Comment détermine-t-on la force d'adhérence d'un aimant ?

Réponse courte : la force d’attraction d’un aimant est la force nécessaire pour le retirer perpendiculairement d’une plaque épaisse, plane et lisse en acier, exprimée en kg (1 kg ≈ 9,81 N). C’est une valeur de laboratoire obtenue dans des conditions idéales. En pratique, on atteint presque jamais ce niveau : une couche de peinture, un acier fin, un petit espace d’air ou une charge latérale peuvent réduire cette force de moitié, voire davantage.

Comment mesure-t-on la force d’attraction ?

1. L’aimant est placé, côté polarité, sur une plaque en acier doux (par exemple S235), rectifiée et plane, et suffisamment épaisse pour que l’acier ne soit pas saturé : au moins 10 mm, et davantage pour les grands aimants.
2. Un banc d’essai retire lentement et exactement perpendiculairement l’aimant de la plaque.
3. La force maximale avant le décollement est la force d’attraction, mesurée à température ambiante (env. 20 °C).

La valeur indiquée est donc une limite supérieure : tout écart par rapport à cette situation réduit la force. Les fabricants indiquent la valeur avec la mention « env. » car il existe une dispersion de quelques pourcents entre les aimants.

Qu’est-ce qui réduit la force d’attraction en pratique ?

Un aimant soumis à une charge uniforme sur une épaisse poutre en acier atteint une valeur proche de celle indiquée. Un aimant sur une porte fine vernie qui doit supporter un manteau n’atteindra peut-être que 10 % de cette valeur.

Force d’attraction et force de glissement

La force d’attraction s’exerce perpendiculairement à la surface ; c’est à elle que se rapporte la valeur indiquée. La force de glissement s’exerce le long de la surface, comme pour un aimant sur une paroi verticale auquel quelque chose est suspendu. Le frottement détermine alors quand il commence à glisser : sur de l’acier contre de l’acier, cela se produit à environ un quart de la force d’attraction. Le caoutchouc augmente le frottement. C’est pourquoi les aimants revêtus de caoutchouc et les aimants dotés d’un disque de protection en caoutchouc glissent moins facilement.

Pourquoi les forces d’attraction varient-elles d’un magasin à l’autre ?

Si vous recherchez le même aimant dans différents magasins, vous constaterez souvent des forces d’attraction différentes. Cela s’explique par plusieurs raisons :

• Mesurée ou calculée. Certaines valeurs sont mesurées sur un banc d’essai, d’autres sont calculées à l’aide d’une formule physique basée sur les dimensions et la qualité. Un calcul est une bonne approximation, mais pas une mesure exacte. Surtout pour les aimants très fins, les aimants en anneau avec un grand trou et les aimants en pot, la force réelle peut s’en écarter sensiblement.
• Un dispositif de mesure différent. L’épaisseur et le type de plaque en acier, son degré de planéité et de lissage, ainsi que la vitesse de traction, influencent le résultat. Il n’existe aucune norme fixe utilisée par tous les fournisseurs.
• Arrondis généreux. Certains fournisseurs arrondissent largement à la hausse, ou indiquent la valeur d’une qualité supérieure à celle qu’ils fournissent.
• Dispersion dans la production. Les aimants d’un même lot peuvent également différer les uns des autres de quelques pourcents.

Nous indiquons volontairement des valeurs prudentes. En cas de doute entre deux chiffres, nous indiquons le plus bas : il vaut mieux un aimant qui retient davantage que ce que nous promettons que l’inverse. Un aimant retient-il nettement moins que la valeur indiquée dans les conditions idéales décrites ci-dessus ? Faites-le-nous savoir, nous chercherons à en trouver la cause.

Quelle marge de sécurité prévoir ?

• Traction perpendiculaire sur de l’acier épais : comptez au maximum la moitié de la force d’attraction indiquée.
• Sur une paroi verticale : comptez 10 à 20 %.
• En cas de vibrations, de chocs ou si une chute présente un danger : n’utilisez jamais un aimant comme seul moyen de fixation.

La force d’attraction n’est donc pas une charge de travail autorisée. Nous expliquons la différence dans force d’attraction, force de traction et charge de travail.

Questions fréquentes

Pourquoi mon aimant retient-il moins que ce qui est indiqué sur l’emballage ?

Généralement à cause du support (acier fin ou verni), d’un petit espace ou parce que la charge est latérale. L’aimant lui-même est rarement moins puissant. Voir aussi pourquoi les aimants perdent-ils leur puissance ?

Combien un aimant retient-il entre deux aimants au lieu de retenir sur de l’acier ?

Deux aimants identiques qui s’attirent retiennent environ aussi fort, voire un peu plus fort, qu’un seul aimant sur de l’acier épais. Un aimant sur une plaque en acier de 1 mm (comme une plaque métallique de fond) retient beaucoup moins.

Quelle épaisseur doit avoir l’acier ?

Pour les petits aimants jusqu’à env. Ø 10 mm, 1 à 2 mm d’acier suffisent. Pour les aimants de Ø 20 mm et plus, il faut 5 à 10 mm pour obtenir toute leur puissance.

Pourquoi un autre magasin indique-t-il une force d’attraction plus élevée pour le même aimant ?

Parce que la valeur a été déterminée différemment : mesurée ou calculée, sur un acier différent, ou avec un arrondi plus généreux. Une valeur plus élevée ne signifie pas que l’aimant est plus puissant. Comparez donc surtout les dimensions et la qualité (comme N42 ou N52), et comptez toujours une marge de sécurité.

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