Le champ magnétique terrestre est d'environ 25-65 microteslas (0.25-0.65 Gauss) à la surface — suffisant pour dévier les aiguilles des boussoles

Un aimant de réfrigérateur produit environ 0.001 Tesla (10 Gauss) à sa surface

Les appareils d'IRM utilisent de 1.5 à 7 Teslas — jusqu'à 140 000 fois plus fort que le champ terrestre !

Le champ magnétique continu le plus puissant jamais créé en laboratoire : 45.5 Teslas (Université d'État de Floride)

Les étoiles à neutrons ont des champs magnétiques allant jusqu'à 100 millions de Teslas — les plus puissants de l'univers

Le cerveau humain produit des champs magnétiques d'environ 1-10 picoteslas, mesurables par des scanners MEG

Les trains Maglev utilisent des champs magnétiques de 1-4 Teslas pour léviter et propulser les trains à plus de 600 km/h

1 Tesla = 10 000 Gauss exactement (relation définie entre les systèmes SI et CGS)

Définition : Unité SI de la densité de flux magnétique. 1 T = 1 Weber/m² = 1 kg/(A·s²)

Nommé d'après : Nikola Tesla (1856-1943), inventeur et ingénieur électricien

Utilisation : Appareils d'IRM, aimants de recherche, spécifications de moteurs

Valeurs typiques : Terre : 50 µT | Aimant de réfrigérateur : 10 mT | IRM : 1.5-7 T

Définition : Unité CGS de la densité de flux magnétique. 1 G = 10⁻⁴ T = 100 µT

Nommé d'après : Carl Friedrich Gauss (1777-1855), mathématicien et physicien

Utilisation : Équipements anciens, géophysique, gaussmètres industriels

Valeurs typiques : Terre : 0.5 G | Aimant de haut-parleur : 1-2 G | Aimant en néodyme : 1000-3000 G

Définition : Unité SI de l'intensité de champ magnétique. Courant par unité de longueur qui crée le champ.

Utilisation : Conception d'électroaimants, calculs de bobines, tests de matériaux magnétiques

Valeurs typiques : Terre : 40 A/m | Solénoïde : 1000-10000 A/m | Aimant industriel : 100 kA/m

Définition : Unité CGS de l'intensité de champ magnétique. 1 Oe = 79.5775 A/m

Nommé d'après : Hans Christian Ørsted (1777-1851), qui a découvert l'électromagnétisme

Utilisation : Enregistrement magnétique, spécifications d'aimants permanents, cycles d'hystérésis

Valeurs typiques : Coercivité du disque dur : 2000-4000 Oe | Aimant permanent : 500-2000 Oe

Définition : Un millionième de Tesla. 1 µT = 10⁻⁶ T = 0.01 G

Utilisation : Géophysique, navigation, mesures de champs électromagnétiques, biomagnétisme

Valeurs typiques : Champ terrestre : 25-65 µT | Cerveau (MEG) : 0.00001 µT | Lignes électriques : 1-10 µT

Définition : Égal à 1 nanotesla. 1 γ = 1 nT = 10⁻⁹ T. Utilisé en géophysique.

Utilisation : Levés magnétiques, archéologie, exploration minière

Valeurs typiques : Détection d'anomalies magnétiques : 1-100 γ | Variation journalière : ±30 γ

Électromagnétisme

Lors d'une démonstration en cours, Ørsted remarqua qu'une aiguille de boussole déviait près d'un fil parcouru par un courant. Ce fut la première observation liant l'électricité et le magnétisme. Il publia ses découvertes en latin, et en quelques semaines, des scientifiques de toute l'Europe reproduisirent l'expérience.

A prouvé que les courants électriques créent des champs magnétiques, fondant ainsi le domaine de l'électromagnétisme

Induction électromagnétique

Faraday a découvert que les champs magnétiques variables créent des courants électriques. Le déplacement d'un aimant à travers une bobine de fil générait de l'électricité — le principe derrière chaque générateur électrique et transformateur aujourd'hui.

A rendu possible la production d'énergie électrique, les transformateurs et le réseau électrique moderne

Théorie électromagnétique unifiée

Les équations de Maxwell ont unifié l'électricité, le magnétisme et la lumière en une seule théorie. Il a introduit les concepts de champ B et de champ H comme des grandeurs distinctes, montrant que la lumière est une onde électromagnétique.

