29 Novembre 2012 À 16:12
Découverte de l’aimant
L’histoire des aimants remonte aux civilisations les plus anciennes. En Chine, puis un peu plus tard en Grèce, les hommes découvrent une pierre noire, la pierre d’aimant (magnétite), qui a l’étrange pouvoir d’attirer le fer. Dans l’Antiquité, Pline l’Ancien, auteur d’une encyclopédie naturelle intitulée «Histoire naturelle» écrivait : «Il y a auprès du fleuve Indus deux montagnes, dont l’une retient et l’autre repousse toute espèce de fer ; de la sorte, si l’on porte des clous aux souliers, dans l’une on ne peut pas retirer son pied, dans l’autre on ne peut pas le poser.» À l’époque, nombreuses furent les personnes qui associèrent ce phénomène à de la magie. On disait qu’une pierre d’aimant placée sous l’oreiller d’une épouse infidèle avait le pouvoir, de lui faire avouer sa faute. La croyance populaire attribuait à l’aimant une telle force qu’un seul fragment suffisait pour guérir toute sorte de maux et même servir de contraceptif.
L’aimant existe-t-il à l’état naturel ?
Oui, on vient de le dire, c’est la magnétite. Elle se trouve dans des couches rocheuses où il existe des gisements de fer. On en a retrouvé sur le plancher océanique datant de 2 à 55 millions d’années. La magnétite est magnétique parce que sa structure moléculaire lui permet de conserver l’alignement des particules causé par le champ magnétique de la terre depuis sa formation. De ce fait, la terre est irrémédiablement le plus grand et le plus puissant aimant naturel que l’on connaisse ! Le champ magnétique terrestre est engendré par la rotation de la Terre sur elle-même, rotation qui implique celle de son noyau de fer liquide conducteur de l’électricité par le biais de ce que l’on appelle l’effet dynamo. Nos instruments mesurent ce champ depuis quelques siècles seulement. Pour les périodes plus anciennes, les géophysiciens ont recours à la mémoire magnétique des roches. Ces dernières sont en effet capables d’enregistrer le champ magnétique terrestre et de conserver l’information pendant des milliards d’années.
Comment le fabrique-t-on ?
Qu’il s’agisse d’aimants permanents, temporaires ou électromagnétiques, leur conception reste la même. On choisit un matériau magnétisable (fer, acier, nickel et cobalt) lesquels contiennent des millions de milliards d’atomes pointant normalement dans toutes les directions. Lorsqu’on applique à ce matériau un champ magnétique puissant, ces atomes changent progressivement de sens pour s’orienter vers celui du champ. Lorsque la majorité de ces atomes sont alignés dans le champ, le matériau devient un aimant. Les aimants sont dits temporaires, si lorsque’on enlève le champ magnétique apporté par l’aimant, le magnétisme disparaît de la pièce métallique. Les aimants sont dits permanents, car les atomes, dont l’aimant a influencé le sens n’arrivent pas à se réorienter une fois alignés.
Principe de l’aimantation
Vous avez sans doute déjà joué avec des aimants. Les aimants ont ce qu’on appelle des dipôles : ils ont deux pôles magnétiques, Nord et Sud. Lorsqu’on met deux aimants en présence, on s’aperçoit soit :• qu’ils s’attirent : si leurs pôles de type différents sont mis en contact (Nord-Sud)• qu’ils se repoussent : si leurs les pôles de même type se repoussent. (Nord-Nord ou Sud-Sud).Les aimants créent autour d’eux ce qu’on appelle un champ magnétique. On en connaît tous une application célèbre : la boussole. La terre produit un champ magnétique, comme un aimant : son pôle Sud magnétique correspond à peu près au pôle Nord géographique et inversement. Donc si vous prenez un aimant assez léger, et que vous le laissez s’orienter comme il veut, il va s’orienter selon les lignes de champ créé par la Terre, donc suivant l’axe nord-sud. Son pôle Sud va pointer vers le pôle Nord, son pôle Nord vers le pôle Sud. Pratique pour se repérer en toute occasion ! D’ailleurs, un certain nombre d’animaux utilise ce principe pour se repérer : ils ont dans leur cerveau des «mini-aimants» qui les renseignent sur les lignes de champ magnétique. Ils ont ainsi des boussoles intégrées. C’est le cas des pigeons voyageurs, par exemple !
Pourquoi attirent-ils certains métaux et pas d’autres ?
Tout est question d’atomes, certains matériaux régissent en présence d’un aimant comme le fer, l’acier et la fonte (alliages contenant du fer). À l’inverse, certains matériaux métalliques comme le zinc, le laiton, l’or, l’argent, l’aluminium, le plomb, le cuivre, etc. ne seront pas attirés.
Application industrielle
La découverte des aimants a été très importante, car ils sont utilisés dans la fabrication des moteurs électriques et des générateurs. Sans électricité, il n’y aurait pas de téléphones, d’éclairage ni de chauffage électrique, d’ordinateurs ou de télévisions. On utilise les électro-aimants dans les trains Maglev qui fonctionnent sans roues et «flottent» au-dessus de la voie en raison de la répulsion magnétique entre les électroaimants de la voie et le dessous du train. Ils sont très rapides, pouvant atteindre une vitesse de 480 km/h. On retrouve également ce type d’aimant dans les compresseurs à voitures, les casseurs de ferraille, les téléphones, les ordinateurs, les sonnettes, les magnétoscopes, etc.
Application médicale
L’utilisation d’aimants à des fins thérapeutiques (magnéto-thérapie) remonte à l’Antiquité. Dès cette époque, l’homme prêtait des pouvoirs de guérison aux pierres naturellement magnétiques. En Grèce, les médecins fabriquaient alors des bagues de métal magnétisé pour soulager les douleurs de l’arthrite. Aujourd’hui, les aimants sont encore utilisés pour traiter une grande variété de problèmes de santé, bien que les preuves scientifiques de leur efficacité soient peu nombreuses. 1/MéthodeIls se portent comme bijoux, bracelet, bagues ou boucles d’oreille. Ils s’insèrent aussi à l’intérieur d’une semelle dans la chaussure. Ils se font en bandages ou pansements que l’on colle ou que l’on enroule à l’endroit désigné du corps. Ils prennent même la forme d’oreillers et de matelas. Quand les aimants sont portés sur le corps, on les place directement sur la région douloureuse ou sur un point d’acupuncture. La puissance de leur champ électromagnétique est généralement de 400 à 800 gauss (celle d’un aimant décoratif de frigo est de moins de 200 gauss). Plus la distance entre l’aimant et le corps est importante, plus l’aimant doit être puissant. Dans un matelas, sa force pourra atteindre 4 000 gauss, et même plus.
2/Pour quels maux ?a/ Aimants pulsés. Ils sont utilisés pour :Guérir les fractures (notamment celles du tibia). Soulager l’arthrose, la migraine...Diminuer la sclérose en plaques. Soigner l’incontinence urinaire. Soulager une polyarthrite rhumatoïde. Réduire les acouphènes. Traiter l’insomnie. b/ Aimants permanents aident à :Réduire la douleur. Soulager une fibromyalgie.