Comment la Terre engendre-t-elle son champ magnétique ?
Par un effet dynamo créé par les mouvements du fer liquide dans son noyau : ces mouvements, couplés à des courants électriques faibles spontanés, amplifient ces courants et les champs magnétiques qui leur sont associés. Il s’établit alors un champ magnétique à l’échelle macroscopique. Une expérience française vient de reproduire à échelle réduite ce processus complexe et imparfaitement compris, le fluide conducteur étant du sodium liquide animé d’un mouvement turbulent.
Ce résultat est celui qui se rapproche le plus de l’effet dynamo mis en jeu à l’intérieur de la Terre. En 2000, des physiciens avaient aussi obtenu un effet dynamo en laboratoire. Mais la géométrie de l’écoulement du sodium liquide était fortement contrainte (circulation du fluide à travers des tuyaux, disposés de façon particulière) et l’écoulement imposé était laminaire (non turbulent ou très peu). L’expérience des physiciens français (impliquant le CNRS, le CEA et les Écoles normales supérieures de Paris et Lyon) s’affranchit de ces deux restrictions, absentes dans l’effet dynamo planétaire. Un volume de 150 litres de sodium liquide est mis en mouvement dans un cylindre long d’une cinquantaine de centimètres, dont les deux disques formant les bases tournent en sens inverses jusqu’à 26 tours par seconde. À cette vitesse, l’écoulement induit est fortement turbulent, et un champ magnétique d’intensité moyenne de 40 gauss apparaît tangentiellement au cylindre, perpendiculairement à son axe. L’étude détaillée de cette expérience se poursuit. Elle permettra de mieux comprendre l’effet dynamo et sa dynamique, phénomène qui joue un rôle important en géophysique et en astrophysique. |
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