A prédit les ondes électromagnétiques, menant à la radio, au radar et à la communication sans fil

Loi de la force de Lorentz

A décrit la force sur une particule chargée se déplaçant dans des champs magnétiques et électriques : F = q(E + v × B). Cette formule est fondamentale pour comprendre le fonctionnement des moteurs, des accélérateurs de particules et des tubes cathodiques.

Fondement de la compréhension du mouvement des particules dans les champs, de la spectrométrie de masse et de la physique des plasmas

Supraconductivité

En refroidissant le mercure à 4.2 K, Onnes découvrit que sa résistance électrique disparaissait complètement. Les supraconducteurs expulsent les champs magnétiques (effet Meissner), permettant des aimants ultra-puissants sans perte d'énergie.

A mené aux appareils d'IRM, aux trains Maglev et aux aimants des accélérateurs de particules produisant des champs de plus de 10 Teslas

Premier laser

Bien que n'étant pas directement lié au magnétisme, les lasers ont permis des mesures précises du champ magnétique grâce à des effets magnéto-optiques comme la rotation de Faraday et l'effet Zeeman.

A révolutionné la détection de champ magnétique, les isolateurs optiques et le stockage de données magnétiques

Imagerie médicale par IRM

Damadian a découvert que les tissus cancéreux ont des temps de relaxation magnétique différents de ceux des tissus sains. Cela a conduit à l'IRM (Imagerie par Résonance Magnétique), utilisant des champs de 1.5-7 Teslas pour créer des images corporelles détaillées sans rayonnement.

A transformé le diagnostic médical, permettant l'imagerie non invasive des tissus mous, du cerveau et des organes

Verdict : FAUX

Les deux mesurent la même chose (champ B/densité de flux), juste dans des systèmes d'unités différents. Le Tesla est SI, le Gauss est CGS. 1 T = 10 000 G exactement. Ils sont aussi interchangeables que les mètres et les pieds.

Verdict : CONDITIONNEL

Ceci n'est vrai que dans le vide/l'air ! Dans les matériaux magnétiques, la conversion dépend de la perméabilité μᵣ. Dans le fer (μᵣ~2000), 1000 A/m crée 2.5 T, et non 0.00126 T. Indiquez toujours votre hypothèse lors de la conversion B ↔ H.

Verdict : PRINCIPALEMENT FAUX

Les champs magnétiques statiques jusqu'à 7 Teslas (appareils d'IRM) sont considérés comme sûrs. Votre corps est transparent aux champs magnétiques statiques. Une préoccupation existe pour les champs variant extrêmement rapidement (courants induits) ou les champs supérieurs à 10 T. Le champ de 50 µT de la Terre est totalement inoffensif.

Verdict : AMBIGU

Confus ! En physique, l'« intensité de champ magnétique » désigne spécifiquement le champ H (A/m). Mais familièrement, les gens disent « champ magnétique fort » en pensant à un champ B élevé (Tesla). Précisez toujours : champ B ou champ H ?

Verdict : FAUX (MAIS PROCHE)

Dans le vide : 1 Oe ≈ 1 G numériquement, MAIS ils mesurent des grandeurs différentes ! L'Oersted mesure le champ H (force magnétisante), le Gauss mesure le champ B (densité de flux). C'est comme confondre la force et l'énergie — il se trouve qu'ils ont des valeurs similaires dans l'air, mais ils sont physiquement différents.

Verdict : ÇA DÉPEND

Électroaimants typiques : 0.1-2 T. Aimants au néodyme : champ de surface de 1-1.4 T. Mais les électroaimants supraconducteurs peuvent atteindre plus de 20 Teslas, dépassant de loin tout aimant permanent. Les électroaimants l'emportent pour les champs extrêmes ; les aimants permanents pour la compacité et l'absence de consommation d'énergie.

Verdict : FAUX

Les champs magnétiques pénètrent facilement la plupart des matériaux ! Seuls les supraconducteurs expulsent complètement les champs B (effet Meissner), et les matériaux à haute perméabilité (mu-métal) peuvent rediriger les lignes de champ. C'est pourquoi le blindage magnétique est difficile — on ne peut pas simplement « bloquer » les champs comme on peut le faire avec les champs électriques.

Plage : 1 µT à 10 T

Précision : ±1-5%

Mesure : Champ B (Tesla/Gauss)

Le plus courant. Une puce semi-conductrice qui délivre une tension proportionnelle au champ B. Utilisé dans les smartphones (boussole), les gaussmètres et les capteurs de position.

