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title: "Les aimants et la boussole"
book: "Physique du primaire et du collège"
subject: physics
language: fr
chapter: 25
exercises: 11
source: https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/25-les-aimants-et-la-boussole
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# Chapitre 25 — Les aimants et la boussole

Il y a des années, tu as découvert que les deux extrémités d’un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) sont différentes : dans un sens, deux [aimants](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) se collent d’un coup ; retournés, ils se repoussent. Nous avions promis que ces extrémités avaient un nom et un métier célèbre — guider les voyageurs à travers le monde. Aujourd’hui, la promesse est tenue : voici les [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles), et le petit instrument qui a trouvé le chemin de tous les explorateurs avant l’existence des satellites.

## 25.1 Les deux pôles

**Définition 25.1 (Pôles).**

Les deux extrémités particulières d’un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) — là où son attraction est la plus forte, là où les trombones s’agglutinent — sont ses *pôles*. On les appelle le *pôle nord* (souvent peint en rouge, marqué N) et le *pôle sud* (marqué S). Tout [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) possède les deux : un de chaque, toujours.

**Proposition 25.2 (La règle des pôles).**

Des [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles) opposés s’attirent : N se colle à S. Des [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles) de même nom se repoussent : N repousse N, S repousse S. Cette unique règle explique tous les claquements et tous les refus élastiques que tu as jamais sentis entre deux [aimants](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet).

![La règle des pôles : les contraires s’attirent, les semblables se repoussent — le nom savant du jeu auquel tu jouais dans une année précédente.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g4-magnets-and-compass/fig-aeaecaff4f64.svg)

*La règle des [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles) : les contraires s’attirent, les semblables se repoussent — le nom savant du jeu auquel tu jouais dans une année précédente.*

**Exemple 25.3 (Relire les vieilles expériences).**

Quand tes deux [aimants](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) se collaient d’un coup, un N faisait face à un S. Quand ils refusaient élastiquement, N faisait face à N (ou S à S). Et les trombones s’agglutinaient toujours aux extrémités parce que les [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles) sont l’endroit où vit la puissance d’un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) — son milieu est le calme qui les sépare.

## 25.2 La Terre est un aimant

**Exemple 25.4 (Le plus grand aimant de tous).**

Suspends un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) droit à un fil de façon qu’il puisse tourner librement, attends qu’il se stabilise — et il se produit quelque chose de merveilleux : il s’immobilise toujours dans la *même* direction, un [pôle](#def-g4-magnets-and-compass-poles) vers le grand nord du monde, l’autre vers le grand sud. Un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) géant, invisible, doit bien aligner ses [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles). Ce géant, c’est la Terre elle-même : notre planète tout entière est un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet), avec ses [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles) magnétiques près du haut et du bas du globe.

**Définition 25.5 (Boussole).**

Une *boussole* est une petite aiguille aimantée et légère, posée en équilibre sur un [pivot](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/17-leviers-et-balances#def-g3-levers-and-scales-lever) fin de façon à pouvoir tourner librement. Laissée tranquille, l’aiguille obéit à l’aimant-Terre : son extrémité marquée s’immobilise en direction du nord. Sous l’aiguille, un cadran indique les quatre *points cardinaux* : Nord, Est, Sud, Ouest.

![Une boussole : une aiguille aimantée montée sur un pivot. Où que tu sois sur Terre, l’aiguille trouve le nord pour toi.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g4-magnets-and-compass/fig-3aaa23c8e286.svg)

*Une [boussole](#def-g4-magnets-and-compass-compass) : une aiguille aimantée montée sur un [pivot](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/17-leviers-et-balances#def-g3-levers-and-scales-lever). Où que tu sois sur Terre, l’aiguille trouve le nord pour toi.*

![Une vraie boussole de poche : la moitié rouge de l’aiguille pointe vers le nord, et le cadran dessous porte les points cardinaux. Photo : Evan-Amos (domaine public).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g4-magnets-and-compass/img-c52946ef6b63.jpg)

*Une vraie [boussole](#def-g4-magnets-and-compass-compass) de poche : la moitié rouge de l’aiguille pointe vers le nord, et le cadran dessous porte les [points cardinaux](#def-g4-magnets-and-compass-compass). *Photo : Evan-Amos (domaine public).**

**Méthode 25.6 (Se servir d’une boussole).**

1. Tenir la [boussole](#def-g4-magnets-and-compass-compass) bien à plat et immobile, loin des [aimants](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) et des grosses [masses](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/20-mesurer-la-masse#def-g3-measuring-mass-mass) de fer (grillages, voitures — elles distraient l’aiguille) ;
2. attendre que l’aiguille cesse d’osciller ;
3. tourner doucement le cadran de la [boussole](#def-g4-magnets-and-compass-compass) jusqu’à ce que son N se place sous l’extrémité marquée de l’aiguille ;
4. lire les directions : l’est à ta droite quand tu fais face au nord, l’ouest à ta gauche, le sud dans ton dos.

