Magnétohydrodynamique | EPFL Graph Search

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La magnétohydrodynamique (MHD) est une discipline scientifique qui décrit le comportement d'un fluide conducteur du courant électrique en présence de champs électromagnétiques. Elle s'applique notamment aux plasmas, au noyau externe et même à l'eau de mer. C'est une généralisation de l'hydrodynamique (appelée plus communément dynamique des fluides, définie par les équations de Navier-Stokes) couplée à l'électromagnétisme (équations de Maxwell). Entre la mécanique des fluides « classique » et la magnétohydrodynamique, se situe l'électrohydrodynamique ou mécanique des fluides ionisés en présence de champs électriques (électrostatique), mais sans champ magnétique. Les centrales magnétohydrodynamiques offrent un potentiel de production d'électricité à grande échelle avec un impact réduit sur l'environnement. Les générateurs MHD sont également intéressants pour la production de grandes impulsions de puissance électrique. Le premier scientifique à s'intéresser au sujet est Humphry Davy en 1821 lorsqu'il montre qu'un arc électrique peut être dévié par un champ magnétique. Une dizaine d'années plus tard, Michael Faraday envisage de démontrer l’existence d'une force électromotrice dans un conducteur électrique en déplacement soumis au champ magnétique terrestre ; c'est le phénomène d'induction électromagnétique. Dans cette optique, il met au point en janvier 1832 un premier concept de générateur MHD qu'il teste sur le pont Waterloo à Londres. Bien que fortuite, cette expérience aboutira à la loi de Lenz-Faraday. Les recherches approfondies de génération d'électricité par MHD continuent au , tout d'abord menées par le physicien hongrois qui développe un générateur MHD au sein des laboratoires de Westinghouse en 1938. De son côté, le physicien suédois Hannes Alfvén, qui est le premier à employer le terme magnétohydrodynamique en 1942, étudie la propagation des ondes d'Alfvén dans le plasma de la magnétosphère. Interrompus pendant la seconde guerre mondiale, le développement et la recherche en MHD reprennent dans les années 1960 grâce aux travaux de Richard J.

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Magnétohydrodynamique

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thumb|upright|Le soleil est une boule de plasma. thumb|Lampe à plasma.|168x168px thumb|upright|Les flammes de haute température sont des plasmas. L'état plasma est un état de la matière, tout comme l'état solide, l'état liquide ou l'état gazeux, bien qu'il n'y ait pas de transition brusque pour passer d'un de ces états au plasma ou réciproquement. Il est visible sur Terre, à l'état naturel, le plus souvent à des températures élevées favorables aux ionisations, signifiant l’arrachement d'électrons aux atomes.

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vignette|Illustration des champs dans les ondes magnétohydrodynamiques. La partie supérieure montre comment les ondes d'Alfvén peuvent être considérées comme des ondulations des lignes de champ magnétique ; la partie inférieure montre comment le champ magnétique est densifié et aminci dans une onde magnétosonique. Symboles : B0 est le champ magnétique non perturbé dans le plasma ; k est le vecteur d'onde, indiquant la direction de propagation de l'onde ; B1, E1, v1 et j1 sont les perturbations causées par l'onde dans le champ magnétique, le champ électrique, la vitesse du plasma et le courant électrique, respectivement.

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