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Un détecteur de métaux est un appareil qui permet de localiser des objets métalliques en exploitant le phénomène physique de l’induction magnétique. Ils sont utilisés dans le domaine de la sécurité, dans les aéroports pour détecter des armes dans les bagages par exemple. Mais la pratique la plus courante est celle qui consiste à rechercher des objets de diverses natures (pièces en or/argent, bijoux, etc) sur différentes surfaces (champs, plages, fôrets, …). Un détecteur de métaux est composé de deux bobines : la bobine émettrice qui est alimentée par un courant électrique alternatif et une bobine réceptrice qui réagit au champ magnétique induit par les courants et qui produit un courant électrique qui a un décalage de phase par rapport au courant de la bobine émettrice .
Détecteurs de métaux : Pour la détection d'objets métalliques
Les détecteurs de métaux sont des appareils de mesure qui servent à localiser des objets métalliques dans le sol, l'eau ou les murs. Ils sont basés sur différentes méthodes de mesure et sont utilisés dans de nombreux domaines. Pour en savoir plus sur la construction, le fonctionnement et l'histoire des détecteurs de métaux, consultez notre guide.
Les détecteurs de métaux, également appelés appareils de détection de métaux, sont utilisés pour localiser des objets métalliques. Ils se composent d'une unité électronique et d'une sonde de recherche, qui est généralement une bobine métallique. Les deux éléments sont reliés entre eux par un câble. La bobine est traversée par un courant alternatif à basse fréquence et génère ainsi un champ électromagnétique. Si la sonde est déplacée sur le sol et rencontre un objet métallique, le champ magnétique change, ce qui est à son tour enregistré par l'unité électronique. Celle-ci déclenche un signal optique ou acoustique et indique ainsi la découverte d'un objet métallique. Pour pouvoir couvrir une large zone de recherche, le champ magnétique de la bobine doit être le plus étendu possible. Différentes formes de bobines sont utilisées à cet effet. On utilise par exemple des bobines en forme d'assiette ou d'anneau, mais aussi des bobines allongées et des bobines dites double D (DD) sans noyau.
Les détecteurs de métaux sont utilisés dans de nombreux domaines. Ils sont par exemple utilisés pour le contrôle des personnes dans les aéroports ou dans d'autres institutions publiques afin de détecter les pièces métalliques transportées sans autorisation. Ils sont également utilisés dans le secteur industriel pour rechercher des éclats de métal dans des produits tels que les aliments ou les médicaments, qui peuvent s'y introduire en raison de l'usure des machines au cours du processus de production. Les électriciens, les plombiers et les bricoleurs utilisent aussi parfois des détecteurs de métaux pour déterminer l'emplacement et le parcours des tuyaux et des câbles dans les murs. Les détecteurs de métaux font également partie des outils utilisés par les chasseurs de trésors amateurs pour mettre au jour des pièces de monnaie anciennes, des bijoux, des pépites d'or, des météorites et autres objets plus ou moins précieux. Dans le jargon, les personnes qui partent à la recherche avec un détecteur de métaux sont appelées des sondeurs. La recherche elle-même est appelée "sondage".
L'histoire des détecteurs de métaux remonte au 19e siècle. Avec le début de l'industrialisation, les métaux, en particulier le fer et le minerai de fer, ont pris de plus en plus d'importance en tant que matières premières, car ils étaient à la base de la fabrication de nombreuses machines et produits innovants. Pour répondre à la demande croissante de métaux, on a cherché d'autres solutions pour les extraire. L'idée était d'inventer un appareil permettant de détecter les métaux dans le sol ou dans la roche et de les rendre ainsi rapidement disponibles.
