Polluant physique : les pollutions électromagnétiques

Formation
Bâtiment Durable :
Santé et Confort
Bruxelles Environnement
POLLUANT PHYSIQUE :
LES POLLUTIONS
ÉLECTROMAGNÉTIQUES
Thierry COLLADO
CONSULTANT EN BIOÉLECTRICITÉ
28 février 2013
Formation mise en œuvre par le Centre Urbain asbl.
Objectif de l’exposé
● 
Introduction aux concepts et références normatives
● 
Identification des nuisances (ELF+HF)
● 
Précautions applicables et conception d’une installation électrique
saine
p. 2
Plan
1. 
Rappels des notions
2. 
Toxicité et normes
3. 
Sources de pollution ELF et HF
4. 
Précautions à prendre en construction neuve ou rénovation durable
5. 
Conclusions
p. 3
Rappel des notions
4
2 catégories de CEM
« ELF »
=
50 Hz
« HF »
=
Hyperfréquences
Propriétés ≠ , mesures ≠ , effets ≠ , précautions ≠
ELF = Extremely low frequency ; HF = high frequency
5
1. Phénomènes ELF (= extremely low frequency)
Charge électrique : q
Courant : Δq/Δt = I
Tension : U
Unités :
- 
I => A (ampères)
- 
U => V (volts)
6
Phénomènes ELF
Courant continu (DC)
Courant alternatif (AC)
En Belgique :
UBT = 230 ou 400 V AC
Fréquence = 50 x/sec ou 50 Hz
7
Phénomènes ELF
Champ électrique :
F = qE
Unité : V/m
8
Phénomènes ELF
Champ magnétique :
Unités : A/m ou G ou T => 1 mG = 100 nT = 0,08 A/m
9
Phénomènes ELF
CEM (= champs électromagnétiques) courants dans l’environnement naturel
B= : 400 à 700 mG
B~ (résonance de Schuman) : +/- 0,015mG
E= : +/- 130 V/m (très variable suivant météo)
10
Phénomènes ELF
CEM artificiels liés à l’utilisation de l’électricité par l’homme
En résumé, pour faire simple :
p. 11
Phénomènes ELF / HF : spectre de fréquences
12
2. Phénomènes HF (hyper frequency)
Fréquences usuelles en télécom
Bande approximative (en MHz)
48 - 100
TV
90 - 110
radio FM
100 - 850
TV
380 - 395
Astrid (TETRA)
890 – 960
GSM (ö 890-915 ; ø 935-960)
930 et 960
CT1+ et CT1
1710 – 1880
DCS (ö1710-1785 ; ø1805 – 1880), DECT
1900 - 2170
UMTS
2400 - 2480
Wlan, bluetooth
3500
Wimax
13
Phénomènes HF
Pourquoi parle-t-on ici de « rayonnement » et «d’onde » ?
Rayonnement : par définition, un champ “E ” rayonne si E ÷ 1/r
Densité de puissance : S = E x H et E/H = 377 Ω dans le vide et dans le « champ
lointain » => S = E²/377 => S ÷ 1/r²
En fait, pour toute surface fermée entourant la source :
P = ΣS ds ÷ 1/r² x r² = constante = P de l’émetteur (si pas de pertes)
On dit d’un champ rayonné qu’il se “propage” => on parle “d’onde”
14
Phénomènes HF
Propagation d’une onde
λ=C/f
et C = 3. 108 m/s
15
Phénomènes HF
Types de modulation du signal en télécom
=> modulation d’amplitude
=> modulation de fréquence
=> modulation en « amplitude par impulsion »
T = 1/F
F < 500 Hz (ELF)
16
Toxicité et normes
17
« Dans tous les organismes vivants, il existe des champs électriques
et des courants endogènes qui jouent un rôle dans les mécanismes
complexes de contrôles physiologiques, telle que:
- l'activité neuromusculaire,
- les sécrétions glandulaires,
- les fonctions des membranes cellulaires,
- le développement, la croissance et la réparation des tissus.
Il n'est pas surprenant que suite au rôle exercé par les champs et les
courants électriques dans tant de processus physiologiques de
base, des questions soient posées quant à des effets possibles de
champs artificiels sur les systèmes biologiques.