Vérifie avec le ciel : par chez nous, l’[ombre](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-shadow) de midi du chapitre sur le [cadran solaire](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/18-le-soleil-dans-le-ciel-jours-et-saisons#def-g3-sun-days-seasons-sundial) pointe vers le nord — l’[ombre](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-shadow) et l’aiguille doivent être d’accord.

**Exemple 25.7 (En fabriquer une soi-même).**

Frotte une aiguille à coudre en acier avec un [pôle](#def-g4-magnets-and-compass-poles) d’un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet), vingt fois, toujours dans le même sens, en écartant l’[aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) entre chaque passage : l’aiguille devient elle-même un petit [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet). Pose-la doucement sur une rondelle de liège qui [flotte](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/5-flotter-et-couler#def-g1-floating-and-sinking-words) dans un bol d’eau — et regarde le liège tourner lentement jusqu’à ce que l’aiguille pointe nord–sud. Tu viens de construire la [boussole](#def-g4-magnets-and-compass-compass) des marins d’il y a mille ans.

**Remarque 25.8 (L’instrument qui a ouvert les océans).**

Avant la [boussole](#def-g4-magnets-and-compass-compass), les marins longeaient les côtes et priaient pour des nuits claires afin de se guider aux étoiles. Avec une aiguille flottante, ils pouvaient tenir un cap dans le brouillard, la tempête et les nuits sans lune — à travers des océans entiers. Peu d’instruments ont redessiné la carte du monde aussi complètement. Et une énigme est restée ouverte pendant des siècles : *pourquoi* la Terre se comporte-t-elle comme un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) ? L’histoire complète attend dans les années de licence de ce cours — elle vaut l’attente.

## 25.3 Exercices

**Exercice 25.1 ★.**

Que sont les [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles) d’un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet), et comment s’appellent-ils ? À quel endroit d’un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) droit les trombones s’agglutinent-ils ?

**Solution de Exercice 25.1.**

Les [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles) sont les deux extrémités puissantes de l’[aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) : le [pôle nord](#def-g4-magnets-and-compass-poles) (N, souvent rouge) et le [pôle sud](#def-g4-magnets-and-compass-poles) (S). Les trombones s’agglutinent aux [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles) — les extrémités — et non au milieu.

**Exercice 25.2 ★.**

Énonce la règle des [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles). Deux [aimants](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) se collent d’un coup : quels [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles) se faisaient face ?

**Solution de Exercice 25.2.**

Les [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles) opposés s’attirent ; les [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles) de même nom se repoussent. Un claquement signifie que des [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles) opposés se faisaient face : un N vers un S.

**Exercice 25.3 ★.**

Le [pôle](#def-g4-magnets-and-compass-poles) N d’un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) s’approche du [pôle](#def-g4-magnets-and-compass-poles) N d’un autre. Que se passe-t-il ? Et N vers S ?

**Solution de Exercice 25.3.**

N vers N : ils s’écartent (les [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles) de même nom se repoussent). N vers S : ils s’attirent et se collent.

**Exercice 25.4 ★.**

Pourquoi un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) droit suspendu librement s’immobilise-t-il toujours dans la même direction ? Que cela révèle-t-il sur la Terre ?

**Solution de Exercice 25.4.**

Parce qu’un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) géant aligne ses [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles) : la Terre elle-même est un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet), avec des [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles) magnétiques près du haut et du bas du globe.

**Exercice 25.5 ★.**

Nomme les quatre [points cardinaux](#def-g4-magnets-and-compass-compass) dans l’ordre, en partant du nord et en tournant vers la droite. Face au nord, quelle direction est à ta droite ?

**Solution de Exercice 25.5.**

Nord, Est, Sud, Ouest. Face au nord, l’est est à ta droite.

**Exercice 25.6 ★.**

Pourquoi faut-il tenir une [boussole](#def-g4-magnets-and-compass-compass) loin des [aimants](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet), des grillages en fer et des voitures pendant qu’on la lit ?

**Solution de Exercice 25.6.**

L’aiguille est un minuscule [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) et obéit à l’attraction forte la plus *proche*. Un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) ou une grosse [masse](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/20-mesurer-la-masse#def-g3-measuring-mass-mass) de fer tout près l’emporte sur l’aimant-Terre lointain, et l’aiguille ment sur le nord.

