Le bonhomme d’Ampère : un mystère résolu

Nous analysons en détail l’origine des forces que subit un aimant à proximité d’un courant électrique rectiligne. Nous nous basons pour cela sur deux concepts physiques apportés par Ampère. Il s’agit, d’une part, du concept d’interaction entre courants caractérisé par le fait que deux courants de sens identiques (opposés) s’attirent (se repoussent). D’autre part, il s’agit du concept de courant de surface sur lequel Ampère s’est appuyé pour expliquer l’origine du magnétisme dans les aimants. 

Lorsque l’aiguille d’une boussole, qui n’est rien d’autre qu’un aimant, est disposée à proximité d’un courant électrique, ses courants de surface subissent de la part de ce dernier des forces d’attraction et de répulsion qui ont pour effet de l’orienter de façon à ce que son pôle nord prenne la direction donnée par la règle du bonhomme d’Ampère (ou de la main droite). Ce résultat donne l’illusion qu’une force tire le pôle nord dans cette direction (et le pôle sud dans la direction opposée), ce qui pendant des siècles a fait croire à la communauté scientifique que, d’une part, un aimant renferme des charges magnétiques et, d’autre part, il existe un champ de force magnétique de nature asymétrique (cf. règle de la main droite) formant des lignes de champ circulaires autour des courants électriques. Avec son explication du comportement d’une boussole à proximité d’un courant électrique, Ampère a rendu cette croyance caduque. Les forces qui apparaissent sur les courants de l’aimant sont de nature radiale et ne posent dès-lors plus aucun problème lié à la symétrie des forces mises en jeu. Pour terminer nous commentons l’esprit avec lequel Ampère a développé sa théorie de l’électrodynamique et proposons une brève discussion sur l’existence-même du champ magnétique.