lle minimum à connaître en mat i è red

L LE MINIMUM À CONNAÎTRE EN MAT I È R E
D ’ E N V I R O N N E M E N TÉ L E C T R O M A G N É T I Q U E
1• Le spectre électromagnétique.
• Il est divisé en deux par ties principales (T ableau 1) :
1. Les radiations ionisantes dont l’éner gie est suf fisante pour
ar racher des électr ons à la matièr e : rayons X, rayons gamma...
2. Les radiations non ionisantes dont l’éner gie est plus faible et
dont font par tie les radiofréquences (Fréquence de 30 KHz à 300 GHz) et
l e s e xtr ê m e m e nt bas s e s fréqu e nc e s (Fr é qu e nc e d e 0,1 à 300 Hz)
générées en par ticulier par le courant électrique (50 Her tz en Eur ope).
• Une onde électr omagnétique est caractérisée par sa fréquence
(F) en Her tz et sa longueur d’onde (l). Plus la fréquence est élevée, plus la
longueur d’onde est petite.
• L ’onde électr omagnétique est for mée de l’association d’un
champ électrique et d’un champ magnétique perpendiculair es entr e eux et
avec la dir ection de pr opagation.
• Pour les extrêmement basses fréquences, la longueur d’onde
est très grande (6.000 km). C’est pour quoi on considèr e, pour les ef fets
sur les êtr es vivants, que le champ électrique et le champ magnétique
peuvent agir de façon séparée. Dans le cas des hyper fréquences ou micr o-
ondes, dont la fréquence est élevée (300 MHz à 300 GHz), la longueur
d’onde est petite (quelques centimètr es ou millimètr es) et, dans ce cas, le
cha m p é le c trique e t l e champ magn é tiqu e cons t ituan t l’ond e
électr omagnétique peuvent êtr e considérés comme agissant ensemble.
17
LE MINIMUM A CONNAITRE EN MA TIÈRE D’ENVIRONNEMENT ELECTROMAGNETIQUE

2 • Unités et propriétés des champs
électromagnétiques alternatifs.
2-1•Le champ électrique.
Il s’exprime en V olts par mètr e (V/m) ou en unités plus grandes :
kilovolts par mètr e (KV/m) ou plus petites millivolts par mètr e (mV/m).
La valeur du champ électrique est fonction du voltage de la sour ce
électrique considérée ; plus le voltage est élevé, plus le champ électrique
créé dans l’envir onnement est for t.
Exemples :
• Sous une ligne électrique de 400.000 V olts, un champ électrique
de 5 à 8 KV/m est mesuré. La valeur du champ électrique est fonction de
dif fér ents paramètr es dont la hauteur des conducteurs, les obstacles
r encontrés (rideau d’arbr es, talus, ...).
• Les appar eils électriques domestiques créent à 30 centimètr es
un champ électrique de 20 à 100 V olts par mètr e.
• Au contact d’une couver tur e chauf fante électrique, le champ
électrique peut atteindr e 2 KV/m.
2-2•Le champ magnétique.
Il s’exprime en T esla (T), en Gauss (G), en Ampèr es par mètr e
(A/m) ou en unités plus petites [milliGauss (mG), micr oT esla (µT),...].
La valeur du champ magnétique est fonction de l’intensité (en
A m p è r e s) du couran t él e ctriqu e circulant dans un condu c t e ur. P lus
l’ampérage est for t, plus le champ magnétique est impor tant.
Exemples :
• Sous une ligne électrique de 400.000 V olts où cir cule un courant
de 2.000 Ampèr es avec une hauteur des conducteurs de 12 mètr es, on
mesur e plus de 20 micr oT esla (200 milliGauss) sous les conducteurs.
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LE MINIMUM A CONNAITRE EN MA TIÈRE D’ENVIRONNEMENT ELECTROMAGNETIQUE
N a t u r e d e s r a d i a t i ons F r é q u e n c e Longu e ur d ' ond e E x e m p l e s
1. I o ni s ant e s.
* Ray o n s X , rayon ga mm a, S u p é r i e u r e à I n f é r i e u r e à
rayon s co s m i q ue s , ... 3 . 1 0
6
G H z 0,1 µ
2 . Non i o nis a nte s .
* Ultra violet. 3 . 1 0
6GHz
à 0 ,1 µ à S t é r i l i s a t i o n
7 5 0 . 1 0
3G H z 0,4
µ
* Lu m ière v i s ible. 7 5 0 . 1 0
3GHz à 0,4 µ à
4 0 0 . 1 0
3 G H z 0,8 µ
* Infra r o u g e . 4 0 0 . 1 0
3GHz à 0,
8 µ à D é t e c t i o n
30 0 GHz 1.0 0 0 µ s é c u r i t é
* Radio fré q ue nce s .
- Hyperfréque n c e s Télév i s ion(o u
m i c r o-o n de s ) : r a d a r s
E H F . 300 GHz à 30 GHz à . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . T é l é p h o n e s
S H F. 3 0 GHz à 3 GHz 1 m m à 1 m m o b i l e s …
U H F . 3 GHz à 300 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
- Onde s u l tra court e s ( V HF). 3 0 0 MHz à 30 M Hz 1 m à 1 0 m
- Onde s court e s (HF) . 30 MHz à 3 M Hz 1 0 m à 100 m O n d e s
- Onde s m oyen n e s (MF). 3 MHz à 0,3 M Hz 1 00 m à 1 k m r a d i o
- Gran d e s ond e s (LF). 3 0 0 KHz à 3 0 KHz 1 km à 1 0 km
* Trè s bas s e s fr é quence s
( V L F ) . 300 Hz à 3 0 K Hz 1 0 km à Ecran s vidéo
1 . 000 k m
* Extrê m e m ent bas s e s S u p é r i e u r e C o u r a n t
fr é quence s (ELF). I n f é r i e u r e à 3 00 Hz à 1.0 0 0 km Electrique 5 0
H e r t z
T ABLEAU 1 : Le spectr e électr omagnétique.
Noter : Lorsque la fréquence augmente, la longueur d’onde diminue et inversement.
GUIDE PRA TIQUE EUROPEENDES POLLUTIONS ELECTROMAGNETIQUES DE L ’ENVIRONNEMENT
18

