LES APPLICATIONS DE CHAMP MAGNÉTIQUE DANS L’INDUSTRIE Réalisé par : ▪BARHOUN Hicham ▪ZOUILING Mohamed ▪EL OUAKILI Youssef Encadré par : ▪ADRIOUACH Abdellah 1

Plan : 1.Introduction 2.Le champ magnétique en général 3.L’induction électromagnétique 4.Les applications de champ magnétique 5.Les effets de champ électromagnétique sur la santé 6.Conclusion 2

I.Introduction ❑ Le terme de champ magnétique désigne une région de l’espace soumise à l’action d’une force provenant d’un aimant. ❑ A l’aide d’un champ magnétique, on peut fabriquer des électroaimants. ❑ Il y a plusieurs utilisations de champ magnétique dans tous les domaines, surtout l’industrie. 3

II.Le champ magnétique en général 1- L’histoire de champ magnétique : ❑ Les aimants sont connus, sous le nom de magnétite, pierre trouvée à proximité de la ville de Magnesia (Turquie). ❑ Les chinois furent les premiers à utiliser les propriétés des aimants, il y a plus de 1000 ans, pour faire des boussoles. ❑ Au XVIIIème siècle, Franklin découvre la nature électrique de la foudre (En 1752). ❑ En 1785 Coulomb montre la décroissance 1/r2 en des deux forces. ❑ En 1820 Oersted montre la relation entre le courant électrique et le champ magnétique. ❑ En 1820 Biot et Savart fut l’étude quantitative des interactions entre l’aimant et le courant électrique. 4

II.Le champ magnétique en général 1- L’histoire de champ magnétique : ❑ L’élaboration de la théorie électromagnétique mit en jeu un grand nombre de physiciens : Hans Christian Œrsted Michael Faraday Felix Savart Jean Baptiste Biot James Clerk Maxwell 5

II.Le champ magnétique en général 2- Notion de champ magnétique : ❑ Un champ magnétique peut être crée par un aimant ou par un courant électrique. ❑ De nos jours, les phénomènes magnétiques observés sont dus à deux causes, à savoir : À certaines propriétés intrinsèques de la matière (magnétisation). Au mouvement de charges électriques (courants). 6

II.Le champ magnétique en général 3- Calcule de champ magnétique : (Biot et Savart) ❑ Champ magnétique créé par une charge en mouvement : 7

II.Le champ magnétique en général 3- Calcule de champ magnétique : (Biot et Savart) ❑ Champ magnétique créé par un courant : 8

II.Le champ magnétique en général 3- Calcule de champ magnétique : (Th. d’Ampère) 9

II.Le champ magnétique en général 4-Force exercée par un champ magnétique : ❑ Pour une particule de charge q animée de la vitesse v, soumise à l’action d’un champs électrique E et d’un champ magnétique B : cette particule subit une force totale : 10

II.Le champ magnétique en général 4-Force exercée par un champ magnétique : ❑ Pour un fil dl parcourue par un courant i, orientée dans le même sens que i, plongée dans un champ magnétique B est soumis à une force - la force de Laplace qui vaut : 11

II.Le champ magnétique en général 5-le Flux magnétique : ❑ Est une grandeur physique mesurable caractérisant l'intensité et la répartition spatiale du champ magnétique. ❑ Le flux magnétique Φ à travers une surface quelconque S est défini par 12

III.L’induction électromagnétique 1- Introduction : ❑ L'induction électromagnétique, est un phénomène physique conduisant à l'apparition d'une force électromotrice dans un conducteur électrique soumis à un flux de champ magnétique variable. Cette force électromotrice peut engendrer un courant électrique dans le conducteur. ❑ Ce phénomène est notamment utilisé dans les transformateurs électriques, les bobines, ou encore les plaques à induction … 13

III.L’induction électromagnétique 2- Loi de Faraday : ❑ La variation temporelle du flux magnétique à travers un circuit fermé y engendre une f.é.m. induite donnée par : 14

III.L’induction électromagnétique 3- Loi de Lenz : « Les phénomènes d’induction électromagnétique agissent toujours en un sens tel qu’ils tendent à s’opposer aux causes de leurs apparition » 15

