Sur l'uniformité d'aimantation des terres cuites

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Submitted on 1 Jan 1926

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Sur l’uniformité d’aimantation des terres cuites

Raymond Chevallier

To cite this version:

Raymond Chevallier. Sur l’uniformité d’aimantation des terres cuites. J. Phys. Radium, 1926, 7 (3),

pp.92-96. �10.1051/jphysrad:019260070309200�. �jpa-00205243�

SUR L’UNIFORMITÉ D’AIMANTATION DES TERRES CUITES;

par M. RAYMOND CHEVALLIER, Préparateur ^au Collège ^{de France.}

Sommaire. - Une dizaine de briques de même provenance et de fabrication récente ont été étudiées au point ^{de vue} de l’orientation de leur aimantation permanente.

L’uniformité de cette aimantation est rigoureuse et les chocs sont sans action sur elle.

De plus, elle s’est montrée, pour ^ce groupe de briques, constamment inclinée d’un même

angle ^{sur une} même face. Comme cet angle est très différent de l’inclinaison magnétique

au moment de la cuisson, ^{il reste sans} interprétation.

’

1.

Quand ^des substances, faiblement ferromagnétiques, s’aimantent sous l’influence du champ terrestre, ^le champ démagnétisant ^restant constamment très faible, leur aiman- tation est uniforme et dirigée suivant le champ conducteur. Il est naturel d’admettre que c’est le cas des terres cuites.

J’ai voulu le vérifier directement en utilisant des matériaux cuits en position ^connue,

dont j’avais réglé moi-même l’horizontalité et l’orientation dans le four.

Un premier groupe ^ne manifesta pas ^trace d’aimantation. La terre, d’un beau rouge, était cependant ^{riche en} oxyde ferrique, ^{mais la} cuisson, effectuée dans un four de campagne, s’était faite à basse température (rouge sombre). ^{Je crus} que là était la ^cause de mon

insuccès.

Je renouvelai alors ma tentative à Paris, ^{sur de} très gros pavés réfractaires ; après cuisson, la montre de Li00° avait fondu. Il ne pouvait donc pas, dans ^ce cas, être question

d’une température trop basse ^Pourtant je ^ne pus déceler ^aucune trace d’aimantation. Cette

masse de 16 kg n’avait pas ^un moment atteignant ^une fraction d’unité cgs.

Je me procurai ^{alors des} briques contemporaines de provenances diverses et je m’aperçus

que peu d’entre elles étaient magnétiques. ^{De toute} évidence, ^{c’était une} question ^{de com-} position ^{et de} température.

° .

Devant la difficulté imprévue que je rencontrai à me procurer des matériaux magné- tiques ^{cuits en} position connue, je ^me proposai ^de vérifier seulement l’uniformité d’aiman- tation sur les matériaux alors à ma disposition.

Je trouvai, ^{dans les caves du} Collège ^de France, de grosses briques ^{fortement aimantées} provenant du laboratoire de physique expérimentale, ^{où elles} formaient, il y ^a vingt ^ans,

des piliers ^stables disposés pour recevoir les instruments de ^mesure.

La tradition leur attribue comme date vraisembable l’époque ^de Regnault, soit le début du xixe siècle.

Ce sont des parallélépipèdes (33 ^X cm) ^fort pesants (13 kg) ^{aux faces} soignées, planes ^et bien normales entre elles. Leur structure est nettement hétérogène, grains ^noirs

et chamotte noyés ^{dans un} ciment blanc. Parmi ces grains noirs, ^{il en} existe de très magné- tiques ^{riches en fer.} Ayant ^{soumis la} brique pulvérisée ^{à un} triage ^{en utilisant un électro-}

aimant Ruhmkorff, j’ai titré dans la substance très magnétique obtenue le fer ferreux et le fer total. J’ai trouvé respectivement 4 ^et i3,3 ^{cm3 de} permanganate. ^On voit donc que près

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:019260070309200

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d’un tiers (4 ^{au lieu de} 4,4) du fer total est à l’état ferreux, ^{on a} donc affaire à de l’oxyde magnétique.

Il est d’ailleurs à noter que la ^masse totale d’oxyde magnétique retirée de la brique

suffit largement ^à expliquer ^son aimantation permanente.

Elles furent numérotées de 29 à 83, les numéros précédents ^se rapportant ^{à des} briques ^{dont il} n’est pas question ^{dans ce} travail. Dans le but d’étudier l’uniformité, ^cha-

cune fut coupée ^{en 4} fragments égaux, ^au marteau et au ciseau. Ces fragments ^furent

numérotés a b c d pour 6 briques, ^deux fragments seulement furent étudiés.

2. Résultats.

L’aimantation f ut mesurée par ^une méthode balistique d’induction (1);

son orientation dans ce qui ^{suit est} rapportée ^au trièdre suivant (fig. 1).

