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Observatoire de Lyon (FC) Le champ magnétique terrestre (08/03/09) p.1/2

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 rBayant 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

rBen 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 rB 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

rBsur 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 B

0 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.

Observatoire de Lyon (FC) Le champ magnétique terrestre (08/03/09) p.2/2 Variations du champ magnétique terrestre.

Les caractéristiques du vecteur champ magnétique terrestre rB varient à la surface de la Terre et, en un lieu donné, avec le temps.

Sur la carte de France représentée ci-dessous des lignes d'égale déclinaison joignent tous les points

qui, au même instant, ont même déclinaison

L'amplitude des variations de la déclinaison et de l'inclinaison est suffisamment faible pour que, dans

une région de quelques kilomètres carrés, on puisse considérer le champ magnétique terrestre comme

uniforme : des aiguilles aimantées placées en différents points d'une salle s'orientent toutes suivant des

directions parallèles.

En un lieu donné, la déclinaison et l'inclinaison varient avec le temps. On distingue ainsi des

variations séculaires, annuelles, diurnes et accidentelles.

Le tableau ci-dessous donne les variations séculaires connues à Paris, pour la moyenne de la

déclinaison faite sur un an. Cette variation correspond à une diminution d'environ 0,1° par an.

année 1556 1666 1814 1966 1986 déclinaison 8° es t 0° 22,3°ouest (maximum) 8° ouest 3,8° ouest

Les variation annuelles se traduisent par une diminution de la déclinaison du printemps au milieu de

l'été, suivie d'une augmentation en automne.

Chaque jour la déclinaison passe par un minimum vers 8 heures et un maximum vers 14 heures, l'écart

pouvant atteindre 8' à 10'.

Des perturbations accidentelles ou orages magnétiques accompagnent l'apparition de taches solaires et

d'aurores boréales; elles sont dues au champ magnétique intense produit par une émission de particules