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Géomagnétisme

Le Pole Nord Magnétique

La Déclinaison

Bien des gens seront surpris d'apprendre qu'une boussole ne pointe habituellement pas vers le vrai nord! De fait, sur une grande partie de la surface de la Terre, elle pointe plutôt vers un point décalé de quelques degrés à l'est ou à l'ouest du nord géographique (ou nord vrai). La direction dans laquelle pointe l'aiguille de la boussole est le nord magnétique, et l'angle formé par cette direction et celle du nord vrai est appelé déclinaison magnétique. On utilise aussi les termes "variation" ou "variation du compas" au lieu de déclinaison magnétique, surtout chez les marins.

Comment convertir les lectures faites avec une boussole en azimut vrai ou azimut géographique? La connaissance de la déclinaison du champ de l’endroit pour la période concernée (contacter le Centre de Physique du Globe de l’IRM ou consulter cartes de la déclinaison ou cartes topographiques) permet de convertir la lecture en azimut vrai. L’azimut vrai est obtenu en ajoutant la déclinaison à la lecture (ou azimut magnétique) en suivant les conventions : déclinaison en degrés W ou négative, déclinaison E ou positive). Quand la déclinaison n’est pas connue pour la période concernée, mais pour une autre période, une correction en se basant sur la variation séculaire est nécessaire (contacter le Centre de Physique du Globe de l’IRM ou consulter cartes de la variation séculaire de la déclinaison ou cartes topographiques). On peut aussi décliner la boussole, c’est à dire faire une visée à la boussole dans une direction d’azimut géographique connu (selon une route rectiligne ou d’un point connu vers un repère figurant sur la carte). On peut ainsi déterminer la correction à apporter aux lectures de la boussole.

La déclinaison magnétique n'est pas toujours constante dans le temps. En raison du mouvement complexe du noyau externe de la Terre (la couche de matière en fusion située entre 2 800 et 5 000 km sous l'écorce terrestre), le champ magnétique subit un changement lent et continu appelé variation séculaire. Pour être utilisées de nos jours sans erreur, les valeurs de déclinaison indiquées sur de vieilles cartes topographiques, marines ou aéronautiques doivent être actualisées pour tenir compte de la variation séculaire. Malheureusement, si ces cartes remontent à plus de quelques années, les corrections annuelles fournies sur la plupart des cartes ne peuvent être utilisées avec confiance car la variation séculaire fluctue aussi d'une façon imprévisible avec le temps. Si l'on doit utiliser des valeurs précises pour calculer la déclinaison magnétique et qu'aucune édition récente des cartes n'est disponible, on peut obtenir des valeurs actualisées en se basant sur les récents modèles du champ de référence géomagnétique produits par la Commission géologique du Canada (CGC).

Le champ magnétique terrestre ressemble à celui d'un barreau aimanté et, comme celui-ci, il possède deux pôles. Le premier, le pôle Nord magnétique, est situé dans l'Arctique canadien. Le deuxième, le pôle Sud magnétique, se trouve au large de l'Antarctique, au sud de l'Australie. Au pôle Nord magnétique les lignes du champ magnétique terrestre pointent directement vers le centre de la Terre. L'inclinaison magnétique y est donc de 90° . En outre, tout voyageur, quel que soit son point de départ, qui suivrait la direction de l'aiguille de sa boussole aboutirait éventuellement au pôle Nord magnétique. La position du pôle Nord magnétique dérive lentement dans l'Arctique canadien. La Commission géologique du Canada suit cette dérive grâce aux levés magnétiques effectués périodiquement pour établir la position du pôle. Terminé en mai 2001, son plus récent levé a permis de découvrir la nouvelle position du pôle et d'établir qu'il se déplaçait de 40 km/année, en direction nord-ouest. Le tableau suivant montre les résultats des positions pour chaque année jusqu'en 2005, calculées à partir des observations de 2001. Entre 1947 et 2005 le pole nord magnétique s'est déplacé de 1028 kms.

