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RÉSUMÉ
Les aimants permanents présentent des perspectives d’avenir très favorables dans un certain nombre de domaines industriels. La croissance du marché automobile ajoutée à celle du nombre d’aimants par véhicule continuent de faire progresser le marché des aimants permanents, essentiellement des ferrites. D’autres secteurs d’activités, tels que l’aéronautique, l’énergie éolienne, les technologies de l’information, utilisent des aimants de la famille des terres rares, essentiellement Nd-Fe-B. Les autres familles d’aimants, tels que Alnico, Sm-Co sont utilisés pour des applications de niche, en raison de leurs propriétés spécifiques.
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Luc LECHEVALLIER : Docteur en Physique - Maître de Conférences à l’IUP Génie Électrique de l’Université de Cergy-Pontoise - Groupe de Physique des Matériaux, UMR CNRS 6634 - Université de Rouen, Faculté des Sciences et Techniques
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Jean-Marie LE BRETON : Docteur en Physique - Professeur à l’Université de Rouen - Groupe de Physique des Matériaux, UMR CNRS 6634 - Université de Rouen, Faculté des Sciences et Techniques
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Philippe TENAUD : Ingénieur, Docteur en Physique - Directeur recherche et développement - UGIMAG, Saint Pierre d’Allevard
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Antoine MOREL : Docteur en Physique - Ingénieur recherche et développement - UGIMAG, Saint Pierre d’Allevard
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Serge BRASSARD : Ingénieur, Docteur en Génie Électrique - Ingénieur recherche et développement - UGIMAG, Saint Pierre d’Allevard
INTRODUCTION
Les aimants permanents présentent des perspectives d’avenir très favorables dans un certain nombre de domaines industriels. La croissance du marché automobile ajoutée à celle du nombre d’aimants par véhicule continuent de faire progresser le marché des aimants permanents, essentiellement des ferrites.
D’autres secteurs d’activités plus novateurs et en fort développement, tels que l’aéronautique, l’énergie (éolienne), les technologies de l’information, utilisent des aimants de la famille des terres rares, essentiellement Nd-Fe-B. Les autres familles d’aimants (Alnico, Sm-Co) sont utilisés pour des applications de niche, en raison de leurs propriétés spécifiques : Alnico pour des applications telles que la métrologie, et Sm-Co pour des applications à haute température ou en atmosphère agressive..
L’étude des applications des aimants permanents abordée dans ce dossier envisage les différentes conversions d’énergie qu’il est possible d’obtenir avec ces aimants.
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Conversion d’énergie mécanique en une autre forme d’énergie mécanique
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3. Conversion d’énergie mécanique en énergie électrique
La conversion d’énergie mécanique en énergie électrique s’appuie sur l’effet inverse du précédent, vu au paragraphe 2. Ainsi, la machine à courant continu peut fonctionner en génératrice et renvoyer de l’énergie électrique sur le réseau. De même, la machine synchrone est un alternateur lorsqu’il fonctionne en générateur. D’autres dispositifs permettent de convertir l’énergie mécanique en énergie électrique, tels les microphones et les têtes de lecture d’électrophone.
Il existe différents types de microphones. Le principe de fonctionnement du microphone à aimant permanent est inverse de celui du haut-parleur. Il repose sur la création d’une force électromotrice dans un conducteur qui se déplace dans un champ magnétique. Le microphone comporte une membrane solidaire d’une bobine. Sous l’effet des ondes acoustiques l’ensemble se déplace dans le champ radial d’un aimant permanent. Il en résulte au niveau de la bobine une force électromotrice induite proportionnelle à la vitesse de la membrane.
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ANNEXES
Le marché des aimants permanents a été estimé à 4,4 milliards de $ US en 1998, à plus de 5 milliards de $ US en 2000 et à 8 milliards de $ US en 2007. Il devrait poursuivre sa croissance pour atteindre 11 milliards de $ US en 2010.
De performances magnétiques modestes mais de faible coût, les ferrites restent la famille d’aimants qui domine le marché mondial à la fois en tonnage (90 %) et en chiffre d’affaire (environ la moitié du marché mondial). Ce marché augmente d’environ 5 à 8 % par an. Il bénéficie de la croissance du marché...
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