AIMANTS

Introduction

Un aimant permanent fournit à l'espace qui l'environne un certain flux magnétique ou, ce qui revient au même, il crée autour de lui un champ magnétique dont l'action peut s'exercer :

– sur d'autres aimants ou corps ferro-magnétiques (forces d'attraction mécanique, forces d'orientation) ;

– sur des courants électriques (transformation d'énergie électrique en énergie mécanique et réciproquement) ;

– en tant que champ statique (déviation de particules, focalisation électronique, relais polarisés).

Ces diverses fonctions ont été remplies pendant longtemps par les champs magnétiques créés par les courants : solénoïdes, électro-aimants. Mais les progrès remarquables accomplis dans le domaine des matériaux pour aimants permettent d'envisager le remplacement progressif de l'électro-aimant par l'aimant permanent donnant la même efficacité avec un encombrement trois à quatre fois plus faible, un poids réduit dans la même proportion et une grande simplicité de réalisation et d'emploi. Cette concurrence s'accentuera encore dans l'avenir grâce aux avantages que procure l'aimant :

– l'aimant fonctionne sans courant permanent, il ne se produit donc aucun échauffement de bobinage, pas de panne subite dangereuse, pas de problèmes d'isolement, pas de transport de courant sur des engins mobiles ou sur des bobinages tournants ;

– la production d'un champ magnétique stable avec du courant impose des dispositifs de régulation coûteux et encombrants, alors que l'aimant peut être utilisé seul, et sa stabilité dans le temps et en température est souvent meilleure que celle de la plupart des composants de l'industrie ;

– l'aimant peut être utilisé là où le courant est rare : missiles, lieux géographiques désertiques ;

– les dispositifs d'aimantation et de désaimantation des aimants par impulsions brèves de courant électrique permettent de faire varier à volonté la valeur du flux magnétique.

Les applications des champs magnétiques en électrotechnique et en électronique sont bien connues et des progrès sensibles ont pu être réalisés en utilisant les aimants permanents. Un domaine moins exploré, mais prometteur, est celui qui utilise la force d'attraction des aimants ; l'amélioration des caractéristiques magnétiques a permis la mise en œuvre de toute une série de dispositifs mécaniques qui vont de la punaise magnétique pour panneaux d'affichage jusqu'aux mécanismes nobles que sont les engrenages, les paliers, les transmissions magnétiques. Il naît une « mécanique magnétique » qui utilise des forces de liaisons exclusivement magnétiques, caractérisées par l'absence de contact et de frottement et donc par :

– l'absence d'usure entre les pièces et du bruit des mécanismes ;

– l'inutilité de lubrifier, qui permet un fonctionnement à toute température inférieure au point de Curie ;

– l'indifférence aux conditions de pression qui conduit à pouvoir travailler aussi bien sous vide qu'aux pressions les plus élevées.

Quelques types d'applications des aimants permanents

Les aimants permanents trouvent des applications nombreuses en :

– électronique et électro-acoustique : les lentilles magnétiques, les tubes hyperfréquences, les spectrographes de masse, les accélérateurs de particules, les haut-parleurs, les microphones, les téléphones, les télétypes, les appareils à enregistrement magnétique – magnétophones et magnétoscopes ;

– électrotechnique : dans les générateurs, les magnétos et volants magnétiques, les alternateurs, les moteurs de jouets, d'horlogerie, les moteurs à hystérésis, les moteurs d'électroménager, les moteurs à circuits imprimés, les relais, les interrupteurs, les contacteurs, les vannes,[...]