Le physicien allemand Heinrich Wilhelm Dove a fait un premier pas dans cette direction. Il a développé un détecteur de métaux basé sur le système d'induction et d'équilibre. Un tel système se compose de deux bobines dont la charge électrique est équilibrée et qui sont perturbées dès qu'un métal s'y ajoute. Comme chaque métal présente un déphasage différent, il est possible d'identifier différents types de métaux. L'inconvénient de l'invention de Dove était qu'elle consommait beaucoup d'électricité, qu'elle était sujette à des perturbations, qu'elle était encombrante et qu'elle n'offrait qu'une faible profondeur de recherche. La technique sur laquelle elle reposait semblait toutefois novatrice. Sur la base du même principe, Alexander Graham Bell, connu par la plupart des gens comme l'inventeur du téléphone, a développé une balance à induction qui devait permettre de localiser des objets métalliques dans le corps humain. La raison en était une tentative d'assassinat en 1881 sur le président américain de l'époque James A. Garfield, que Bell a tenté de sauver en essayant de localiser les balles dans son corps à l'aide de son détecteur. L'entreprise a échoué.
Ce n'est que dans les années 1930 que l'entrepreneur et technicien Gerhard Fischer, né en Allemagne, a réussi à développer un détecteur de métaux fonctionnel, qui a même été produit en masse. Alors qu'il travaillait sur un appareil de radionavigation, Fischer a découvert que les métaux et les roches contenant du minerai pouvaient perturber la réception des ondes radio. Il a donc eu l'idée qu'à l'inverse, il devait être possible de localiser des pièces métalliques à l'aide d'ondes radio. Les détecteurs de métaux de Fischer et les perfectionnements un peu plus performants de l'inventeur polonais Józef Stanisław Kosacki étaient à l'époque destinés à des fins militaires. Ils permettaient aux soldats de localiser les mines et autres munitions de guerre dangereuses. Cependant, les appareils étaient encore assez lourds et volumineux. Ce n'est que dans les années 1960, grâce à l'invention du transistor, qu'il a été possible de construire des détecteurs de métaux plus compacts et plus légers, comme l'a fait le technicien américain Charles Garrett. Les détecteurs de métaux qu'il a développés sont encore connus aujourd'hui sous le nom de détecteurs Garrett.
Les détecteurs de métaux utilisent généralement l'une de deux méthodes de mesure différentes : la technique d'induction par impulsions ou l'excitation par courant alternatif.
Les détecteurs de métaux basés sur la technique d'induction par impulsions (en abrégé : technique PI) fonctionnent avec un courant continu puissant et sont équipés d'une seule bobine de détection qui fait office d'émetteur et de récepteur. Elle émet des impulsions magnétiques courtes et puissantes qui génèrent des courants de Foucault électriques dans les objets métalliques ciblés. Après l'émission des impulsions magnétiques, le détecteur passe en mode de réception, ce qui permet à la sonde de percevoir les courants de Foucault sous forme de tension mesurable. Les détecteurs de métaux de ce type marquent généralement des points avec une bonne intensité de signal et une grande profondeur de recherche ; le type et la taille du métal ne peuvent toutefois pas être déterminés avec autant de précision.
Dans le cas de l'excitation par courant alternatif (également appelé mode CW pour continuous wave), on distingue deux autres méthodes : l'analyse d'atténuation et la méthode de mesure via l'oscillateur BF. Dans le cas de l'analyse d'atténuation, la sonde émet sans interruption un signal de courant alternatif à basse fréquence d'environ 10 kHz. Contrairement à la technique d'induction par impulsions, le détecteur de métaux ne commute pas en permanence entre le mode d'émission et le mode de réception. Au lieu de cela, les signaux reçus sont analysés en continu pour déterminer l'amplitude et la position de phase de la tension alternative. La conductivité varie fortement en fonction de la nature de l'objet métallique. Sur la base des signaux reçus, la sonde du détecteur de métaux peut saisir la taille approximative de l'objet trouvé et le métal dont il est composé.