Avec les progrès de la technologie et les besoins sans cesse accrus
en énergie électrique, l'exposition aux champs électriques et
magnétiques de 50 Hz a augmenté au point que des questions
judicieuses sont posées concernant les limites de sécurité de telles
expositions »
Prof. Grandolfo, Association Internationale de Radioprotection (IRPA), 1990
18
Présence de signaux électriques faibles…
19
1. Phénomènes ELF
Champ
électrique
Courant
induit
en
surface
Champ
magnétique
Courant
induit en
boucle
20
Phénomènes ELF
Etudes épidémiologiques : 3 types d’effets suspectés
- Neurologiques : dépressions, suicides
- Pathologies cancéreuses : leucémies (risque x2 si > 4 mG), cancers (promotion, effet
mutagène…)
- Pathologies cardiovasculaires
Etudes en laboratoire : résultats convergents mais tests « ciblés »
activité enzymatique
-  métabolisme cellulaire, ADN
-  effet promoteur (carcinogenèse)
-  mélatonine : inhibition sécrétion et blocage des effets (12 mG)
- 
⇒ 
Les champs magnétiques sont classés par le C.I.R.C en catégorie 2B :
«carcinogènes humains possibles » ; les champs électriques restent
momentanément « inclassables » (catégorie 3).
21
Phénomènes ELF
● 
Etablissement de la norme :
⇒ 
⇒ 
restrictions de base : protection contre les effets avérés et immédiats
(stimulation nerfs et muscles, brûlures et chocs…)
Valeurs de référence : seuils mesurables (grandeurs physique du milieu)
Recommandation CEE 1999/519 :
« L’induction de cancer en tant que risque d’exposition à long terme n’a pas été
considérée comme établie. Toutefois, étant donné qu’il y a un coefficient de
sécurité d’environ 50 entre les valeurs seuils pour l’apparition d’effets aigus et les
valeurs de restriction de base, la présente recommandation couvre implicitement
les effets éventuels à long terme dans la totalité de la gamme de fréquences » (?)
22
Phénomènes ELF
Belgique : RGIE (art.139) => uniquement champs électriques, à 1,5 m du sol
Zones habitées : 5 kV/m
Surplomb de routes : 7 kV/m
Ailleurs : 10 kV/m
+ gabarits (art. 164)
Pour les câbles : pas de distance ni de seuil
Rapport « bioinitiative » : 1 mG
23
2. Phénomènes HF
Incidences :
► 
► 
Effets thermiques
Effets non-thermiques :
›  Potentiellement : barrière hémato-encéphalique, activité
cérébrales, sommeil, fonction immunitaire, réponses
génétiques, lésion ADN, tumeurs locales…
›  Pas encore « d’évidence univoque » MAIS :
– 
– 
– 
– 
Notion « d’utilisateur régulier » et de durée;
Sous évaluation de l’exposition (population témoin) ?
Effets long terme encore non maîtrisés ?
Seuil de détection trop élevé (cancer…) ?
24
Phénomènes HF
n 
SAR (Specific Absorption Rate) ou débit d’absorption spécifique :
débit avec lequel l’énergie électromagnétique est absorbée par unité de masse
du tissu biologique
¨  en W/kg
¨ 
n 
Densité de puissance « S » :
puissance rayonnée incidente perpendiculaire par unité surface
(perpendiculaire).