III.L’induction électromagnétique 4- Phénomène d’auto-induction mutuelle : 16

III.L’induction électromagnétique 4- Phénomène d’auto-induction mutuelle : 17

III.L’induction électromagnétique 4- Phénomène d’auto-induction mutuelle : 18

III.L’induction électromagnétique 4- Phénomène d’auto-induction mutuelle : 19

III.L’induction électromagnétique 4- Phénomène d’auto-induction mutuelle : 20

IV.Les applications de champs magnétique : 1- Les plaques de cuisine à induction : ▪ Le principe de cette plaque est que lorsqu’on pose une casserole métallique dessus elle chauffe, mais si on touche la plaque, elle est froide ! ▪A l’intérieur de la plaque se trouvent des électroaimants, qui vont créer un champ magnétique qui aura la particularité de circuler dans tous les sens. ▪Le mouvement du champ magnétique dans le métal de la casserole créé ce qu’appelle un courant induit ▪la plaque vitrocéramique qu’on peut voir sur le schéma est là uniquement pour protéger de la chaleur 21

IV.Les applications de champs magnétique : 2- Le rechargement par induction : ▪ Le rechargement par induction fonctionne sans branchement physique entre le chargeur et l'appareil. ▪ le principe de l'induction électrique, fait par la circulation d'un courant électrique dans une bobine de cuivre (enroulement de fil) crée un courant dans une bobine située à proximité. ▪ Lorsque l'appareil à recharger est posé sur le chargeur, leur proximité est telle que le champ magnétique créé induit un courant électrique dans celle du “ récepteur ” et alimente sa batterie. 22

IV.Les applications de champs magnétique : 3- Moteurs électriques : Les types des moteurs électriques actuels : ▪ Moteur alternatif synchrone MAS. ▪ Moteur alternatif asynchrone MAA. ▪ Moteur à courant continu MCC. ▪ Moteur pas à pas MPAP. 23

IV.Les applications de champs magnétique : 3- Moteurs électriques : Principe de fonctionnement d’un moteur électrique: ▪ Le moteur électrique contient deux composants principaux: ▪ Le stator est forme d’une carcasse ferromagnétique qui contient des enroulements électriques (bobines). ▪ Quand un courant électrique passe dans une bobine qui devient un électroaimant crée un champ magnétique tournant a l’interieur de stator. ▪ Le rotor est l’element en rotation se trouve au centre du moteur, il est soumis au champ magnétique crée par le stator en transformant sa puissance en une puissance mécanique. 24

IV.Les applications de champs magnétique : 4- Les trains à sustentation magnétique : Introduction : ▪ Un train à sustentation magnétique est un train qui utilise les forces magnétiques pour assurer sa sustentation (lévitation) et pour avancer. ▪ Parmi les trains utilisant la transformation de l'électricité en énergie magnétique, deux types se distinguent : L'EDS (Suspension électrodynamique) l'EMS (Suspension électromagnétique) 25

IV.Les applications de champs magnétique : 4- Les trains à sustentation magnétique : Principe de lévitation magnétique : ▪ Le principe de la lévitation magnétique est de chercher à compenser le poids du mobile par une force créée par des aimants ▪ Cette compensation de la gravité permet la lévitation – élévation et maintien d’un objet au-dessus du sol sans l’intervention d’un quelconque appui. 26

IV.Les applications de champs magnétique : 4- Les trains à sustentation magnétique : Principe de lévitation magnétique : (suite) ▪ Pour compenser cette gravité, 2 principes de lévitation existent par le biais du magnétisme. ▪ La lévitation d’un train à sustentation électrodynamique est faite grâce à des bobines supraconductrices placées dans les wagons 27

IV.Les applications de champs magnétique : 4- Les trains à sustentation magnétique : les supraconducteurs – Définition : ▪ Les supraconducteurs sont des matériaux dont le principe est de n‘avoir aucune résistance électrique et de repousser les champs magnétiques à une température proche du 0 absolu. Les premières bobines étaient en niobium- titane et nécessitait, pour fonctionner une température de 4 Kelvin. 28

IV.Les applications de champs magnétique : 4- Les trains à sustentation magnétique : Principe de lévitation magnétique : (suite) ▪ Maintenant les bobines supraconductrices sont en yttrium et nécessitent une température de 50 Kelvin. ▪ Rappelons que la force mécanique qui permet de soulever les wagons des trains est la force de Laplace. ▪ La représentation de ce système est le Maglev Japonais qui fait un trajet de Tokyo à Osaka qui a une durée d’une heure. 29

