ferromagnétisme

ferromagnétisme, propriété qu'ont certaines substances de devenir magnétiques, c'est-à-dire de s'aimanter, lorsqu'elles sont placées dans un champ magnétique et de conserver une partie de ce magnétisme lorsque le champ est supprimé.

Sous l’action d’un champ magnétique externe, les moments magnétiques des atomes constituants le matériau ferromagnétique s’alignent tous dans la même direction et dans le même sens que le champ externe : le moment magnétique total est maximal. Lorsque l’on supprime le champ externe, le matériau ferromagnétique conserve partiellement sa structure ordonnée et, de ce fait, une partie de son aimantation, en raison d’interactions entre les moments magnétiques des atomes au sein du matériau (théorie phénoménologique) et de phénomènes d’hystérésis (état magnétique antérieur du matériau).

Par ailleurs, la température joue un rôle déterminant sur les propriétés magnétiques des matériaux. En effet, soumises à la chaleur, les substances ferromagnétiques se transforment, peu à peu, en matériaux paramagnétiques. La perte complète des propriétés ferromagnétiques s’effectue à une température caractéristique de la substance considérée : cette température s'appelle la température de Curie, en hommage à Pierre Curie qui découvrit le phénomène en 1895. Par exemple, la température de Curie du fer métallique est d'environ 770 °C.

Les matériaux ferromagnétiques les plus courants sont le fer, le nickel et le cobalt. Il existe aussi des alliages plus ou moins complexes ayant cette propriété : le silmanal (argent-manganèse-aluminium), le vicalloy (fer-cobalt-vanadium), les ferrites (contenant de l’oxyde ferrique), ne sont que quelques exemples parmi la multitude des matériaux ferromagnétiques naturels ou synthétisés par l’homme.

On distingue les matériaux magnétiques mous, à cycle d’hystérésis étroit et à faible aimantation rémanente utilisés dans les transformateurs, moteurs ou alternateurs afin de limiter les pertes d’énergie, et les matériaux magnétiques durs, à large cycle d’hystérésis et à forte aimantation rémanente utilisés pour fabriquer des aimants permanents ou pour le stockage d’informations sous forme magnétique (bandes magnétiques, disques durs et disquettes informatiques).