¨  en W/m2
¨ 
Relation : 1 mW/cm² ≈ 0,4 W/kg
Dans le « champs lointain » : S = E²/377 W/m² => la mesure de S donne E
⇒ 
n 
25
Normes et recommandations :
● 
ICNIRP (International Commission for Non-Ionizing Radiation Protection - OMS)
► 
► 
● 
SAR de 1 à 4 W/kg => seuil haut (4 W/kg) ÷ 50
Vise uniquement les effets thermiques à court terme
Norme fédérale = ICNIRP ÷ 4 (facteur sécurité)
► 
► 
Corrige le seuil (1 W/kg)
NB : obsolète en RBC et RW
26
● 
Recommandations CSH (2001 et 2005) :
► 
● 
facteur de précaution de 50 => 3 V/m pour 900 MHz
Belgique : législations régionales plus contraignantes
► 
RBC (Ordonnance du 1er mars 2007) :
›  0,024 W/m² max toutes sources confondues (équiv. à 3 V/m pour 900 MHz)
›  Valeur de crête, à tout moment
► 
Région wallonne (décret du 3 avril 2009) :
›  3 V/m par antenne (!) dans une pièce, à 1,50 m du sol (1 antenne par réseau)
›  Valeur efficace moyenne 6 minutes
● 
Recommandation plus stricte (biocompatibilité) :
► 
Rapport Bioinitiative : 0,6 V/m à l’extérieur ; 0,194 V/m à l’intérieur
27
Sources de pollutions
dans l’habitat
28
Phénomènes ELF
1. Les facteurs externes
29
Phénomènes ELF
Champ magnétique
Champ électrique
E÷U
B÷I
30
Phénomènes ELF
Lignes aériennes
E
B
Câble souterrain
B
Selon Elia :
pour un câble 800 A , la valeur de 0,4 µT est atteinte à :
=> +/- 8 à 11 m suivant configuration de pose
=> à +/- 20 m pour les jonctions (tous les 600 mètres
environ)
31
Phénomènes ELF : les sources
Les lignes aériennes
RGIE :
distance min
(base)
majoration (m)
50 - 500 V
500 V - 1000 V
1 - 50 kV
> 50 kV
Voie publique
longée : 6 m
traversée : 7 m
0
1
1
1+(Un-50)x0,01
Cour, jardin…
6m
0
0
0
(Un-50)x0,01
Construction
en dehors gabarit
(15 cm à 2,50 m)
0
1
1
1 + Un x 0,01
Exemples de distance au faîte du toit :
150 kV => 4,50 m
400 kV => 7 m
32
2m
15 cm
2,5 m
30 cm
33
Phénomènes ELF
● 
Attention : ligne de transport à moins de 250 m
(empirique : dist. sécurité > U/1000)
● 
Mais aussi proximité :
► 
D’une ligne 11 kV ou 15 kV
► 
D’un transfo de distribution
► 
D’une tresse 230 ou 400 V alimentant toute une rue et fixée sur façade
► 
D’un câble HT enterré
► 
…
34
Phénomènes ELF :
2. Les sources internes
35
Phénomènes ELF :
Recherches en cours (BBEMG) :
Seuils d’exposition domestique (90 cas):
Doses (491 cas) : moyenne pondérée 24 h = 0,1 µT ; 12% dépassent 0,2 µT
Autres sujet de préoccupation : courants de contact induits
36
2. Phénomènes HF
1. Les facteurs externes
37
Phénomènes HF
Caractéristiques d’antennes gsm
Champ proche / lointain
Tilt : angle de déclinaison
(tilt mécanique + tilt électrique)
D
Dist=2D²/λ
GSM900
2 à 2,6 m
42 m
GSM1800
1,3 m
21 m
38
Phénomènes HF
Forme d’émission dans un contexte urbain
39
Phénomènes HF
Exposition au réseau gsm suivant le degré d’urbanisation :
« Ville »
« Zone rurale »
> rayon de cellule plus petit
> puissance de la station plus petite
> hauteur réduite
> densité de puissance forte
> cellule maximale
> grande puissance pour grande couverture
> cellules « parapluies » : grands pylônes
> densité faible mais attention à proximité
40
Phénomènes HF :
2. Les facteurs internes
La visibilité des antennes et la médiatisation
qu’elles suscitent font oublier que la plupart du
temps, le pire est souvent à l’intérieur !
41
Phénomènes HF
● 
les téléphones numériques sans fil d'intérieur DECT
(Digital Enhanced Cordless Telecommunication)
● 
le Wi-Fi pour les réseaux, l'Internet sans fil, la téléphonie fixe illimitée
(boîtiers "tout-en-un") et les "hot-spots" accessibles dans les lieux publics en
ville
● 
le Bluetooth pour les souris sans fil, les claviers d'ordinateurs, les casques
audio, et ... les oreillettes de GSM
● 
le WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Acess).
