MAGNÉTOHYDRODYNAMIQUE (M.H.D.)

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Convection du champpar un fluide infiniment conducteur

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Diffusion du champ à travers un fluide

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Fluides : données caractéristiques

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Pression et tension magnétiques

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La magnétohydrodynamique (M.H.D.) est une branche de la physique consacrée à l'étude des mouvements des fluides conducteurs de l'électricité en présence de champs magnétiques. Elle s'applique aux métaux liquides (mercure, métaux alcalins fondus), aux gaz faiblement ionisés et aux plasmas.

Lorsqu'un fluide conducteur se déplace dans un champ magnétique, il est le siège d'un champ électrique qui y produit des courants électriques ; ceux-ci modifient le champ magnétique initial ; d'autre part, les forces de Laplace appliquées à la matière le long des lignes de courant modifient le mouvement du fluide. Ainsi apparaît une interaction des effets électromagnétiques et hydrodynamiques qui constitue le domaine d'étude de la M.H.D. L'importance de l'interaction est caractérisée par un nombre sans dimension RM appelé nombre de Reynolds magnétique ; RM est proportionnel à la conductivité électrique du fluide, à sa vitesse et aux dimensions de l'écoulement. L'interaction est généralement faible (R< 1) dans les métaux liquides et les gaz faiblement ionisés et forte (R> 1) dans les plasmas.

Le champ magnétique peut être considéré comme un fluide mélangé au fluide matériel et exerçant sur lui des efforts de « pression magnétique » proportionnels au carré de l'induction magnétique B. Si l'interaction champ-matière est forte, ces deux fluides se déplacent solidairement : le champ magnétique est « gelé » dans la matière. Le milieu peut alors propager des ondes spéciales de basse fréquence appelées ondes magnétohydrodynamiques : les plus simples d'entre elles sont les ondes d'Alfvèn, qui se propagent parallèlement aux lignes de forces magnétiques ; ce sont des ondes transversales qui peuvent être considérées comme des oscillations des tubes de force, ceux-ci se comportant comme des cordes vibrantes chargées par la matière entraînée.

La magnétohydrodynamique intervient dans l'interprétation de nombreux phénomènes naturels : champs magnétiques et vitesses de rotation des étoiles et des planètes ; taches, [...]

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Écrit par :

  • : Professeur à l'Université de Paris-Sud Orsay. Directeur de l'Ecole Supérieure d'Electricité.

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Pour citer l’article

Jean-Loup DELCROIX, « MAGNÉTOHYDRODYNAMIQUE (M.H.D.) », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 09 septembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetohydrodynamique/