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Le magnétisme est une importante propriété de nombreux systèmes physiques ; ses caractéristiques sont maintenant globalement comprises dans le cadre de la théorie des champs électromagnétiques. Comme c’est souvent le cas, on a su utiliser ce phénomène bien avant d’en élucider le mécanisme ; le...
PREMIÈRES ÉTUDES DU MAGNÉTISME
- Écrit par Bernard PIRE
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En 1600, l'Anglais William Gilbert (1544-1603), que ses contemporains appellent le « père de la philosophie magnétique », publie à Londres son De Magnete magnetecisque corporibus et magno magnete tellure. Quelque quatre cents ans après la propagation en Occident de la boussole inventée...
AIMANTS
- Écrit par Roger FONTAINE
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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,...
BOUSSOLE
- Écrit par Olivier LAVOISY
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L'utilisation du magnétisme, qui permet d'orienter une aiguille aimantée, suit une évolution progressive imparfaitement connue : première mention d'une aiguille aimantée au ii^e siècle avant notre ère, utilisation attestée du magnétisme vers le vi^e siècle (géomancie ?), connaissance...
COULOMB CHARLES AUGUSTIN (1736-1806)
- Écrit par C. Stewart GILLMOR
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Coulomb est surtout connu aujourd'hui pour ses travaux sur l'électricité et le magnétisme, qui marquèrent une étape majeure de l'histoire de ces deux sciences. Il s'efforça d'étendre la conception newtonienne des forces centrales attractives et répulsives aux domaines de l'électricité et du magnétisme....
COULOMB LOI DE
- Écrit par Bernard PIRE
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- 1 média
Après avoir effectué des recherches sur les meilleures façons de fabriquer les aiguilles aimantées en 1777, le physicien français Charles Augustin de Coulomb développe la première théorie structurée du magnétisme en introduisant la notion de moment magnétique. Dans une série de sept Mémoires...
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