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27/05/2005
Chronique Sciences
Pourquoi les aimants attirent les métaux


(MFI) La force magnétique qui fait « coller » le métal à l’aimant reste mystérieuse aux yeux de la physique. Mais, si elle ne peut en expliquer l’origine, la science parvient tout de même à en décrire très précisément les manifestations.

Le terme de « magnétisme » vient de Magnésie, nom d’une région de Grèce où l’on trouve de la magnétite, minerai noir contenant de l’oxyde de fer qui est la forme naturelle de l’aimant. Il y a plusieurs siècles déjà, les marins chinois utilisaient des morceaux de magnétite taillés en flèche pour s’orienter quand ils étaient perdus. Suspendu librement dans l’air, la pièce de magnétite s’immobilisait, indiquant à coup sûr la direction nord-sud, selon le bon vieux principe des attirances magnétiques ! Comme la Terre, les aimants que nous connaissons sous leurs formes de barrette ou de fer à cheval possèdent deux pôles, un pôle sud et un pôle nord.
Le principe du magnétisme – le mot évoque la curieuse propension de l’aimant à attirer le fer – est simple : les pôles identiques se repoussent, les opposés s’attirent. Le pôle nord possède une charge négative, le sud une charge positive. On ne peut séparer ces deux pôles : couper un aimant en deux revient à créer deux aimants plus petits, possédant des pôles tout aussi actifs que l’aimant initial. On peut ainsi briser l’aimant jusqu’à l’échelle atomique sans lui ôter ses capacités attractive et répulsive. Si clous, épingles, trombones et autres lames de rasoirs s’agglutinent sans résistance à l’aimant qu’on approche, le magnétisme n’est pourtant pas automatique quel que soit le métal. L’attraction est possible pour le fer, le cobalt et le nickel, mais se révèle inexistante pour l’aluminium, le cuivre, le zinc ou encore l’or, l’argent et le platine.


L’aimant transforme le fer… en aimant !

L’aimant est constitué de particules appelées molécules. Chaque molécule est un aimant minuscule qui attire les autres molécules de l’aimant. Ces molécules bien rangées et classées dans un ordre précis s’attirent sans gaspiller leur force. De ce fait, leur capacité d’attraction est si forte qu’elle peut se porter sur des objets extérieurs en fer, ou contenant obligatoirement du fer, du cobalt ou du nickel, ce qui exclut les métaux qui en sont dépourvus.
Si l’aimant attire le fer, c’est tout simplement parce qu’il réussit l’exploit de le transformer en… aimant ! Un clou en fer mis en présence d’un aimant va se comporter comme un aimant. En temps normal, les atomes qui composent le clou sont orientés de manière anarchique, le clou n’a aucun pouvoir d’attraction. Mais si on l’approche d’un véritable aimant, celui qu’on appelle aimant permanent, les éléments qui composent le fer vont s’organiser et s’orienter dans une même direction, tout comme ceux de l’aimant permanent. Du coup, notre clou se comporte comme un aimant !
Tous les métaux ne sont pas des corps magnétiques, et tous les corps magnétiques ne sont pas des métaux. Pour preuve, les premiers objets connus dotés d’un pouvoir d’attraction, découverts il y a quelque 2500 ans, sont des roches volcaniques. La Terre elle même est un gigantesque aimant, doté d’un pôle Nord et d’un pôle Sud, pôles à la fois magnétiques et géographiques. Ce qui donne à notre planète cette capacité à « aimanter », c’est son noyau, composé de fer et de nickel. L’aiguille de la boussole est un aimant dont le pôle nord, marqué N, indique toujours le pôle Nord magnétique de la Terre, de même que l’autre extrémité indique le Sud.

Julie Foulquier


EN BREF

Une baleine dans le désert


(MFI) Des paléontologues américains et égyptiens ont mis à jour le fossile le plus complet d’un cétacé vieux de 40 millions d’années. Les restes, aux allures de serpent de mer, appartiennent à une espèce identifiée pour la première fois en 1905. Ils ont été découverts dans une vallée du Sahara égyptien, sous les sables de Wadi Hitan, ancien lit d’une mer où se sont accumulés un grand nombre de fossiles d’animaux marins. Long de 18 mètres, cet ancêtre des cétacés, Basilosaurus Isis, est un animal au corps allongé, doté de petites pattes inutiles témoignant de l’évolution de ces mammifères depuis la terre vers la mer.

Du soleil contre les vers de la patate

(MFI) Pour anéantir les nématodes, des vers responsables de la destruction de plus de 10 % de la production mondiale de pommes de terre, les zoologistes ont eu une idée « lumineuse ». Ils ont disposé un revêtement plastique transparent sur les plants pendant leur première phase de croissance. Les rayons du soleil chauffent suffisamment le sol pour produire un effet de serre fatal aux vers gloutons. Les meilleurs résultats ont été obtenus sur une variété de pomme de terre, la Maris peer, très répandue. Les expériences sont encore en cours pour de multiples autres familles de patates.

Hydroélectricité et pollution

(MFI) L’hydroélectricité n’est pas toujours une énergie propre. Le barrage de Curua-Una, au Brésil, en est la preuve. Pour une production d’électricité équivalente, il a rejeté trois fois et demi plus de gaz à effet de serre que ne l’aurait fait une centrale thermique au fuel. C’est le contexte environnemental qui induit la pollution. Quand un barrage est mis en eau, la végétation noyée entre en décomposition et dégage, au cours des premières années, une grande quantité de gaz à effet de serre, du méthane. Cette constatation se vérifie surtout sous les tropiques : les algues se putréfient davantage quand l’eau est chaude et manque d’oxygène, ce qui est caractéristique des bassins de retenue tropicaux.

J. F.




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