Avantages : Peu coûteux, compact, mesure les champs statiques

Inconvénients : Sensible à la température, précision limitée

Plage : 0.1 nT à 1 mT

Précision : ±0.1 nT

Mesure : Champ B (Tesla)

Utilise la saturation d'un noyau magnétique pour détecter de minuscules changements de champ. Utilisé en géophysique, en navigation et dans les missions spatiales.

Avantages : Extrêmement sensible, idéal pour les champs faibles

Inconvénients : Ne peut pas mesurer les champs élevés, plus cher

Plage : 1 fT à 1 mT

Précision : ±0.001 nT

Mesure : Champ B (Tesla)

Le magnétomètre le plus sensible. Nécessite un refroidissement à l'hélium liquide. Utilisé dans les scanners cérébraux MEG et la recherche en physique fondamentale.

Avantages : Sensibilité inégalée (femtotesla !)

Inconvénients : Nécessite un refroidissement cryogénique, très cher

Plage : 10 µT à 10 T

Précision : ±2-10%

Mesure : Variation du champ B (dB/dt)

Bobine de fil qui génère une tension lorsque le flux change. Ne peut pas mesurer les champs statiques — uniquement les champs alternatifs ou en mouvement.

Avantages : Simple, robuste, capable de mesurer des champs élevés

Inconvénients : Ne mesure que les champs variables, pas le courant continu

Plage : 1 A à 1 MA

Précision : ±1%

Mesure : Courant (lié au champ H)

Mesure le courant alternatif en détectant le champ magnétique qu'il crée. S'enroule autour d'un conducteur sans contact.

Avantages : Non invasif, large plage dynamique

Inconvénients : Courant alternatif uniquement, ne mesure pas directement le champ

Le Tesla (T) est l'unité SI, le Gauss (G) est l'unité CGS. 1 Tesla = 10 000 Gauss exactement. Le Tesla est préféré pour les applications scientifiques et médicales, tandis que le Gauss est encore courant dans la littérature plus ancienne et certains contextes industriels.

Seulement dans le vide/l'air ! Dans le vide : B (Tesla) = μ₀ × H (A/m) où μ₀ = 4π×10⁻⁷ ≈ 1.257×10⁻⁶ T·m/A. Dans les matériaux magnétiques comme le fer, vous avez besoin de la perméabilité relative du matériau (μᵣ), qui peut aller de 1 à plus de 100 000. Notre convertisseur suppose le vide.

Le champ B (densité de flux) mesure la force magnétique réelle subie, y compris les effets du matériau. Le champ H (intensité de champ) mesure la force magnétisante qui crée le champ, indépendamment du matériau. Dans le vide B = μ₀H, mais dans les matériaux B = μ₀μᵣH où μᵣ varie énormément.

Le champ terrestre varie de 25 à 65 microteslas (0.25-0.65 Gauss) à la surface. Il est le plus faible à l'équateur (~25 µT) et le plus fort aux pôles magnétiques (~65 µT). C'est assez fort pour orienter les aiguilles des boussoles mais 20 000 à 280 000 fois plus faible que les appareils d'IRM.

Oui ! 1 Tesla est environ 20 000 fois plus fort que le champ terrestre. Les aimants de réfrigérateur sont d'environ 0.001 T (10 G). Les appareils d'IRM utilisent 1.5-7 T. Les aimants de laboratoire les plus puissants atteignent ~45 T. Seules les étoiles à neutrons dépassent les millions de Teslas.

1 Oersted (Oe) = 1000/(4π) A/m ≈ 79.577 A/m. L'Oersted est l'unité CGS pour le champ H, tandis que l'A/m est l'unité SI. Le facteur de conversion provient de la définition de l'ampère et des unités électromagnétiques CGS.

Les normes internationales (CEI, FDA) exigent le Tesla pour l'imagerie médicale. Cela évite la confusion (1.5 T contre 15 000 G) et s'aligne sur les unités SI. Les zones de sécurité IRM sont définies en Teslas (directives de 0.5 mT, 3 mT).

Les champs statiques >1 T peuvent interférer avec les stimulateurs cardiaques et attirer les objets ferromagnétiques (risque de projectile). Les champs variables dans le temps peuvent induire des courants (stimulation nerveuse). Les protocoles de sécurité IRM contrôlent strictement l'exposition. Le champ terrestre et les aimants typiques (<0.01 T) sont considérés comme sûrs.