Que signifie « BHmax » ?
Le BHmax correspond à la capacité énergétique maximale d'un matériau magnétique permanent. Il indique la quantité d'énergie magnétique qu'un aimant peut stocker et fournir. Un BHmax plus élevé permet de produire des aimants plus petits et plus puissants.
Lorsqu'on décrit les performances d'un matériau magnétique permanent, on rencontre souvent des termes techniques tels que la rémanence (Br), la coercivité (Hc) et BHmax. Parmi ces trois paramètres, c'est sans doute le BHmax qui donne la meilleure idée des performances globales d'un aimant.
BHmax correspond au produit énergétique maximal d'un matériau magnétique. Il indique la quantité d'énergie magnétique qu'un aimant peut stocker et mettre à disposition pour une application donnée.
Cette propriété joue un rôle important dans le développement des moteurs électriques, des générateurs, des capteurs et d'autres systèmes utilisant des aimants permanents puissants.
Que signifie exactement « BHmax » ?
BHmax est l'abréviation de :
L × H (maximum)
On peut y lire :
- B pour la densité de flux magnétique
- H pour l'intensité du champ magnétique
Le produit énergétique correspond à la quantité maximale d'énergie magnétique qu'un matériau peut fournir.
Plus la valeur BHmax est élevée, plus les performances magnétiques disponibles sont importantes pour un même volume.
C'est pourquoi le BHmax est souvent considéré comme un indicateur de la « qualité » d'un matériau à aimant permanent.
Pourquoi BHmax est-il important ?
Lors de la conception de systèmes techniques, l'espace est souvent limité.
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 présentant un BHmax élevé permettent d'y parvenir.
Comme ils contiennent davantage d'énergie magnétique par unité de volume, il est possible d'utiliser des aimants plus petits sans perte de performances.
Le lien avec les lignes N35, N42 et N52
Les désignations bien connues N35, N42, N48 et N52 sont directement liées au rendement énergétique maximal du matériau.
Le chiffre qui suit le « N » correspond approximativement à la valeur BHmax du matériau, exprimée en millions de gauss-oersteds (MGOe).
Exemples :
| Qualité des aimants | BHmax |
|---|---|
| N35 | environ 35 MGOe |
| N42 | environ 42 MGOe |
| N48 | environ 48 MGOe |
| N52 | environ 52 MGOe |
De ce fait, un aimant N52 peut stocker davantage d'énergie magnétique qu'un aimant N35 de mêmes dimensions.
BHmax et intensité magnétique
Un BHmax élevé ne signifie pas automatiquement qu'un aimant est toujours plus puissant.
Les performances finales sont également influencées par :
- dimensions
- forme
- température
- application
- magnétisation
BHmax décrit uniquement le potentiel du matériau lui-même.
La force de retenue réelle est déterminée par la combinaison du matériau et de la conception.
Comment mesure-t-on le BHmax ?
La valeur BHmax est déterminée à l'aide d'une courbe d'hystérésis.
Ce graphique montre comment un matériau réagit à la magnétisation et à la démagnétisation.
Sur cette courbe, on cherche le point où le produit de B et H est maximal.
Ce point correspond à la plus grande quantité d'énergie magnétique utile que le matériau peut fournir.
Quelles unités sont utilisées ?
Le BHmax est généralement exprimé en :
- MGOe (méga-gauss-oersted)
- 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 dans l'industrie des aimants, le MGOe reste très répandu.
Pourquoi les aimants en néodyme ont-ils un BHmax aussi élevé ?
La structure cristalline particulière du néodyme-fer-bore permet de stocker une quantité exceptionnelle d'énergie magnétique.
C'est pourquoi les aimants en néodyme présentent 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 beaucoup plus grand.
BHmax et les technologies modernes
Les matériaux présentant un BHmax élevé sont utilisés dans :
- véhicules électriques
- éoliennes
- moteurs industriels
- robotique
- matériel médical
- électronique grand public
- techniques d'automatisation
Dans bon nombre de ces applications, une densité énergétique élevée est essentielle pour mettre au point des systèmes compacts et efficaces.
La corrélation entre Br, Hc et BHmax
Les trois principales propriétés d'un aimant permanent sont les suivantes :
Rémanence (Br)
Indique la quantité de magnétisme qui subsiste dans le matériau.
Cœurcivité (Hc)
Indique le degré de résistance du matériau à la démagnétisation.
BHmax
Indique la quantité maximale d'énergie magnétique que le matériau peut stocker.
Ensemble, ces propriétés déterminent les performances d'un matériau à aimant permanent.
Conclusion
Le BHmax est une mesure de la quantité maximale d'énergie magnétique qu'un matériau magnétique permanent peut stocker et restituer. Plus la valeur BHmax est élevée, plus la densité énergétique du matériau est importante.
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 faisant appel à des aimants puissants et compacts.