Outre l'analyse de l'atténuation, il existe le système BFO (BFO = Beat Frequency Oscillator). Ici, deux oscillateurs sont utilisés. Les oscillateurs génèrent des signaux électriques en continu. L'un des oscillateurs traités dans le détecteur de métaux émet une fréquence fixe de plusieurs centaines de kHz. Le deuxième oscillateur fait partie de la bobine de recherche et génère une autre fréquence. Les deux fréquences se superposent et déclenchent un signal acoustique dont la hauteur varie dès que le deuxième oscillateur est déplacé à proximité d'un objet métallique.
Notre conseil pratique : sonder efficacement avec la fonction de discrimination
De nombreux détecteurs de métaux modernes disposent d'un "discriminateur". Il s'agit d'une sorte de régulateur qui permet de filtrer certains signaux. De cette manière, il est possible de rechercher un certain type de métal et de masquer les autres métaux qui ne sont pas pertinents pour la recherche. Il convient de noter que la fonction de discrimination n'est pas toujours fiable lors de sondages sur des sols à forte teneur en minéraux. Ainsi, en raison de la forte teneur en minéraux, des trouvailles peuvent être affichées alors qu'elles n'existent pas.
La méthode de mesure utilisée est un critère important lors de l'achat d'un détecteur de métaux adapté. Selon que vous souhaitez rechercher à de grandes profondeurs ou que la détermination du type de métal est plus importante pour vous, vous choisirez un détecteur utilisant la technique de l'induction par impulsions ou la méthode du courant alternatif.
Le choix d'un détecteur de métaux numérique ou analogique dépend de l'utilisation individuelle. Les détecteurs de métaux numériques permettent des mesures très précises et sont généralement équipés d'un écran LCD et de différentes possibilités de réglage. Un équipement complet se répercute toutefois sur le poids, c'est pourquoi les détecteurs de métaux numériques sont souvent plus lourds et moins maniables que les détecteurs analogiques et consomment en outre plus d'électricité.
Si l'on ne veut pas seulement sonder le sol, mais aussi l'eau, il faut veiller à ce que la sonde du détecteur de métaux soit étanche. Dans ce cas, il est recommandé d'utiliser des détecteurs sous-marins spéciaux, disponibles pour différentes profondeurs de plongée. Certains modèles sont étanches jusqu'à 10 mètres, d'autres jusqu'à 80 mètres. D'autres encore permettent même de travailler au fond de la mer.
Une bonne finition, une utilisation facile et un port confortable (mot-clé : appui confortable pour les bras) jouent également un rôle important. En outre, les détecteurs de métaux qui produisent des signaux acoustiques devraient être équipés d'une prise casque. La prospection avec des écouteurs présente plusieurs avantages : D'une part, on perçoit mieux le signal acoustique en se protégeant des bruits environnants et, d'autre part, on évite que les passants ne soient dérangés par les signaux sonores.
En principe, l'équipement d'un détecteur de métaux doit être adapté à l'utilisation prévue. La plupart des modèles fonctionnent avec des piles et peuvent donc être utilisés de manière flexible à l'extérieur. En cas de mauvaise visibilité, une lampe LED s'avère utile.
FAQ – foire aux questions sur les détecteurs de métaux
Quelle est la profondeur de recherche maximale que peut atteindre un détecteur de métaux ?
Les détecteurs de métaux simples sont conçus pour une profondeur de recherche de 10 à 20 cm, tandis que les exemplaires de meilleure qualité peuvent mesurer entre 150 et 300 cm de profondeur. En outre, il existe des détecteurs de métaux professionnels conçus pour une profondeur de recherche allant jusqu'à 1200 cm. Ils sont toutefois assez chers.
Quelles grandes découvertes fortuites ont déjà été faites avec un détecteur de métaux ?
Le disque céleste de Nebra compte certainement parmi les découvertes les plus importantes qui ont été faites jusqu'à présent, apparemment par hasard, avec un détecteur de métaux. Il s'agit d'une plaque de bronze ronde sur laquelle sont représentés des motifs célestes et des symboles religieux. Son âge est estimé à environ 4000 ans. L'artefact a été trouvé par deux sondeurs à Nebra, une ville de Saxe-Anhalt.