Champ magnétique terrestre



La dynamique du champ magnétique terrestre reproduite en laboratoire.

La plupart des objets astronomiques qui nous entourent (planètes, étoiles, galaxies) possèdent un champ magnétique dont l'origine est mal connue. La Terre possède un tel champ magnétique, que nous pouvons détecter en observant l'alignement de l'aiguille d'une boussole. Ce champ magnétique joue un rôle important pour la vie sur Terre car il nous protège des effets nuisibles du rayonnement cosmique et du vent solaire.
Une des caractéristiques les plus étonnantes du champ terrestre est l'inversion erratiques des pôles magnétiques. Ceux-ci restent proches des pôles géographiques, mais le pôle Nord devient un pôle Sud environ tous les 100 000 ans tandis que le temps du renversement est de quelques milliers d'années.
Durant un renversement, la magnétosphère qui protège la Terre des radiations solaires et cosmiques est sévèrement diminuée. La vie sur Terre, et en particulier celle de notre espèce, a déjà résisté à ce type de situation (le dernier renversement a eu lieu il y a 780 000 ans), mais nos moyens de communication modernes (satellites, réseaux...) seraient certainement affectés.
Au début du XXème siècle, il avait été proposé que les mouvements très désordonnés qui agitent le noyau de fer liquide au centre de la Terre sont à l'origine de son champ magnétique créé par effet « dynamo » Le mécanisme est le suivant : un petit courant électrique circulant dans un conducteur crée un champ magnétique. Un conducteur en mouvement dans un champ magnétique produit un courant électrique. Dans un milieu conducteur, solide ou liquide, en mouvement, si la géométrie est telle que ces 2 champs se renforcent l'un l'autre, il peut se produire une instabilité : au delà d'une certaine vitesse d'agitation, le champ magnétique et le courant peuvent être engendrés spontanément, c'est l'effet dynamo.
Les chercheurs de la collaboration VKS* ont observé qu'il est effectivement possible de créer spontanément un champ magnétique, comme le champ terrestre, en agitant du sodium liquide, conducteur de l'électricité. L'écoulement turbulent de sodium est produit par la rotation en sens inverse de deux turbines dans un cylindre. Si ces deux turbines tournent à des vitesses différentes, l'agitation permet au champ magnétique de se retourner, comme le champ magnétique terrestre ! . Comme pour la Terre, le temps entre 2 renversements du champ est très variable, mais plus long que la durée d'un renversement qui est très courte.
Pour d'autres vitesses de rotation, le champ magnétique peut s'inverser régulièrement, en tournant dans l'espace sans s'annuler, comme cela est observé dans le Soleil. Ces expériences de laboratoire nous aident ainsi à comprendre les phénomènes qui se produisent au cœur de la Terre ou du Soleil et qui intriguent géophysiciens et astrophysiciens depuis des siècles.
* collaboration VKS ("Von Karman Sodium") CEA - CNRS - ENS Paris -ENS Lyon.
Von Karman est le physicien qui donna son nom à l'écoulement réalisé.
Sodium : élément chimique à l'état liquide et conducteur de l'électricité dans ces expériences.

(© photo : CEA - VSK simulation)

ORIENTATION

Liste des conseillers en orientation
près de chez vous.

PSYCHO-TESTS

Quels métiers sont faits pour toi.

pub

DISCUTE AVEC UN
ÉTUDIANT EN CHAMP MAGNÉTIQUE TERRESTRE

Antoine

20 ans

UNIVERSITÉ D'ANGERS

Ajouter un commentaire


Votre email ne sera jamais publié