IV.Les applications de champs magnétique : 5- Trains à sustentation électromagnétique : ▪ Le train électromagnétique lévite grâce à des aimants placés dans les wagons et des électroaimants placés sur les rails ▪ Les électroaimants sur les rails ne sont pas tous toujours alimentés en électricité. Ils sont alimentés par secteurs se qui permet de ne pas dépenser de l’électricité sur une partie du rail ou il n’y a pas de train 30

IV.Les applications de champs magnétique : 5- Trains à sustentation électromagnétique : 31

IV.Les applications de champs magnétique : 6- La propulsion magnétique : ▪ Nous allons maintenant nous intéresser au principe de propulsion du train à sustentation électromagnétique : pour se déplace, ce type de train utilise le moteur linéaire synchrone. ▪ Ce moteur consiste en l’attraction, et la répulsion d’électroaimant, grâce à l’électricité envoyée dans les rails de guidage. ▪ Les pôles sont en changement permanent sur les rails : le pôle sud devient pôle nord, et inversement. Tout ce procède fait donc avancer le train a une grande vitesse 32

IV.Les applications de champs magnétique : 7- Les transformateurs : Définition : ▪ C’est un appareil qui permet de diminuer ou d'augmenter la tension d'un courant alternatif. 33

IV.Les applications de champs magnétique : 7- Les transformateurs : 34

V.Effets des CEMs sur la santé : 1- Les effets directs et indirect de champ magnétique : Les effets directs : ▪ Échauffement des tissus biologiques ▪ Stimulation du système nerveux ▪ Troubles visuels… Les effets indirects : ▪ Projection d’objets ferromagnétiques. ▪ Déclenchement d’une explosion ou d’un incendie. 35

V.Effets des CEMs sur la santé : 2- Opinions d'experts sur les effets des CEMs : Plusieurs opinions sur les effets des CÉM sur la santé ont été émises soit par des groupes d'experts mandatés par des institutions publiques nationales ou par des organismes internationaux, soit par des spécialistes agissant de leur propre initiative. 36

V.Effets des CEMs sur la santé : 2- Opinions d'experts sur les effets des CEMs : ▪ Comité fédéral-provincial-territorial de la radioprotection (2008) : « il n'y a pas assez de preuves scientifiques pour montrer qu'une exposition aux CÉM émis par les lignes de transport peut causer des effets nuisibles sur la santé, comme le cancer. Par conséquent, il n'est pas nécessaire d'émettre d'avertissement à l'intention des personnes qui vivent ou passent des périodes de temps à proximité des lignes de transport. » 37

V.Effets des CEMs sur la santé : 2- Opinions d'experts sur les effets des CEMs : ▪ Santé Canada (2012) : « De l'avis de Santé Canada, il n'est pas nécessaire de chercher à vous protéger de l'exposition quotidienne aux champs électriques et magnétiques de fréquence extrêmement basse. Il n'y a aucune preuve concluante montrant que l'exposition aux niveaux trouvés dans les maisons et les écoles du Canada, y compris en bordure des corridors des lignes électriques, a un effet nocif » 38

V.Effets des CEMs sur la santé : 2- Opinions d'experts sur les effets des CEMs : ▪ Organisation mondiale de la santé (2007) : « En octobre 2005, l'OMS a réuni un groupe spécial constitué d'experts scientifiques afin d'évaluer les risques pour la santé que pourrait entraîner une exposition aux champs électriques et magnétiques ELF dans la gamme des fréquences comprises entre 0 et Hz (100 kHz). (...) À la suite d'un processus d'évaluation standard des risques sanitaires, le groupe spécial a conclu qu'il n'existe pas de problèmes de santé notables liés aux champs électriques ELF aux intensités généralement rencontrées par le grand public. » 39

V.Effets des CEMs sur la santé : 2- Opinions d'experts sur les effets des CEMs : ▪ É tude effets de CEM au Maroc : Il y a plusieurs des organisations et comités, dans le monde, ont faits leurs études sur les effets de champ électromagnétique sur la sante humaine, mais malheureusement il n y a pas quelque chose de concret, de ce genre, au MAROC. Dommage ! Les causes principales : Le manque dans les recherches scientifiques. Le matériel nécessaire est trop cher, peut-être !. Manque d’intérêt par le ministère de la sante. 40

VI.CONCLUSION: 41  Ce projet fin d’études nous a permis d’approfondir un peu nos connaissances dans le domaine d’électromagnétisme  Le champ magnetique joue le role tres important des nombreux domains dans Notre vie.

42 Merci De Votre Attention