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LES CHANTS MAGNÉTIQUES
DE MARC HIMBERT
Dès les débuts de l'horlogerie, les horlogers ont été confrontés au magnétisme, cette propriété mystérieuse de la matière. Pour s'en affranchir et améliorer la précision de la mesure du temps, ils ont dû développer des techniques, dont le mouvement antimagnétique d'OMEGA est l'une des plus sophistiquées. Marc Himbert, directeur scientifique au laboratoire de métrologie du CNAM, explique pourquoi le magnétisme représente un défi pour les horlogers.



Pluris – Qu'est-ce que le magnétisme ?
Marc Himbert – C'est un phénomène physique, au cours duquel des forces attractives ou répulsives se manifestent entre deux objets. Il est indissociable de l'électricité et des courants, car les phénomènes magnétiques s'observent chaque fois que des charges électriques se déplacent dans un système. Ces charges en mouvement produisent des champs magnétiques, ou champs d'induction, dans lesquels s'exercent des forces d'attraction ou de répulsion. Quant aux aimants permanents, dits ferro-magnétiques, ce sont des systèmes où les constituants fondamentaux de la matière, des petits dipôles magnétiques, s'arrangent de telle sorte qu'ils construisent entre eux l'équivalent d'un grand courant. Leurs caractéristiques magnétiques viennent des propriétés quantiques de la matière.
Pourquoi le magnétisme est-il un défi pour l'horlogerie ?
Le défi de l'horlogerie consiste à conserver un mouvement oscillatoire qui comptera des unités de temps toujours identiques sur de très longues durées, et suivant une période temporelle qui ne doit pas varier. Si cela se fait par des déplacements mécaniques d'éléments métalliques, ces mouvements peuvent être sensibles au champ magnétique. Si un champ magnétique s'exerce sur ces éléments métalliques, il donnera lieu à des courants et donc à des forces qui vont modifier l'oscillation mécanique du système, et souvent de façon très imprévisible.
Comment les horlogers ont-ils surmonté ce problème ?
Il y a deux situations pour surmonter la présence de champs magnétiques variables. Si le champ magnétique est statique, il n'y a pas de forces particulières qui s'exercent, à part celles du champ magnétique terrestre, qui varie faiblement au cours du temps, et rien ne se passe. Mais en cas de déplacement, c'est autre chose : on peut se protéger contre les champs magnétiques par un blindage, ou construire l'oscillateur mécanique dans un matériau qui n'est pas sensible aux champs magnétiques, matériaux non conducteurs, alliages, avec des propriétés mécaniques bien différentes. Et là, l'horloger se heurte à d'autres obstacles, de miniaturisation, de frottements, d'usure, etc.
En quoi est-ce un enjeu supplémentaire pour l'horlogerie ?
La mesure la plus exacte possible du temps sur de longues périodes est devenue un vrai défi aujourd'hui, à cause des nombreux champs magnétiques produits par les moteurs électriques autour de nous. Et pourtant elle est nécessaire, et pas seulement pour la beauté du geste, mais pour transmettre à haut débit des informations numériques à travers une ligne, optique ou autre. À un bout de ligne, une horloge code le signal, et à l'autre bout, une seconde horloge le décode. D'où l'intérêt d'avoir la meilleure qualité de synchronisation entre les deux.
À quoi correspond une valeur de 15 000 gauss ?
En physique, on parle plutôt de tesla, et un tesla vaut 10 000 gauss. Un champ magnétique de 1,5 tesla correspond à plusieurs milliers de fois le champ magnétique terrestre. Mais il se rencontre rarement dans l'usage courant. Il faut être à proximité du bobinage d'un moteur puissant, ce qui n'est bien sûr pas impossible.


Crédits photo : Pluris, OMEGA
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