L`effet dynamo : expériences de laboratoire

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L’expérience dynamo VKS (© CEA/CNRS/ENS)
L’effet dynamo :
expériences de laboratoire
Avec un simple bobinage de fil électrique et une pile, on
peut engendrer un champ magnétique - c’est le principe
de l’électro-aimant. Au coeur de la Terre et du Soleil,
l’usine magnétique est plus complexe; pas de pile ni de
fil, mais, pense t-on, un bouillonnant océan de métal en
fusion (du fer liquide dans le noyau terrestre) ou de
plasma (de l’hydrogène ionisé à l’intérieur du Soleil) qui
engendre un champ magnétique par effet dynamo. Mais
démontrer en pratique que ce principe fonctionne et
parvient à engendrer le champ magnétique de la Terre
ou du Soleil n’est pas une bagatelle.
Pour simuler l’effet dynamo en
laboratoire, on utilise des
cuves cylindriques ou
sphériques remplies de
métal en fusion (du
sodium à 100 °C) et
brassé de part et
d’autre par deux
fouets tournant en
sens opposés à
plusieurs dizaines de
tours par seconde. On
tente ainsi de reproduire
les tourbillons capables
d’amplifier un faible champ
magnétique initial. On fabrique ainsi un aimant de
métal fondu : difficile à bricoler dans sa cuisine!
simulation numérique du champ magnétique
produit par l’expérience dynamo de Madison
l’expérience dynamo de l’Université de Madison
Il existe aujourd’hui plusieurs
expériences similaires dans le
monde : par exemple l’expérience
dynamo VKS (en France) et celle
de l’Université de Madison (aux
Etats Unis). Elles font suite à
une première génération
d’expériences plus sommaires, dans
lesquelles l’écoulement du sodium
n’était pas libre et turbulent au sein
d’une cuve, mais contraint et imposé à
priori (par une tuyauterie).
L’expérience VKS a obtenu ses premiers
résultats en 2007; elle a réussi en
particulier à engendrer un champ
magnétique d’orientation changeante
similaire à celui de la Terre.
Il est aussi possible de simuler la dynamo terrestre sur
un ordinateur, mais les expériences de laboratoire sont à
ce jour la meilleure manière d’étudier de près les
dynamos cosmiques.
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