Les trois plans ^de coordonnées sont des faces sud. L’origine ^{0 est} l’intersection de ces

trois faces sud. Le trièdre est à droite; ^la grande face est le plan xy. Nous appelleronsj1,j2, j3, ^les angles de l’aimantation J avec les plans xy, yz, zx; ~1, ~2, ’3, ^les angles ^des projec-

tions due 3 sur les plans xy, !iz, ^{zx, avec} les axes Ox, Oy, ^Oz.

Tous ces angles, par définition, ^sont positifs ^et plus petits que Ils sont liés par des relations du type

La figure 2 représente les 3 faces d’une brique ^en conservant le rapport ^de leurs dimen- sions.

Fig. ^2.

Rien n’impose ^à priori qu’une face 1 soit un plan ^{~x ou} zy; ^nous le spécifions ^{dans la} première ^{colonne en notant x ou} ~~.

Les résultats des mesures exprimées à l’aide des angles Z, ji ^sont consignés ^en degrés

dans le tableau I.

(1) R. CHB1’aLLIER, thèse, Paris, 1925, p. 100.

Ann. de Phys., ^xe série, ^{t. 4} (1925), p. 100.

TABLEAU 1

des mesures.

Pour me rendre compte ^de l’uniformité, j’ai fait trois fois la même mesure sur le fragment ^de brique ^{29 d}

J’ai trouvé, pour par exemple,

soit 5i,6°, ^{à 10 en} plus ^{ou en moins..}

Naturellement, ^la précision apportée ^{dans la mesure des} angles dépend essentiellement de la composante ^{du moment} magnétique utile. Mais dans tous les cas présents, ^{où elle} restait _{à peu} près ^{la même, il résulte} des nombres obtenus que l’on peut considérer les

angles ^comme exacts à 1° près ^en plus ^{ou en moins.}

95 Les faces, d’ailleurs, étaient suffisamment planes ^et normales entre elles pour permettre

cette précision.

Ceci étant admis, les conclusions suivantes se dégagent ^{des mesures :}

i° Unifornlité d’aimantation. Elle est rigoureuse, ^{à la} précision près ^{des mesures, ce} qui

confirme notre hypothèse ^{et donne un intérêt} physique à la direction du moment magné- tique.

2° Un angle se conserve presque rigou?.eusewient ^{à une} exception ^cet angle ^est

l’inclinaison une face toujours ^{la utême} (face 1) ..

Le résultat apparaît mieux dans le tableau II.

TABLEAU II

1

La brique ^est disposée ^de champ, ^de façon que l’aimantation aille vers le bas ; ^{les trois} angles marqués correspondent ^aux faces dans l’ordre i, 2, ^3.

de l’aiman- Si un observateur, regardant suivant le plan ^{de la} grande face, ^{dans le sens de l’aiman-} tation, voit cette direction à droite ou à gauche, l’angle correspondant ^{à 2 est} positif ^ou

négatif (fig. 2).

3° La. conservation de l’uniformité rigoureuse montre que les chocs nécessaires à la

rupture n’ont pas modifié l’aimantation, ^{du moins en} direction et dans la masse.

Ces chocs ont, ^en effet, varié d’un morceau à l’autre et, s’ils avaient eu une action, ^ils

auraient fait disparaître la coordination.

D’ailleurs, ^{dans les cas où} j’ai ^mesuré la direction d’aimantation avant et après la rup- ture, j’ai ^constaté qu’elle n’avait pas changé.

3. Conclusion. - Si nous ^nous inspirons ^de l’hypothèse que l’aimantation est orientée suivant la direction du champ terrestre au moment du refroidissement, il est tout naturel

d’interpréter ^cet angle ^{constant de} 5i, 5° ^en admettant que la cuisson s’est faite ^sur sole horizontale et que l’inclinaison magnétique ^{à cette} date avait précisément cette valeur.

Cette interprétation s’imposerait ^{même si nous ne savions rien sur} le lieu et l’époque ^de

cuisson.

Or, précisément, ^cette simplicité ^nous égarerait : L’inclinaison à Paris au début du xix, siècle étaitde 65° enviro7a ; elle n’a d’ailleurs faitfque ^décroître depuis ^{le milieu du xvn,}

date de fondation du Collège ^de France, antérieurement à laquelle ^il paraît peu raisonnable

de faire remonter la fabrication de ces briques.

Comme on ne peut guère supposer, ^non plus, qu’elles ^furent apportées d’un pays très

au sud de la France, il faut admettre ou que ^cette différence de i3, ^5° représente rinclinaison de la sole du four, ^ou que l’aimantation ne s’est pas produite suivant le schéma simple que

nous imaginons (suivant ^le champ ^terrestre pendant le refroidissement sur la sole du four.)

Les donnés expérimentales, manquent pour choisir entre les deux hypothèses.

Il faut seulement retenir que la ^constance de l’inclinaison de l’aitna17tation sur une face

dans un groupe de bi-iqîies ^de époque, ^ne perJJletpas ^{de choisir cet} angle ^{constant comnie}

inclinaison magnétique ^à l’él)oque considérée.

Les nombres cités prouvent seulement deux choses : l’uniformité d’aimantation et la stabilité du magnétisme vis-à-vis des chocs.

Manuscrit reçu le 20 février 1926.