L e champ magnétique terrestre est comparable, en première approximation à celui que créerait un barreau aimanté (Fig. 1) situé au centre de la planète et aligné avec son axe de rotation (on parle d’un champ dipolaire axial).
Fig. 1 : Champ dipolaire créé par un
barreau aimanté.
Pour autant
les températures très élevées qui règnent
au cœur de notre planète ne permettent pas d’envisager
un magnétisme permanent.
Ce champ peut en revanche être créé par des courants
électriques. Le noyau terrestre, quelques 3000 km sous nos pieds,
est essentiellement constitué de fer liquide, bon conducteur de
l’électricité.
Nous expliquerons comment le mouvement de ce fluide conducteur peut conduire,
par un phénomène dit d'auto-excitation, à la génération
d'un champ magnétique : l'effet dynamo.
Ce type d’instabilité peut-être mis en évidence
à l’aide d’un dispositif expérimental très
simple proposé initialement par Lowes & Wilkinson en 1963 (Fig.
2).
Fig. 2 : Reproduction de l’expérience
de Lowes et Wilkinson (crédit : C. Gissinger & N. Mordant).
Nous discuterons également des résultats expérimentaux récents obtenus à l’aide de métal liquide en mouvement (Fig. 3) et qui permettent de reproduire en laboratoire le phénomène d’inversion de polarité observé sur Terre.
Fig. 3 : L’expérience VKS (crédit
: équipe VKS) à gauche et
un modèle numérique
illustrant le champ produit expérimentalement à droite (crédit
: C. Gissinger).
Emmanuel Dormy
(CNRS/IPGP/ENS)
Nicolas Mordant (ENS)