thèse de doctorat - ORBi

THÈSE DE
DOCTORAT
Soutenue
en 2014
Etude et justification des courants de contact
induits par les lignes à haute tension dans le parc
résidentiel belge et leurs incidences sur la
population.
Spécialité: Sciences de l’ingénieur
Présentée pour obtenir :
Le Grade de Docteur en Sciences de l’ingénieur de L’Université de Liège
Pr. Lilien Jean-Louis, Promoteur de Thèse
Auteur: Pierre-Paul Barbier

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Etude et justification des courants de contact induits
par les lignes à haute tension dans le parc résidentiel
belge et leurs incidences sur la population.
Pierre-Paul Barbier

BARBIER Pierre-Paul Table des matières 3
TABLE DES MATIÈRES
Table des matières ............................................................................................................................................ 3
Remerciements................................................................................................................................................. 6
Résumé ............................................................................................................................................................ 7
Introduction générale ....................................................................................................................................... 8
Organisation de la thèse ............................................................................................................................. 10
Originalités développées dans le cadre de ce travail ................................................................................... 10
Chapitre 1: L’exposition aux champs électromagnétiques ........................................................................ 12
1.1. Introduction ................................................................................................................................... 12
1.1.1. Bref historique ...................................................................................................................................... 12
1.1.2. Les lignes électriques ............................................................................................................................ 12
1.2. Les champs électromagnétiques ..................................................................................................... 13
1.2.1. Les champs électriques et magnétiques générés par des lignes et des câbles à haute tension ................. 14
1.2.2. L’exposition due aux appareillages et au réseau de distribution ............................................................. 16
1.3. Effets potentiels sur la santé de l’exposition aux CEM : revue de la littérature épidémiologique ...... 19
1.3.1. Principaux modèles d’études épidémiologiques ..................................................................................... 19
1.3.2. Résultats des études épidémiologiques ................................................................................................. 19
1.4. Recommandation d’exposition et le seuil de 0,4 µT : Les differentes métriques qui caractérisent le
seuil d’exposition aux champs ELM basse fréquence ................................................................................... 27
1.5. Conclusion ..................................................................................................................................... 31
Chapitre 2: Effet du champ électromagnétique à 50 Hz sur le corps humain ............................................. 32
2.1. L'exposition d'un corps humain à un champ électrique à 50 Hz ....................................................... 33
2.2. Exposition d'un corps humain à un champ magnétique à 50-60 Hz ................................................. 38
2.3. Effet d’un champ électrique interne sur le corps humain ................................................................ 40
2.4. Courants de contact ....................................................................................................................... 44
2.5. Simulation numérique du corps humain ......................................................................................... 46
2.5.1. Hypothèses utilisée ............................................................................................................................... 46
2.6. Conclusion: .................................................................................................................................... 48
Chapitre 3: Etude détaillée des courants de contact ................................................................................. 49
3.1. Les courants de contact (CC) .......................................................................................................... 49

BARBIER Pierre-Paul Table des matières 4
3.1.1. Introduction et Définition ...................................................................................................................... 49
3.1.2. Campagne de mesures .......................................................................................................................... 50
3.2. Etude de l’impédance du corps humain .......................................................................................... 57
3.2.1. Les deux grands standards qui déterminent l'impédance du corps humain ............................................. 58
3.2.2. Valeurs de tension limite en Belgique. ................................................................................................... 62
3.2.3. Etude de l’impédance du corps humain pour des courants de contact allant de 1 à 250 µA. .................... 64
3.1.2. Simulation par calcul ............................................................................................................................. 68
3.1.3. Simulation sur le corps humain.............................................................................................................. 72
3.1.4. Conclusion : .......................................................................................................................................... 73
3.3 Courants de contact, résultats de la campagne de mesures et justifications ....................................... 74
3.3.1. Courants de contact, résultats de la campagne de mesures. ................................................................... 74
3.3.1.1. Courants de contact et champ magnétique : .......................................................................................... 76
3.3.2. Étude des courants de contact par simulation numérique ...................................................................... 76
3.3.3. Courants de contact et champ magnétique résultat de la campagne de mesures .................................... 78
3.3.4. Courants de contact et liens équipotentiels ........................................................................................... 81
3.3.5. Courants de contact et les effets capacitifs ............................................................................................ 88
3.3.6. Simulation numérique des Cables avec une evacuation .......................................................................... 99
3.3.7. Mesure des courants dans une maison passive utilisant des câbles à base de ferrite. ............................ 100
3.3.8. Courant de contact et personnes electro-sensibles .............................................................................. 102
3.3.9. Conclusion .......................................................................................................................................... 103
3.4. Modèle électrique des courants de contact par effet capacitif. ........................................................... 105
3.4.1. Introduction ................................................................................................................................................ 105
3.4.2. Simulation :................................................................................................................................................. 105
3.4.3. Conclusion: ................................................................................................................................................. 113
3.5 Discussion Sur les courants de contact............................................................................................. 113
3.5.1 L’étude Américaine ............................................................................................................................. 113
3.5.2 Les différences techniques entre les deux enquêtes : ........................................................................... 115
3.5.3 Origine des courants de contact .......................................................................................................... 118
3.5.4 Conclusion .......................................................................................................................................... 121
Chapitre 4. Étude du Radon à proximité des lignes HT ............................................................................ 123
4.1. Introduction ................................................................................................................................. 123

BARBIER Pierre-Paul Table des matières 5
4.2. Les risques liés à l'exposition au radon ......................................................................................... 125
4.3. Leucémie infantile et l'exposition résidentielle au radon ............................................................... 127
4.4. Le Radon et les champs électromagnétiques ................................................................................ 128
4.5. Etude du radon à proximité des lignes à HT. ................................................................................. 129
4.5.1 Concentration en radon aux abords d’une ligne HT ....................................................................................... 129
4.5.2 Mesures de la Concentration en radon à proximité d’une ligne à HT.............................................................. 131
4.5.3 Impact de foudre - ligne à haute tension et concentration en radon .............................................................. 134
4.6 Conclusion .......................................................................................................................................... 136
Conclusion générale ...................................................................................................................................... 137
Enrichissement personnel ........................................................................................................................ 139
Perspectives ................................................................................................................................................. 140
Bibliographie ................................................................................................................................................ 141
Annexe 1 : Répartition des lignes électriques en Belgique.............................................................................. 150
Annexe 2 : Indicateurs utilisés en statistique ................................................................................................. 152
Annexe 3 : Instrumentation utilisée pour la campagne de mesures ............................................................... 155