Etude du champ magnétique (induction magnétique) à proximité de

Radio et Compatibilité Electromagnétique
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RAPPORT
2014-02
Etude du champ magnétique
(induction magnétique)
à proximité de la ligne 400 kV
Avelin-Gavrelle
2ème Partie
Modélisation et simulation relatives à la ligne
actuelle et au nouveau pylône envisagé par RTE
Mars 2014
A. Azoulay
www.radiocem.com

Radio et Compatibilité Electromagnétique
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Table des matières
1. Introduction
2. Bases du calcul du champ magnétique
3. Caractéristiques du nouveau pylône de la société Gritech
4. Résultats des calculs et simulations pour le pylône Gritech
5. Résultats fournis par la Société Gritech et par RTE
6. Modélisation et simulation de la portée du pylône actuel de la
ligne 400 kV Avelin Gavrelle
7. Comparaison aux mesures effectuées en décembre 2013 et
janvier 2014.
8. Comparaison des simulations obtenues entre les champs
produits par la ligne actuelle et la future ligne
9. Conclusion
10. Références bibliographique

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1. Introduction
Notre cabinet a été sollicité par RTE pour étudier le champ magnétique (ou induction magnétique)
produit par la ligne THT 400 kV Avelin-Gavrelle dans la perspective de la construction d’une nouvelle
ligne 400 kV équipée de nouveau pylônes (conception de la société Gritech).
En effet, certains riverains se posent des questions sur les aspects « santé » liés à l’influence
éventuelle du champ magnétique à proximité de la ligne, en particulier suite à la classification des
champs magnétiques à 50 Hz par l’OMS et par le Centre International de Recherche sur le Cancer
(CIRC) comme «possiblement cancérigènes».
Un retour sur les bases des champs électromagnétiques est indispensable pour comprendre l’aspect
« physique » du problème. Ce document se concentrera uniquement sur la partie « Physique » et pas
sur les aspects « Santé » car ce n’est pas la vocation de notre cabinet.
Il faut avant tout savoir que tout corps conducteur d’électricité parcouru par un courant variable dans
le temps produit un champ électromagnétique tout autour de lui. Ce champ électromagnétique est
composé d’un champ électrique E et d’un champ magnétique H. Il a des propriétés bien particulières
dont la première est d’être invisible car on ne se rend compte que des effets du champ
électromagnétique et non pas de la présence du champ lui-même.
Ce champ électromagnétique a d’autres propriétés. Les amplitudes des deux vecteurs champs (E et
H) décroissent plus ou moins rapidement lorsque la distance au conducteur, origine du champ
augmente. Lié au vecteur H par une relation simple de proportionnalité, le vecteur champ B est celui
qui nous intéresse ici. Le champ vectoriel B est appelé alors « induction magnétique » ou « densité de
flux magnétique » pour éviter toute confusion avec le vecteur H mais en pratique, dans certains
domaines, comme celui de l’exposition des personnes, il est aussi appelé « Champ magnétique ».
HµoB
r
r
.=
B s’exprime en teslas (T) et H en ampères/mètre (A/m)
Le coefficient µo est la perméabilité du vide (ou de l’air) et est égal à 4.π
ππ
π.10-7 Henry/m.
L’unité usuelle dans notre étude est le micro-tesla (µT) et on rappelle que
1 µT = 0,000001 T soit 1 millionième de tesla ou encore 10-6 T
Dans ce contexte, on ne parlera que de l’induction magnétique B qu’on appellera par habitude
« Champ magnétique » ou CM. Bien qu’initialement, notre objectif fût de modéliser une portée
équipée du nouveau pylône, RTE nous a demandé de vérifier par simulation le champ magnétique
produit par la ligne actuelle au niveau d’une portée standard et de les comparer aux mesures
effectuées en décembre 2013 / janvier 2014.
On va alors utiliser les équations de l’électromagnétisme pour calculer, modéliser et simuler le
fonctionnement des lignes THT.

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2. Bases du calcul de champ magnétique
2.1. Physique du champ électromagnétique
Un conducteur quelconque parcouru par un courant variable dans le temps, induit autour de lui un
champ électromagnétique composé d’un champ électrique et d’un champ magnétique.
Les équations de Maxwell sont la base de l’électromagnétisme. Vers 1864, James Clerck Maxwell a
publié un article intitulé « Une théorie dynamique du champ électromagnétique» [1] et y a présenté
ses fameuses équations. Ces équations visaient à unifier les différentes théories produites
précédemment par de grands physiciens comme Gauss, Ampère, Laplace, Biot ou Faraday.
Toutefois, il faut savoir au préalable quelques propriétés classiques du champ électromagnétique.
Le champ électromagnétique est une représentation des phénomènes de forces entourant un
conducteur parcouru par un courant électrique. Il est invisible et ne se manifeste que par ses effets.
Le champ électrique et le champ magnétique créés par un courant circulant sur un conducteur
s’atténuent lorsque la distance au conducteur augmente et tendent vers 0 à très grande distance.
Le champ électrique est lié à la tension (ou différence de potentiel) et le champ magnétique est lié au
courant électrique circulant sur le conducteur. Lorsque la fréquence est élevée (par exemple en
radiofréquences), les deux grandeurs champ électrique et champ magnétique sont intimement liées
par les équations de Maxwell.
A la fréquence de 50 Hz (fréquence du courant électrique qui circule sur les lignes à très haute
tension), on dit que le champ est quasi-statique et on peut considérer une certaine indépendance
entre le champ électrique et le champ magnétique, ce qui n’est pas le cas général.
Dans le contexte de cette étude, nous n’allons donc pas approfondir les équations de Maxwell, qui
sont assez complèxes mais nous allons utiliser une loi un peu plus « simple » qui est la loi de Biot et
Savart pour déduire le champ ou induction magnétique.
Loi de Biot et Savart (au plan microscopique)
Cette loi relie au plan infinitésimal la contribution d’un élément de circuit linéique dl, le courant I et la
distance entre le point où l’on souhaite évaluer le champ magnétique B sous la formulation
différentielle suivante :
dB est un vecteur, champ magnétique élémentaire produit par l’élément de ligne (vecteur) dl
I est le courant qui circule sur la ligne
r est la distance PM du point local au point M où on évalue le champ du à la ligne.
u est le vecteur unitaire du segment reliant le milieu de dl au point M de calcul du champ
Le v inversé (Λ) correspond au produit vectoriel du vecteur dl par le vecteur u. C’est un vecteur
perpendiculaire aux deux vecteurs dl et u et dont le module est égal au produit des modules
par le sinus de l’angle entre les deux vecteurs. (Figure 1)

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Figure 1. Schéma du conducteur et éléments de la loi de Biot et Savart
Passage au plan macroscopique
Pour le passage au plan macroscopique, c'est-à-dire pour appliquer la loi de Biot et Savart à
l’ensemble du conducteur (théoriquement fermé), il faut sommer sur toute la longueur du conducteur,
les différents vecteurs dB créés par chaque élément vectoriel dl du câble ou du conducteur, ce qui
amène à réaliser l’intégrale suivante.
Cas particulier : Champ magnétique produit par un cable rectiligne infini parcouru par un
courant I. (Fig.2)
Figure 2. Schéma du câble rectiligne infini
A partir de la loi de Biot et Savart, on peut démontrer que le module du champ magnétique total B
produit par un tel câble est égal à :
r
Iµo
B
.
.
2
.
π
=
r
I
µTB .2,0 )( = si I est en ampères et r en mètres.