Generalites sur le magnetisme

Madagascar est un pays riche en secteur minier. On trouve, presque dans toute la région de Madagascar, des sites miniers. En effet, le sous-sol malgache recèle d’importantes ressources minérales et particulièrement des substances utiles comme les minerais métalliques, les pierres précieuses, l’or, etc. Ces richesses qui ne sont pas négligeables pourraient être une des potentialités pour le développement de notre pays. La mise en valeur de ce potentiel minier a toujours figuré parmi les objectifs des dirigeants qui se sont succédé à la tête du pays. Le Gouvernement a adopté une nouvelle politique en ressources minières, par le décret n° 98-394 du 28 Mai 1998. Le secteur minier a été retenu comme un des leviers du développement économique et il a été décidé de mettre en place un nouveau cadre juridique et institutionnel permettant de réaliser cette mise en valeur.

Actuellement, les méthodes de prospection géophysique ont une place importante dans les recherches de ces mines. La géophysique appliquée passe par la mise en œuvre des techniques d’exploration, de sondage du sous-sol, de traitement et d’interprétation des données multi-sources recueillies, ainsi qu’à la modélisation des processus physiques qui affectent le sous-sol. Dans ce sens, la connaissance des différents paramètres physiques qui caractérisent le sous-sol est incontournable dans la prospection minière.

Champ magnétique 

Histoire de la méthode magnétique

Nous résumons dans ce qui suit, l’histoire du magnétisme, sa théorie et son évolution. Avant l’ère chrétienne: Les navigateurs arabes se servaient déjà de la boussole, les chinois, contrairement aux européens, reconnaissaient le fait que la boussole fut introduite en chine par des navigateurs maitrisant la navigation, en l’An 1100. (Tiré de l’Histoire des Sciences). Les Arabes l’ont introduit en Europe aux environs de 1200.

Détection de champ magnétique
On détecte la présence d’un champ magnétique grâce à une aiguille aimantée qui tourne autour d’un axe qui prend une direction privilégiée (cela signifie que si on modifie sa position, elle reprend toujours la même à la fin).Une aiguille aimantée possède aussi un pôle sud et un pôle nord.

Source et spectre de champ magnétique
On distingue deux types de sources de champ magnétique: les aimants et les circuits électriques parcourus par des courants. Un aimant est caractérisé par un pôle nord et un pôle sud. La terre se comporte comme un gigantesque aimant, ceci est du aux mouvements de convection des roches terrestres en fusionautour de son noyau .Les lignes de champ ou spectre de champ magnétique B se dirigent du pôle nord vers le pôle sud.

La Terre possède deux pôles géographiques et deux pôles magnétiques qui sont successivement le pôle Nord géographique, pôle Sud géographique et le pôle Nord magnétique puis le pôle Sud magnétique. Les deux points où les lignes de champ sont verticales à la surface du globe correspondent aux pôles magnétiques. Au dipôle centré sont associées des lignes de champ magnétique qui relient le pôle sud au pôle nord. En pratique, le pôle Nord géographique est situé à environ 1000 km du pôle Sud magnétique. L’effet du champ magnétique terrestre à la surface du globe peut être, en première approximation, assimilé à celui d’un dipôle centré dont l’axe est incliné par rapport à l’axe de rotation de la Terre (axe qui relie le pôle nord (NG) et sud (SG) géographiques). A l’heure actuelle, cette inclinaison est de 11,5°.

Le pôle magnétique nord (NM) est l’endroit où les lignes de champ convergent vers l’intérieur de la Terre. Les pôles nord et sud magnétiques (point de convergence des lignes de champ magnétique) sont très près des pôles nord et sud géographiques (axe de rotation). Du fait de l’inclinaison du dipôle actuel de 11,5°, ce pôle se trouve au Canada. Le pôle sud, qui lui est opposé (les lignes de champ sortent du globe), est appelé pôle sud magnétique (SM) et se situe actuellement en Terre Adélie.

champs internes et externes

Le champ magnétique actuel est la résultante de trois principales composantes ayant pour sources interne (champ principal et champ anomalique) et source externe (champ transitoire).

• Le champ interne (source interne)
Il est la somme de deux termes :
♦Un champ principal (régulier) ayant pour siège la surface du noyau externe et dont les longueurs d’onde sont typiquement de l’ordre de quelques milliers de Km. Ce champ représente en moyenne, 99 % du champ observé à la surface du globe.
♦ Un champ crustal d’anomalies locales dont les longueurs d’onde est généralement inférieur à quelques centaines de Km. Ce champ est engendré par les roches aimantées dont l’intensité est plus faible ; elle représente le champ magnétique anomal; Celle-ci se superpose au champ magnétique principal. La mise en évidence des anomalies du champ anomalique constitue l’objet de la prospection magnétique.

• Le champ externe (source externe)
On peut la qualifier comme champ supplémentaire (champ transitoire), celle-ci est engendrée par des courants dans la haute atmosphère et la magnétosphère. Les causes du champ transitoire sont extérieures au globe terrestre, car il est clair que leurs périodes sont celles de phénomènes astronomiques ou astrophysiques: rotation de la terre et du soleil, révolution de la terre, cycle d’activité du soleil. D’intensité beaucoup plus faible, plus rapidement variable dans le temps dont les sources sont pour partie externe (situées dans la haute atmosphère et au de là). Ce champ est caractérisé par :
♦ Des fluctuations périodiques (journalières, lunaires et annuelles) résultants de la distorsion du champ magnétique terrestre par les vents solaires.
♦ Des pulsations aléatoires rapides et faibles causées par des oscillations dans l’ionosphère et la magnétosphère.
♦ Des jours agités et des orages magnétiques à début brusque, dus à l’arrivée d’une bouffée de plasma émise par le soleil, et qui provoquent les aurores polaires.

Les éléments du champ géomagnétique

En chaque point de la surface de la terre, le champ géomagnétique « B » est représenté par son intensité « F » comme grandeur vectorielle, ce vecteur change son orientation d’un point à l’autre. La complexité de l’orientation du vecteur du champ total nécessite sa décomposition dans un système à 3D (Telford et al, 1998).

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE I : GENERALITES SUR LE MAGNETISME
I.1 Champ magnétique
I.2 Théories et principes fondamentales
I .3 Champ magnétique terrestre
CHAPITRE II : PROPRIETES MAGNETIQUES DES ROCHES
II.1. Susceptibilité et perméabilité magnétique
II.2 Classes magnétiques de matériaux
II.3 Aimantation des roches
CHAPITRE III : PROSPECTION MAGNETIQUE
III.1 Instruments de mesure
III .2 Réalisation d’un levé magnétique
III.3 Corrections à apporter au levé
III.4 Notion d’anomalies magnétiques
CHAPITRE IV : ETUDE ANALYTIQUE DES ANOMALIES MAGNETIQUES CREEES PAR UNE SOURCE DE GEOMETRIE CONNUE
IV.1 Formulation du problème
IV.2 Cas d’une structure sphérique
IV.3 Cas d’une structure cylindrique verticale
IV.4 Cas d’une structure cylindrique horizontale
IV.5 Cas d’une structure parallélépipédique
CHAPITRE V : ETABLISSEMENT D’UN LOGICIEL DE MODELISATION DIRECTE DES ANOMALIES MAGNETIQUES
V.1 Présentation du logiciel Matlab
V.2 Présentation du logiciel de modélisation
V.3 Anomalies dues à un dipôle élémentaire
V.4 Anomalies dues à une structure connue
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE

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