● 
sans oublier : l’usage du GSM lui-même !!!
42
Précautions à prendre en
construction neuve ou
rénovation durables
43
1. Phénomènes ELF : que faire ?
Principes :
Champ
Moyens d’action
Electrique
Magnétique
Eloignement
x
x
Couper la source
x
x
Mise à la terre
x
Ecran
x
Exclusion d'appareil
x
x
p. 44
Phénomènes ELF
Mesure 1 : Eloignement
Configuration des circuits :
Chemins en « épis »
Attention particulière aux trajets des conducteurs (éviter le centre et le lit)
Limitation des boucles autour des pièces
Chambres : pas de circuits non concernés, réflexion sur les points utiles
Coffrets et tableaux loin des espaces de vie (min. 2 m)
NB :
. Le champ magnétique traverse les murs
. Distance horizontale ET verticale (étages !)
Architecture :
Locaux techniques éloignés des locaux de séjour prolongé (à défaut,
éloignement des circuits de puissance)
Eviter si possible les zones soumises à un stress extérieur
Habitudes de vie : attention aux chambres à coucher !
p. 45
Phénomènes ELF
Exemple de schéma en « épis » :
p. 46
Phénomènes ELF
Attention particulière aux chambres à coucher
⇒ aucun appareil sous tension à moins
de 1,5 m du lit !
⇒ attention câbles dans les planchers et
cloisons
47
Phénomènes ELF
Mesure 2 : Couper la source
=> Couper la tension (champ électrique) / le courant (champ magnétique)
Circuits :
Interruption de(s) (la) phase(s) (attention, pas tjs suffisant car neutre véhicule C.E.)
Interrupteurs / télérupteurs bipolaires
Prises avec interrupteurs
Technique :
Domotique TBT
Relais coupe-circuits
Interrupteurs automatiques de champs (intéressant en rénovation)
p. 48
Phénomènes ELF
p. 49
Phénomènes ELF
Mesure 3 : Mise à la terre indispensable
La terre :
- 
RGIE => < 30 Ω
- 
Conseil => < 10 Ω c’est beaucoup mieux
- 
Attention courants induits dans boucle si proche HT
p. 50
Phénomènes ELF
=> Equipotentielle et continuité de terre :
Toutes les masses métalliques !
Y compris si possible la structure du bâtiment : poutrelles, armatures…
51
Phénomènes ELF
Mesure 4 : Ecrans
Matériel technique :
- 
- 
- 
Câblerie blindée
Gaine blindée
Boîtiers faradisés
=> Plus coûteux => limiter aux cas nécessaires
Equipements :
- 
Coffrets, luminaires,… métalliques + mise à la terre
p. 52
Phénomènes ELF : moyens de protection
● 
Les protections spécifiques :
► 
Câbles VMVB (ou XFVB), GNLM (appareils)
► 
Tubes blindés
53
Phénomènes ELF
Application particulièrement recommandée pour les cloisons / maisons en
bois=> attention aux champs électriques !
54
Phénomènes ELF
Mesure 5 : Choix des appareils
Non recommandé (ou précautions particulières) :
Chauffage électrique dans lieu de séjour
Couverture chauffante, lit électrique
Appareils, écrans, hifi, dans chambre à coucher
Cuisinière induction (de préférence au gaz)
Proscrire magnétron (cfr HF)
Attention aux moteurs de tout type (bobinage) : brosse à dent électrique, commande
de volets, hotte à l’étage sous un lit etc…
=> Usage modéré et réfléchi de l’électricité : le confort à son prix…
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Phénomènes ELF
Cas particulier : choix des luminaires
- 
tubes TL : attention CE et ballast électronique (CM)
- 
de préférence toujours carcasse métallique mise à la terre correctement
- 
lampes sur pieds : fiche bipolaire
- 
ampoules fluocompactes => certaines ont des CEM élevés (éloignement)
- 
halogène :
- 
attention (I => B) !!!