Année	Latitude ( °N)	Longitude ( °W)
1947	73.8	100.9
1962	75.1	100.8
1973	76.0	100.6
1984	77.0	102.3
1994	78.3	104.0
2001	81.3	110.8
2002	81.6	111.6
2003	82.0	112.4
2004	82.3	113.4
2005	82.7	114.4

Carte de la route du Pole

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Trois définitions différentes pour le «pôle magnétique» coexistent au début du XIXe siècle. Certains l'interprètent comme le point de convergence des méridiens magnétiques, d'autres, dont Hanseen, le définissent comme la région où l'intensité magnétique est maximale et un troisième groupe qui inclut James Ross, le présente comme le point où l'aiguille pointe vers le sol. Si le champ magnétique terrestre était parfaitement dipolaire, ces trois définitions définiraient un seul point. Au début du XIXe siècle, la complexité du champ magnétique était bien connue, notamment la présence de deux régions d'intensité maximum dans l'hémisphère Nord. En termes modernes, nous pouvons résumer l'état des connaissances au début du XIXe siècle de la façon suivante : on savait que le champ géomagnétique était trop complexe pour être expliqué à l'aide d'un seul dipôle et des chercheurs, tel Hansteen, avaient formulé des théories pour expliquer la contribution non dipôle. Ils ont tenté de résoudre ce problème en ajoutant un deuxième dipôle. Bien que le recours à de multiples dipôles pour modéliser le champ géomagnétique soit une procédure parfaitement valide, les analyses effectuées dans les années 1960 ont démontré que plus de 35 dipôles radiaux étaient nécessaires pour modéliser le champ avec une précision acceptable.

En 1839, Carl Friedrich Gauss crée l'analyse sphérique harmonique pour décrire le champ géomagnétique. Les pôles magnétiques ne sont pas nécessaires et ils ne jouent aucune part dans l'analyse. L'existence de deux pôles magnétiques répartis dans deux hémisphères est un sous-produit de l'analyse et leur définition est limitée pour ne désigner que la région sur la surface terrestre où l'intensité horizontale est nulle et l'inclinaison ± 90°. Gauss a clairement démontré que le concept d'un axe magnétique joignant les deux pôles n'était pas fondé en réalité. Bien qu'à l'époque les idées de Gauss ne furent pas unanimement reçues, sa méthode d'analyse sphérique harmonique est aujourd'hui universellement acceptée tout comme sa définition des pôles magnétiques.

Pour tenter d'éclaircir le mystère non résolu de l'origine des inversions du champ magnétique terrestre, des chercheurs de l'Institut de physique du globe de Paris (CNRS - Université de Paris 7) et du Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (CNRS-CEA) ont étudié la variation de l'intensité du champ magnétique dipolaire au cours des deux derniers millions d'années. Ils ont analysé des sédiments provenant de différents bassins océaniques répartis autour du globe. Les résultats, publiés dans la revue Nature du 9 juin, révèlent de nouvelles propriétés du champ magnétique associées aux inversions.

Les isogones sont les lignes reliant, sur une carte, les points de même déclinaison magnétique. Pour pouvez visualiser la carte mondiale des isogones au format PDF et la télécharger : Isogones.pdf

Le tracé indique le chemin suivi par le Pole Nord Magnétique de 1947 à 2005. Chaque point rouge correspond a l'année de la mesure. En cliquant dessus un petit freeware vous permet de calculer la déclinaison magnétique pour un lieu choisi. Nouvelle Version : Changement de couleur (Jaune) de la route et des icones pour une meilleure vibilité si on l'utilise simultanement avec le trés bon add-on Magnetic Declination crée par "pangloss".

Le logiciel Declimag permet de calculer la déclinaison magnétique en n’ importe quel point de la terre à une date donnée. Deux modèles de calcul peuvent être utilisés : IGRF (International Geomagnetic Reference Field) et WMM (World Magnetic Model).