Semestre 1

CHAMP MAGNETIQUE TERRESTRE

Existence et direction du champ magnétique terrestre.

Une aiguille aimantée, suspendue par son centre de gravité à un fil sans torsion et placée loin de tout autre aimant, de tout circuit parcouru par un courant et de toute masse importante de fer, s'oriente dans une direction qui n'est pas horizontale mais qui, dans l’hémisphère nord, pointe vers la Terre. Cette action subie par une aiguille aimantée décèle donc l'existence d'un champ magnétique à la surface de la Terre.

Le champ magnétique terrestre d'un lieu est caractérisé par un vecteur champ magnétique B ayant

pour direction et sens ceux de l’axe SN de l'aiguille aimantée.

On appelle méridien magnétique d'un lieu le plan vertical contenant le vecteur champ magnétique terrestre B en ce lieu. Il ne se confond généralement pas avec le méridien géographique du lieu, plan défini par la verticale du lieu et la ligne des pôles terrestres ; ceci revient à dire que l'horizontale GM du méridien magnétique n'a pas tout à fait la direction de l'horizontale GK qui indique le Nord géographique.

Déclinaison et inclinaison magnétiques.

L'angle D que fait le méridien magnétique avec le méridien géographique est appelé déclinaison magnétique du lieu considéré. La déclinaison est dite occidentale ou orientale suivant que le méridien magnétique est à l'ouest ou à l'est du méridien géographique.

L'inclinaison magnétique d'un lieu est l’angle I que fait le vecteur champ magnétique B avec l'horizontal. Elle est positive quand le pôle nord de l'aiguille aimantée pointe vers le sol, c’est le cas dans l’hémisphère Nord, elle est négative dans le cas contraire.

Composante horizontale du champ magnétique terrestre

La composante horizontale du champ magnétique terrestre est la projection B₀ du vecteur B sur l'horizontale.

Elle est très importante en pratique car, dans la plupart des appareils comportant une aiguille aimantée, celle-ci est mobile autour d'un axe vertical et astreinte à rester horizontale. Sur une telle aiguille tout se passe comme si la composante horizontale B₀ agissait seule ; elle définit ce que l'on appelle souvent la direction du Nord magnétique.

En France, elle vaut environ : Bo = 2.10^-5 tesla.

Distribution générale du champ magnétique terrestre.

La distribution générale du champ terrestre rappelle celle qui serait due à un aimant situé au centre de la Terre, disposé suivant un diamètre ne coïncidant pas exactement avec la ligne des pôles terrestres mais dont le pôle nord serait situé au N.O. du Groenland.

Sur la figure ci-contre, donnant une représentation du spectre magnétique terrestre, on voit que les lignes de forces du champ rentrent dans la terre au pôle nord magnétique qui devrait donc, pour cette raison, être appelé un pôle sud magnétique.

Notions à retenir

Le champ magnétique est un vecteur, noté généralement

Il se caractérise par trois composantes : H_x, H_y, H_z 

Dans un espace à 3 dimensions, ce vecteur peut être représenté par 3 paramètres :

l ’Inclinaison (I), la Déclinaison (D), l ’Intensité (H[M.T1] ).

I : angle que fait le C. M. avec le plan horizontal

D : angle que fait la composante horizontale de H avec le Nord géographique