- 
si transfo => électronique. Sinon : 230 V
56
Phénomènes ELF
Cas particulier des lampes fluocompactes :
Champ électrique (source : CRIIEM) :
1000
180
100 47,5
C.E. (V/m)
34,2
FC 20W
FC 11W
10
FC 7 W
1
Seuil 0,6 V/m
0,1
0
10 20
30 40
50 60
70 80
90 100
Distance (cm)
Redresseur + oscillateur HF => spectre de fréquences
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2. Et pour les phénomènes HF : que faire ?
Quelques recommandations :
⇒ 
GSM :
- 
Ne pas porter en permanence sur soi, jamais dans la chambre à coucher !
- 
Limiter temps d’utilisation et préférer les messages
- 
Eloignement, oreillette (attn : danger pas nul), haut-parleur
- 
Eviter zones de mauvaise réception (voiture, tunnel, bâtiment…), déplacements rapides
(train…) etc…
- 
Attention démarrage communication
- 
Modèles avec DAS plus faible
- 
Protéger les enfants (question éthique !)
⇒ 
Babyphones :
- 
Non recommandé si pas indispensable
Modèle à activation vocale, distance min. 1m50
⇒  Alarmes double technologie :
- 
- 
IR + radar à proscrire => plutôt systèmes IR (+ ultrasons)
58
WiFi, DECT,…
Alternatives :
- 
Téléphone Low Radiation ou … téléphone fixe
⇒ 
- 
Privilégier les lignes fixes dans tout le bâtiment (à la conception ou ajout)
59
Matériel de protection pour les cas critiques :
- 
Textiles
- 
Films protecteurs
- 
Peintures
60
Bibliographie
Quelques ouvrages littéraires :
. « Champ micro-ondes et santé », A. Gérin et al., UCL hyperfréquences et Faculté Polytechnique de Mons, 1999
. « Guide de l’électricité biocompatible », C. Bossard, Ed. Des Dessins et des Mots, 2007
. « Médecin des murs », R. Florian, Bio-Espace éditions, 2003 (3e éd.)
. « L’habitat sain ? », JM Danze et al., Résurgence, 2007 (3e éd.)
Quelques sites webs - institutionnels :
. BBEMG : http://www.bbemg.ulg.ac.be/index.html
. SPF santé publique : ttp://www.belgium.be/fr/sante/vie_saine/gsm_et_champs_electromagnetiques/
. Conseil supérieur de la santé :
http://www.health.fgov.be/eportal/Aboutus/relatedinstitutions/SuperiorHealthCouncil/?fodnlang=fr
. OMS : http://www.who.int/fr/
. Bruxelles Environnement : Guide pratique, fiche CSS12 http://app.bruxellesenvironnement.be/guide_batiment_durable
Quelques sites webs - associatifs :
. CRIIREM : http://www.criirem.org/
. Bioinitiative : http://www.bioinitiative.org/. Teslabel : http://www.teslabel.be/
. Inter-environnement : http://www.ieb.be/ (IE-BXL) http://www.iewonline.be/ (IE-Wallonie)
. Next-up organisation : http://www.next-up.org/Newsoftheworld/BioInitiativeIntro.php
p. 61
Références légales
Règlement général pour les installations électriques RGIE - AREI
SPF : Arrêté royal du 10 août 2005 fixant la norme pour les antennes émettant des ondes électromagnétiques entre 10 MHz et
10 GHz
RBC :
Ordonnance du 1er mars 200 relative à la protection de l’environnement contre les éventuels effets nocifs et nuisances
provoqués par les radiations non ionisantes
Arrêté du 8 oct 2009 du Gouvernement de la RBC fixant la méthode et les conditions de mesure du champ électromagnétiue
émis par certaines antennes
Arrêté du 30 oct 2009 du Gouvernement de la RBC relatif à certaines antennes émettrices d’ondes électromagnétiques
RW :
Décret du 3 avril 2009 relatif à la protection contre les éventuels effets nocifs et nuisances provoqués par les rayonnements
non ionisants générés par les antennes émettrices stationnaires
VL :
Arrêté du Gouvernement flamand du 11 juin 2004 concernant les mesures de lutte contre les risques de santé par la pollution
intérieure
p. 62
Merci pour votre attention
Thierry Collado
Ing. & Géobiologue
[email protected]
p. 63