Que signifie « BHmax » ?
Lorsqu'on décrit les performances d'un matériau d'aimant permanent, des termes techniques comme la rémanence (Br), la coercivité (Hc) et BHmax reviennent souvent. Parmi ces trois grandeurs, BHmax donne sans doute la meilleure image des performances globales d'un aimant.
BHmax correspond au produit d'énergie maximal d'un matériau magnétique. Il indique la quantité d'énergie magnétique qu'un aimant peut stocker et mettre à disposition d'une application.
Cette propriété joue un rôle important dans le développement des moteurs électriques, des générateurs, des capteurs et d'autres systèmes qui utilisent de puissants aimants permanents.
Que signifie exactement BHmax ?
BHmax est l'abréviation de :
B × H (maximum)
Où :
- B représente la densité de flux magnétique
- H représente l'intensité du champ magnétique
Le produit d'énergie décrit la quantité maximale d'énergie magnétique qu'un matériau peut fournir.
Plus la valeur de BHmax est élevée, plus les performances magnétiques disponibles pour un même volume sont importantes.
C'est pourquoi BHmax est souvent considéré comme une mesure de la « qualité » d'un matériau d'aimant permanent.
Pourquoi BHmax est-il important ?
Lors de la conception de systèmes techniques, la place est souvent limitée.
Le moteur électrique d'un vélo électrique, d'un drone ou d'un scanner médical doit rester aussi compact que possible tout en offrant des performances suffisantes.
Les matériaux à BHmax élevé le permettent.
Comme ils contiennent plus d'énergie magnétique par unité de volume, on peut utiliser des aimants plus petits sans perte de performances.
Le lien avec N35, N42 et N52
Les désignations bien connues N35, N42, N48 et N52 sont directement liées au produit d'énergie maximal du matériau.
Le nombre qui suit le N correspond approximativement à la valeur de BHmax du matériau, exprimée en mégagauss-œrsted (MGOe).
Exemples :
| Qualité d'aimant | BHmax |
|---|---|
| N35 | environ 35 MGOe |
| N42 | environ 42 MGOe |
| N48 | environ 48 MGOe |
| N52 | environ 52 MGOe |
Un aimant N52 peut ainsi stocker plus d'énergie magnétique qu'un aimant N35 de mêmes dimensions.
BHmax et puissance de l'aimant
Un BHmax élevé ne signifie pas automatiquement qu'un aimant est toujours plus puissant.
Les performances finales sont également influencées par :
- les dimensions
- la forme
- la température
- l'application
- l'aimantation
BHmax décrit uniquement le potentiel du matériau lui-même.
La force d'adhérence réelle dépend de la combinaison du matériau et de la conception.
Comment mesure-t-on BHmax ?
BHmax est déterminé à l'aide d'une courbe d'hystérésis.
Ce graphique montre comment un matériau réagit à l'aimantation et à la désaimantation.
On cherche sur cette courbe le point où le produit de B et de H est maximal.
Ce point représente la plus grande quantité d'énergie magnétique utilisable que le matériau peut fournir.
Quelles unités utilise-t-on ?
BHmax s'exprime généralement en :
- MGOe (mégagauss-œrsted)
- kJ/m³ (kilojoule par mètre cube)
Ces deux unités décrivent la même propriété.
Conversion :
1 MGOe ≈ 7,96 kJ/m³
En Europe, on utilise souvent le kJ/m³, tandis que le MGOe reste très courant dans l'industrie des aimants.
Pourquoi les aimants en néodyme ont-ils un BHmax si élevé ?
La structure cristalline particulière du néodyme-fer-bore permet de stocker une quantité exceptionnelle d'énergie magnétique.
Les aimants en néodyme ont ainsi un BHmax nettement supérieur à celui des aimants en ferrite traditionnels.
Cela explique pourquoi un petit aimant en néodyme peut souvent offrir les mêmes performances qu'un aimant en ferrite bien plus gros.
BHmax dans la technologie moderne
Les matériaux à BHmax élevé sont utilisés dans :
- les véhicules électriques
- les éoliennes
- les moteurs industriels
- la robotique
- les appareils médicaux
- l'électronique grand public
- l'automatisation
Dans bon nombre de ces applications, une densité d'énergie élevée est essentielle pour concevoir des systèmes compacts et efficaces.
Le lien entre Br, Hc et BHmax
Les trois propriétés matériau les plus importantes d'un aimant permanent sont :
Rémanence (Br)
Indique la quantité de magnétisme qui reste dans le matériau.
Coercivité (Hc)
Indique dans quelle mesure le matériau résiste à la désaimantation.
BHmax
Indique la quantité maximale d'énergie magnétique que le matériau peut stocker.
Ensemble, ces propriétés déterminent les performances d'un matériau d'aimant permanent.
Conclusion
BHmax mesure la quantité maximale d'énergie magnétique qu'un matériau d'aimant permanent peut stocker et fournir. Plus la valeur de BHmax est élevée, plus la densité d'énergie du matériau est grande.
Cette propriété est à la base des classifications bien connues N35, N42, N48 et N52 et joue un rôle important dans le développement des technologies modernes qui utilisent des aimants puissants et compacts.
