Mesurer le champ magnétique | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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  Mesurer le champ magnétique

L’instrumentation de chaque observatoire magnétique est composée d’un magnétomètre vectoriel, qui mesure les trois composantes du champ, et d’un magnétomètre scalaire absolu, qui mesure la force totale du champ. Ces données sont enregistrées une fois par minute après un traitement automatique (filtrage, etc.). Le magnétomètre vectoriel est très sensible à la température. Il est donc important que l’environnement thermique soit le plus stable possible. Par exemple, à l’Observatoire National de Chambon-la-Forêt, les magnétomètres sont situés dans une cave thermostatée dans laquelle la température varie de moins de quelques dixièmes de degrés pendant la journée. Un premier contrôle de la qualité des données est effectué en comparant la force totale reconstituée à partir des composantes du magnétomètre vectoriel avec celle fournie par le magnétomètre scalaire. Ci-dessous est une représentation des données magnétiques (un magnétogramme) disponible en temps réel de tous nos observatoires.

 

Magnétogramme du 1 Juin 2014 de Chambon-la-Forêt. H, D et Z sont les trois composantes du champ magnétique fournies par le magnétomètre vectoriel. F est l’intensité totale du champ fournie par le magnétomètre scalaire. Fs-Fv est l’intensité totale du champ fournie par le magnétomètre scalaire moins l’intensité totale du champ fournie par le magnétomètre vectoriel. (Valeurs en nT affichées chaque minute).

 

 

 

 

Le magnétomètre vectoriel n’est pas un appareil absolu, ses données doivent être régulièrement calibrées. On utilise pour cela des mesures absolues effectuées avec un magnétomètre de type fluxgate fixé sur un théodolite.

 

Principe des mesures absolues. Dans le pavillon des mesures absolues (bâtiment à gauche), l’opérateur vise une cible dont la direction par rapport au Nord géographique est connue. La cible est fixée sur le bâtiment au-dessus de la cave où se situent les magnétomètres vectoriels et scalaires. Un magnétomètre fixé sur le théodolite nous permet de mesurer la déclinaison (représentée en bas à droite pour l’année 2004) et l’inclination du champ. Ces données sont utilisées pour calibrer les données mesurées par le magnétomètre vectoriel. La courbe des corrections appliquées s’'appelle la ligne de base.

 

La norme INTERMAGNET exige d’effectuer des mesures absolues au moins deux fois par semaine. La courbe de calibration dans le temps s’appelle la ligne de base et toutes les données provenant des mesures absolues sont utilisées pour établir cette courbe. La gestion des données pour chaque observatoire demande donc beaucoup de temps et de la minutie car il faut surveiller les valeurs obtenues par les magnétomètres (les de-spiker si nécessaires, etc.), les corriger avec la ligne de base en fin d’année, et assurer leur accès en temps réel quotidiennement.

Une augmentation considérable de ces tâches est à prévoir quand les observatoires fourniront les valeurs du champ chaque seconde au lieu de chaque minute. La recommandation de passer à la fréquence d’échantillonnage 1 Hz a été faite par INTERMAGNET. A ce jour-ci, un système de mesure à la seconde a été mis en place à Chambon et les tests de ce système sont en cours. De nombreux nouveaux sujets de recherche pourraient être abordés grâce à ces données mondiales échantillonnées toutes les secondes, synchronisées et provenant de toutes les régions du globe. Tout cela d’autant plus que les satellites magnétiques fournissent leurs données au même pas d’échantillonnage. Cet objectif, qui conduira à terme à un observatoire global en temps réel, occupera les prochaines années.