J’aime analyser la physique de la science-fiction, et je vais donc soutenir que le dessin animé de Merrie Melodies « Compressed Hare » se déroule dans un futur lointain où les animaux gouvernent le monde. Je veux dire, Bugs Bunny et Wile E. Coyote marchent sur deux jambes, parlent et construisent des trucs. Comment cela ne serait-il pas de la science-fiction ?
Permettez-moi de planter le décor et je ne pense pas que nous ayons à nous soucier des alertes de spoiler puisque cet épisode a 60 ans. L’idée de base est, bien sûr, que Wile E. Coyote a décidé qu’il devrait manger le lapin. Après quelques tentatives infructueuses de capture de Bugs, il propose un nouveau plan. Tout d’abord, il va laisser tomber un morceau de fer en forme de carotte dans le terrier du lapin de Bugs. Une fois la carotte consommée (et je n’ai aucune idée de comment cela se produirait), Wile E. Coyote allumera un géant électro-aimant et tirez le lapin droit vers lui. C’est un plan tellement simple et génial, il doit juste fonctionner, n’est-ce pas ?
Mais attendez! Voici la partie que j’aime vraiment : pendant que Wile E. Coyote assemble son engin, nous voyons qu’il est livré dans une énorme caisse étiquetée « Un kit d’aimant électrique de 10 000 000 000 volts à faire soi-même ».
En fin de compte, vous pouvez probablement deviner ce qui se passe : les insectes ne mangent pas réellement la carotte de fer, donc une fois que le coyote allume l’aimant, il se contente de zoomer vers lui et dans sa grotte. Et bien sûr, un tas d’autres choses y sont également attirées, notamment un lampadaire, un bulldozer, un bateau de croisière géant et une fusée.
OK, décomposons la physique de cet électro-aimant massif et voyons si cela aurait fonctionné si Bugs était tombé amoureux de lui.
Qu’est-ce qu’un électro-aimant ?
Il existe essentiellement deux façons de créer un champ magnétique constant. Le premier est avec un aimant permanent, comme ces choses qui collent à la porte de votre réfrigérateur. Ceux-ci sont faits d’un certain type de matériau ferromagnétique comme le fer, le nickel, l’alnico ou le néodyme. Un matériau ferromagnétique contient essentiellement des régions qui agissent comme des aimants individuels, chacun avec un pôle nord et un pôle sud. Si tous ces domaines magnétiques sont alignés, le matériau agira comme un aimant. (Il se passe des choses très compliquées au niveau atomique, mais ne nous en inquiétons pas pour le moment.)
Cependant, dans ce cas, Wile E. Coyote a un électro-aimant, qui crée un champ magnétique avec un courant électrique. (Remarque : Nous mesurons le courant électrique en ampères, à ne pas confondre avec la tension, qui est mesurée en volts.) Tous les courants électriques produisent des champs magnétiques. Normalement, pour fabriquer un électro-aimant, vous devez prendre un fil et l’enrouler autour d’un matériau ferromagnétique, comme le fer, et allumer le courant. La force de son champ magnétique dépend du courant électrique et du nombre de boucles que le fil fait autour du noyau. Il est possible de fabriquer un électro-aimant sans noyau de fer, mais il ne sera pas aussi solide.
Lorsque le courant électrique crée un champ magnétique, ce champ interagit alors avec les domaines magnétiques du morceau de fer. Maintenant ce fer aussi agit comme un aimant – le résultat est que l’électro-aimant et l’aimant induit s’attirent.
Qu’en est-il des 10 milliards de volts ?
Je ne sais pas comment le script de cet épisode est né, mais dans mon esprit, un groupe d’écrivains travaillait ensemble. Peut-être que quelqu’un a eu l’idée d’un électro-aimant et d’une carotte en fer et tout le monde a accepté d’y mettre ça. Sûrement quelqu’un a levé la main et a dit : « Vous savez, nous ne pouvons pas simplement faire un électro-aimant. Il doit être exagérément gros. » Un autre écrivain a dû répondre : « Mettons un nombre ici. Et 1 million de volts ? Quelqu’un d’autre est intervenu : « Bien sûr, 1 million de volts, c’est cool—mais qu’en est-il de 10 milliards de volts? »
Que signifient 10 milliards de volts pour un électro-aimant ? N’oubliez pas que la chose la plus importante à propos d’un électro-aimant est le courant électrique (en ampères) et non la tension (en volts). Pour établir une connexion entre la tension et le courant, nous devons connaître la résistance. La résistance est une propriété qui vous indique à quel point il est difficile de déplacer des charges électriques à travers un fil, et elle est mesurée en ohms. Si nous connaissons la résistance du fil de l’électro-aimant, nous pouvons alors utiliser la loi d’Ohm pour trouver le courant. En tant qu’équation, cela ressemble à ceci: