C Discussion sur la perméabilité magnétique de l’eau de mer

Les propriétés magnétiques d’un milieu sont définies par son moment magnétique . La plupart des milieux ont un moment magnétique nul, soit parce que les constituants n’ont pas de moment magnétique permanent, soit parce que les moments magnétiques permanents sont distribués aléatoirement de sorte que le moment résultant est nul. On divise les différents milieux en trois catégories selon leurs propriétés magnétiques, c’est à dire selon la réaction du milieu en présence d’un champ magnétique imposé:

les milieux diamagnétiques:

des courants vont être générés dans le milieu et vont créer un champ magnétique s’opposant au champ extérieur.

les milieux paramagnétiques:

les constituants ont un moment magnétique permanent, mais ces moments en l’absence de champ sont orientés aléatoirement à cause de l’agitation thermique par exemple. Lors de l’application de , les moments tendent à s’aligner mais cet alignement est perturbé par des forces antagonistes. De plus, le diamagnétisme qui est toujours présent s’oppose à cet effet. Il en résulte un champ magnétique total (i.e. l’induction magnétique ) faiblement augmenté.

les matériaux ferromagnétiques:

les constituants ont des moments magnétiques permanents et alignés, de sorte que le champ magnetique est amplifié par ces milieux.

On caractérise les propriétés magnétiques du milieu par sa susceptibilité magnétique _m. Pour un milieu linéaire, on a l’expression suivante pour le moment magnétique

(C.25)

où ₀ est la perméabilité magnétique du vide et est le champ magnétique imposé. On en déduit l’expression de l’induction magnétique

(C.26)

En définissant la perméabilité magnétique du milieu comme

(C.27)

et la perméabilité relative _r comme (D.29), on obtient

(C.28)

On en déduit que les matériaux diamagnétiques ont un _m négatif, et que les matériaux para- et ferromagnétique ont un _m positif. Il n’existe à ma connaissance pas de mesures de perméabilité magnétique relative _r pour l’eau de mer. Elle est toujours considérée comme étant égale à 1 pour l’application des lois de l’électromagnétisme à la télédétection ([47, 90, 101, 91], ... ), ce qui revient à considérer que _m est négligeable par rapport aux variations de _r que l’on cherche à déterminer (variations induites par le signal en salinité dans notre cas). L’eau est constituée principalement des molécules H₂ O et dans une moindre mesure des ions issus de la molécule NaCl (voir la section 1). Ces deux molécules, qui n’ont pas de moment magnétique permanent, constituent un milieu diamagnétique. Les milieux diamagnétiques ont typiquement des valeurs de _m de l’ordre de -1 × 10^-5, et pour exemple, un matériau fortement diamagnétique comme le bismuth a un _m égale à -2 × 10^-4. Pour ce qui nous concerne, l’eau douce a un _m égale à -9.03 × 10^-6 [40] et la molécule NaCl a un _m égale à -1.4 × 10^-5 , ce qui est très négligeable par rapport au signal en _r'' induit par la salinité. On peut donc négliger la susceptibilté magnétique de l’eau de mer pour la télédétection de la salinité.