**Exercice 25.7 ★.**

Décris comment transformer une aiguille à coudre en aiguille de [boussole](#def-g4-magnets-and-compass-compass), et comment la laisser tourner librement sans [pivot](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/17-leviers-et-balances#def-g3-levers-and-scales-lever).

**Solution de Exercice 25.7.**

Frotter l’aiguille avec un [pôle](#def-g4-magnets-and-compass-poles) d’un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet), vingt fois dans le même sens, en écartant l’[aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) entre chaque passage — elle devient un petit [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet). La poser sur une rondelle de liège qui [flotte](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/5-flotter-et-couler#def-g1-floating-and-sinking-words) dans un bol d’eau : le liège flottant est un [pivot](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/17-leviers-et-balances#def-g3-levers-and-scales-lever) fait d’eau, et l’aiguille tourne pour pointer nord–sud.

**Exercice 25.8 ★.**

D’après le chapitre sur le [cadran solaire](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/18-le-soleil-dans-le-ciel-jours-et-saisons#def-g3-sun-days-seasons-sundial) : dans quelle direction pointe l’[ombre](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-shadow) de midi par chez nous ? Comment cela permet-il de vérifier une [boussole](#def-g4-magnets-and-compass-compass) — ou d’en remplacer une perdue ?

**Solution de Exercice 25.8.**

Elle pointe vers le nord. Une [boussole](#def-g4-magnets-and-compass-compass) dont l’aiguille est d’accord avec l’[ombre](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-shadow) de midi dit la vérité — et, par temps ensoleillé, l’[ombre](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-shadow) seule peut servir de [boussole](#def-g4-magnets-and-compass-compass) approximative.

**Exercice 25.9 ★.**

Pourquoi la [boussole](#def-g4-magnets-and-compass-compass) a-t-elle été un tel trésor pour les marins, comparée au guidage le long de la côte ou aux étoiles ?

**Solution de Exercice 25.9.**

Elle fonctionne dans le brouillard, sous les nuages, les nuits sans lune et loin de toute côte — l’aiguille ne demande rien au ciel. Les marins pouvaient enfin tenir un cap en pleine mer par tous les temps.

**Exercice 25.10 ★★.**

Une randonneuse marche vers un refuge de montagne situé plein nord. Son aiguille de [boussole](#def-g4-magnets-and-compass-compass), tenue correctement, pointe vers la boucle de ceinture de son ami au lieu du nord chaque fois qu’il se tient tout près, sur sa gauche. Que se passe-t-il, dans quelle direction risque-t-elle de dériver, et quelle est la solution en une étape ?

**Solution de Exercice 25.10.**

La boucle de ceinture en fer de son ami l’emporte de près sur l’aimant-Terre : l’aiguille pointe vers la boucle, et non vers le nord. En s’y fiant, elle dériverait — ce faux « nord » se trouve vers sa gauche, elle infléchirait donc sa route vers la gauche, c’est-à-dire vers l’ouest. La solution : lire la [boussole](#def-g4-magnets-and-compass-compass) loin de la boucle (à quelques pas d’écart), puis marcher.

**Exercice 25.11 ★★.**

On scie un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) en deux entre ses deux [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles), dans l’espoir d’obtenir un N tout seul dans une main et un S tout seul dans l’autre. Le savoir des marins — et toutes les expériences jamais faites — disent que chaque moitié se révèle être un petit [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) complet, avec *les deux* [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles). Mets l’affirmation à l’épreuve par la pensée avec la recette de l’aiguille de [boussole](#def-g4-magnets-and-compass-compass) : l’aiguille à coudre frottée est courte — a-t-elle un [pôle](#def-g4-magnets-and-compass-poles) ou deux ? Que cela suggère-t-il sur la chasse à un [pôle](#def-g4-magnets-and-compass-poles) isolé par découpage ?

**Solution de Exercice 25.11.**

L’aiguille courte, une fois frottée, possède *deux* [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles) — ses extrémités se comportent comme un N et un S (fais [flotter](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/5-flotter-et-couler#def-g1-floating-and-sinking-words) deux aiguilles de ce genre et elles se collent bout à bout, les extrémités contraires s’attirant). Raccourcir un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) ne supprime donc pas un [pôle](#def-g4-magnets-and-compass-poles), et le couper en deux ne fait que produire deux petits [aimants](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) complets : la chasse au [pôle](#def-g4-magnets-and-compass-poles) isolé par découpage ne s’achève jamais — chaque coupe te rend les deux [pôles](#def-g4-magnets-and-compass-poles).