Qu'est-ce qu'un courant de Foucault?
Un courant de Foucault est un tourbillon de résistance généré lorsque deux champs électromagnétiques se croisent. Il circule dans une direction opposée au courant d'origine. La résistance résultant de la collision des deux champs convertit effectivement une partie de l'énergie électrique présente en chaleur, un sous-produit indésirable lorsqu'il s'agit d'un simple transport d'électricité, comme dans un transformateur. Cependant, d'autres applications exploitent le magnétisme opposé des courants de Foucault pour obtenir d'autres résultats, notamment l'identification des métaux, la vérification des propriétés des matériaux et des assemblages techniques ainsi que le freinage des wagons de chemin de fer.
Dans les applications électromagnétiques telles que les transformateurs, où il est essentiel de conduire l'électricité avec un minimum d'interférences, une construction spéciale est nécessaire pour garantir qu'un courant de Foucault ne gêne pas la force électrique primaire. Les couches de matériau conducteur sont séparées par des couches de matériau isolant. Il en résulte que l’attraction magnétique naturelle d’une force opposée sur le matériau conducteur est fragmentée et n’a aucune chance de former un courant de Foucault contre-productif.
Parfois, le problème est de générer de la chaleur au moyen de courants de Foucault, notamment dans les fours industriels utilisés pour la fusion des métaux. Les tables de cuisson à induction résidentielles reposent sur le même principe, selon lequel le champ électromagnétique d'un brûleur réagit avec le champ magnétique d'une batterie de cuisine en fer spéciale. La chaleur ne se produit que là où les deux surfaces se rencontrent, de sorte que le reste de la table de cuisson ne chauffe pas.
Deux utilisations à faible technologie des courants de Foucault se trouvent dans les distributeurs automatiques et le recyclage. Dans un distributeur automatique, un aimant fixe provoquera le rejet d’un article non valide, tel qu’un bouchon en acier. À une échelle beaucoup plus grande, les types de canettes et d’autres métaux recyclables peuvent être triés, car chaque métal réagit à la force magnétique opposée à sa manière.
Dans un frein à courants de Foucault, la résistance magnétique est suffisante pour arrêter un wagon. Dans un système comparable au frottement, la force magnétique appliquée résiste au mouvement des roues en acier. Lorsque les roues ralentissent, la résistance diminue, ce qui permet un ralentissement progressif et un arrêt en douceur. Les mécanismes d'arrêt des outils électriques, tels que les scies circulaires, fonctionnent de manière similaire.
L'inspection par courants de Foucault permet l'analyse non destructive des métaux conducteurs et des assemblages qui les contiennent. Avec cette technique, l'inspecteur induit un courant de Foucault dans le matériau à tester, puis recherche des irrégularités dans le flux de courant. Par exemple, une discontinuité dans l'interaction des deux champs magnétiques pourrait indiquer la présence d'une fissure. Ce type de test est suffisamment sensible pour vérifier l’évolution de l’épaisseur d’un matériau, la corrosion ou d’autres conditions indésirables, cachées.
La National Aeronautics and Space Administration (NASA) des États-Unis est un utilisateur notable de l'inspection par courants de Foucault. L'agence doit souvent résoudre les problèmes liés aux matériaux et aux systèmes déjà en place, de sorte que l'aspect non destructif d'une sonde à courants de Foucault est crucial. Au printemps 2009, la NASA a découvert une faille dans une vanne de régulation du débit, élément essentiel qui régit le débit de carburant lors du lancement de la navette spatiale et d'autres roquettes. Les tests par courants de Foucault ont permis à l’agence de surveiller l’état des vannes et il a finalement été décidé de les remplacer toutes.