Blindage magnétique – Théorie et Pratique
Qu’est-ce qu’un champ magnétique ?
Un champ magnétique est un phénomène physique produit par le déplacement des charges électriques et révélé par des matériaux magnétiques. Différentes sources de champ magnétique existent, tels que la Terre, un moteur, un transformateur ou un simple aimant.
Le champ magnétique peut être mesuré en utilisant un Gaussmètre, un magnétomètre ou une bobine reliée à un oscilloscope. Le champ magnétique intervient dans de nombreuses applications électromécaniques.
Dans certains cas, le champ magnétique interfère avec d’autres équipements et peut devenir problématique. Avec de très nombreuses études et conceptions à son actif, Soudupin fournira la solution la plus adaptée pour des champs magnétiques de quelques nano Tesla à plusieurs centaines de Gauss.
A quoi sert un blindage magnétique ?
Un blindage magnétique basse fréquence sert à protéger les appareils sensibles aux interférences magnétiques, tels que les équipements médicaux, les instruments de recherche, les capteurs et les circuits électroniques, en minimisant les effets perturbateurs des champs magnétiques environnants. Cela permet d’obtenir des mesures plus précises et de réduire les distorsions ou les erreurs causées par les interférences magnétiques.
Qu’est-ce qu’un blindage magnétique ?
Un blindage magnétique a pour but d’atténuer un champ magnétique dans un espace donné en « attirant » les lignes de champ avec un matériau magnétique.
On parle de blindages magnétiques basses fréquences lorsqu’on souhaite atténuer des champs magnétiques statiques ou basses fréquences (<1kHz), c’est le cœur de notre métier.
Comment ça marche ?
Nos blindages magnétiques sont réalisés avec des alliages ferromagnétiques. Ces matériaux, à base de Fer, Nickel, Cuivre et Molybdène, « attirent » le champ magnétique et « focalisent » les lignes de champ le long de leur surface.
L’atténuation du blindage magnétique dépend principalement de la perméabilité du matériau utilisé. Plus la perméabilité du matériau utilisé est élevée, meilleure sera l’atténuation. La perméabilité des matériaux ferromagnétiques varie de façon non-linéaire en fonction de l’excitation magnétique H. Celle-ci croît pour atteindre un maximum que l’on appellera la perméabilité maximale, puis décroit. En d’autres termes, certains matériaux seront à privilégier pour des champs faibles, d’autres pour des champs forts.
Paramètres de conception
Matériaux : Le choix du matériau dépend des caractéristiques du champ magnétique à atténuer : son intensité, sa fréquence mais également de l’atténuation souhaitée. Le Mumetal® ou Permimphy® est le matériau le plus utilisé car présentant une haute perméabilité pour des champs faibles, moyens et forts.
Forme / Géométrie : Les formes sphériques, cylindriques ou les angles arrondis doivent être privilégiés aux arrêtes tranchantes
Épaisseur : Les performances du blindage augmentent avec l’épaisseur du matériau
Couches successives : Les performances du blindage augmentent avec le nombre de couches. L’espace entre les couches améliore également les performances du blindage
Ce sont les principales considérations à prendre en compte pour la conception d’un blindage magnétique. De nombreux autres facteurs doivent être considérés durant la fabrication mais cela relève de notre savoir-faire, alors n’hésitez pas à nous contacter pour la résolution de vos problèmes magnétiques !
Matériaux magnétiques
- Mumetal® / Permimphy® : Ni80FeMo5, haute perméabilité, le plus utilisé
- Supermimphy® : Ni80FeMo5, très haute perméabilité
- Cryophy® / Cryoperm® / A4K® : Ni81FeMo5, haute perméabilité, pour des blindages magnétiques à température cryogénique
- Supra50® : FeNi48, haute perméabilité et haute induction de saturation
- Supra36® : FeNi36, bonne perméabilité, haute résistivité
- Fer pur : Bonne perméabilité pour champs moyens et forts, haute induction de saturation
- Fer silicium : FeSi3, bonne perméabilité pour champs moyens et forts, haute induction de saturation
Traitement thermique
C’est une étape cruciale dans le processus de fabrication de blindages magnétiques en mumétal. Le matériau est chauffé à une température entre 1100°C et 1150°C pendant une période spécifique, suivie d’un refroidissement lent. Cette étape permet d’obtenir une structure cristalline précise dans le matériau, visant à améliorer sa perméabilité magnétique.
Le recuit thermique vise à réduire les moments magnétiques aléatoires présents dans la structure du mumétal ce qui diminue la susceptibilité magnétique du matériau. Cela permet d’améliorer ses propriétés d’atténuation du champ magnétique externe, rendant ainsi le blindage magnétique plus efficace.