Le monde médical, la science, l’informatique, en passant par la physique des particules, le magnétisme représente une science aux multiples applications qui remonte à plus de 2 500 ans.
Sommaire
1. Définition et principes du magnétisme
1.1 Principes fondamentaux du magnétisme
Le magnétisme est la science dans laquelle des matériaux s’attirent ou se repoussent en fonction de leurs matières. Les courants électriques et les moments magnétiques des particules élémentaires fondamentales créent un champ magnétique, un phénomène à l’origine de ces forces. Selon les matériaux, l’état magnétique diffère, il change également selon la température, la pression ou le champ magnétique extérieur.
1.2 Les magnétisme en termes scientifiques
Le magnétisme désigne l’ensemble des phénomènes qui ont lieu au centre et autour de matériaux aimantés. Les champs magnétiques peuvent être produits de façon naturelle par la matière elle-même que l’on appelle le ferromagnétisme (moments magnétiques permanents), c’est le cas des aimants. Certains matériaux ne possèdent pas de moments magnétiques permanents, mais sont attirés par un champ magnétique, il s’agit de paramagnétisme ; à l’inverse, le diamagnétisme concerne les matériaux repoussés par un champ magnétique.
2. Histoire du magnétisme
Le phénomène des propriétés magnétiques est connu depuis l’Antiquité. On attribue à Thalès de Milet la première description de la pierre d’aimant (magnétite), une pierre capable d’attirer le fer. Les Grecs, les Romains et les Chinois avaient fait le même constat.
2.1 Les principaux scientifiques
Ils ont contribué à la découverte et à l’étude du magnétisme
- Au 13ème siècle, P. Pèlerin de Marcourt pose les bases du magnétisme.
- H. C. Œrsted découvre en 1820, qu’un courant électrique est une source de force magnétique puisqu’un aimant s’oriente perpendiculairement à un courant électrique.
- A. M. Ampère établit ensuite la théorie de l’électromagnétisme.
- En 1845 M. Faraday découvre l’action d’un champ magnétique sur la lumière polarisée.
- En 1876 H. A. Rowland met en évidence l’identité de l’électricité statique et dynamique.
- En 1880 E. Warburg découvre le retard des variations de l’aimantation d’une substance ferromagnétique soumise aux variations d’un champ magnétique (l’hystérésis).
- P. Curie montre en 1895 que les propriétés magnétiques des corps dépendent de leur température.
- En 1896 P. Zeeman découvre la modification du spectre d’émission d’un corps soumis à un champ magnétique.
- En 1908 G. Hale découvre le magnétisme des taches solaires.
- En 1978 apparaissent les premières images médicales obtenues par résonance magnétique nucléaire.
- En 1982 des premiers appareils d’imagerie médicale par résonance magnétique nucléaire sont utilisés. Apparition des premiers CD.
3. Applications du magnétisme dans la science
3.1. Le magnétisme en physique
La force magnétique a été utilisée dans de nombreuses applications physiques et a contribué à modifier notre quotidien. La boussole magnétique permet de mesurer la direction du champ magnétique. Des trains circulent sans être en contact avec les rails, ils utilisent les forces magnétiques. La plaque à induction contient des électroaimants, qui créent la circulation d’un champ magnétique qui entre en contact avec la casserole pour chauffer ; mais aussi, les moteurs, dynamos, bandes magnétiques sont des réalisations qui utilisent l’énergie de l’aimant.
3.2. Le magnétisme en médecine
Le magnétisme est de plus en plus présent en médecine, et notamment en imagerie médicale. Dans les années 70, apparait l’imagerie par résonance magnétique (IRM). Basée sur le phénomène de résonance magnétique nucléaire, l’IRM utilise des champs magnétiques produits par de puissants aimants et produit des images de l’intérieur du corps sans exposition, pour le patient, à des rayonnements ionisants.
Le Japon est le pays possédant le plus grand nombre d’appareils d’IRM par habitant suivi par les États-Unis et l’Allemagne ; la France se situe en 14ème position sur un classement de 36. Inversement, la Colombie est le pays le plus défavorisé en matière d’appareils à résonance magnétique.
4. Recherche et développements
Après 20 ans de recherches, l’appareil d’imagerie à résonance magnétique le plus puissant au monde, Iseult, a donné ses premières images. Iseult, installé en France, possède un aimant cylindrique, produisant un champ magnétique de 11.7 tesla, soit 220 000 fois le champ magnétique terrestre. Actuellement les appareils d’IRM en hôpital génèrent seulement trois tesla. Iseult, avec des résolutions extrêmement fines, sera capable de fournir des informations sur les neurones jusqu’à présent impossibles, et de mieux comprendre le fonctionnement du cerveau.
Conclusion
Connu depuis l’antiquité, le magnétisme, ensemble de phénomènes physiques dans lesquels les objets s’attirent ou se repoussent sont le quotidien des chercheurs. La science a agrandi son champ de recherches donnant naissance à des applications au service de la science et de la santé. Les magnéticiens, ne doivent pas être confondus avec les « magnétiseurs » qui ne se basent pas sur les champs magnétiques. Mesmer, médecin réputé au 18e siècle et fondateur du magnétisme animal, affirmait guérir des patients par manipulation du fluide magnétique ; ses théories ont été rejetées par une commission scientifique dès 1784. Pour Mesmer, un fluide universel, était aussi influant que le magnétisme.