2-4•Le taux d’absorption spécifique (TAS).
Il r eprésente la vitesse de transfer t de l’éner gie électr omagnétique
dans la matièr e et s’exprime en W atts par kg (W/kg) ou en milliW atts par
gramme (mW/g). Un T AS élevé est r esponsable de l’élévation de la
températur e dans le matériel exposé.
Comme pour la densité de puissance, la notion de T AS est utile
pour les radiofréquences et les très basses fréquences (VLF) dès la
fréquence de 10 KHz (10.000 Hz), mais n’est pas à considér er dans le cas
des extrêmement basses fréquences.
2-5• Données pratiques sur les ELF (adaptées
de M.G. Morgan
2
).
2-5-1•Notions de base.
• Cer tains objets sont por teurs de char ges électriques .
• La quantité de char ges sur un objet déter mine son voltage .
• Il y a d e s m a t é riels app e l é s c o n d u c t e u r s ; l e s ch a r g e s
électriques peuvent y cir culer .
• Un courant est un ensemble de char ges électriques cir culant
dans la même dir ection.
• Les char ges électriques créent des champs électriques .
• Les voltages élevés pr oduisent des champs électriques plus
for ts (car il y a plus de char ges électriques).
• Les champs électriques exer cent des for ces sur les char ges
électriques.
• Les courants électriques créent des champs magnétiques .
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LE MINIMUM A CONNAITRE EN MA TIÈRE D’ENVIRONNEMENT ELECTROMAGNETIQUE
• Cer tains appar eils électriques domestiques peuvent créer dans
leur envir onnement des champs magnétiques élevés : 2 à 10 micr oT esla
(20 à 100 mG) à 30 centimètr es d’un rasoir électrique
1
.
• Au contact d’une couver tur e chauf fante, le champ magnétique
peut atteindr e 10 µT (100 mG).
Le champ électrique est facilement ar rêté par les matériaux
classiques de constr uction (briques, béton, ...), contrair ement au champ
magnétique, ce qui nécessite, pour ce der nier , de fair e appel à des
matériaux fer r omagnétiques tels que le mu métal (alliage de nickel, fer ,
molybdène, carbone et cobalt), le fer doux ou l’aluminium pour réduir e sa
valeur.
Les champs électr omagnétiques diminuent avec l’éloignement de
la sour ce émettrice. Plus l’impact physique de la sour ce est grand (lignes
é l e ctriqu e s de t r è s hau t e t e n s ion), plu s l e s champs é l ec triqu e s e t
magnétiques se font sentir loin dans l’envir onnement (plusieurs dizaines,
voir e centaines de mètr es). Si la sour ce physique est petite (appar eils
électr oménagers), la diminution des champs électr omagnétiques se fera
rapidement et moins de 2 mètr es sont suf fisants dans la majorité des cas
pour êtr e au delà des nuisances électr omagnétiques.
2-3•La densité de puissance.
Elle s’exprime en W atts par mètr e car ré (W/m
2
) ou en unités plus
petites milliW atts par mètr e car ré (mW/m
2
), micr oW atts par mètr e car ré
(µW/m2)ou par centimètr e car ré (µW/cm
2
).
Ell e r e pr é s e n t e l’én e rgie t r a n s port ée par l’ond e
électr omagnétique. C’est une donnée qui caractérise les radio fréquences
dès 10 MHz (ondes cour tes) et jusqu’aux hyper fréquences.
GUIDE PRA TIQUE EUROPEENDES POLLUTIONS ELECTROMAGNETIQUES DE L ’ENVIRONNEMENT
20
1 R. Santini. Notr e santé face aux champs électriques et magnétiques. Des faits
scientifiques aux conseils pratiques. Editions Sully .1995.157 pages.
2 M.G. Mor gan et coll. Lay understanding og low-fr equency electric and magnetic fields.
Bioelectr omagnetics.1990.11:313-335.

Si le courant électrique est continu (DC), il se for me un champ
magnétique statique,
Si le courant est alter natif (AC), il se for me un champ magnétique
variable dans le temps.
3•Champs électrique et magnétique statiques
Ils se caractérisent par leur intensité qui ne varie pas dans le
temps. C’est pour quoi ils ont une fréquence nulle et une longueur d’onde
infinie.
3-1•Champ électrique statique.
Il peut êtr e d’origine natur elle.
Exemple :
• Le champ électrique ter r estr e qui résulte de la présence de
char ges électriques négatives au contact de la ter r e et de char ges
positives en altitude. Sa valeur moyenne (dif fér ence de potentiel) est de
100 à 130 V olts par mètr e pouvant atteindr e 10 à 20 kiloV olts par mètr e en
cas d’orages.
Il peut êtr e d’origine industrielle dans le cas de l’utilisation de
courant électrique continu ou pr ofessionnelle dans le cas d’appar eils
alimentés en haute tension qui se char gent électr ostatiquement : cas des
écrans de visualisation où le champ électrique statique peut atteindr e
plusieurs centaines de V olts par mètr e.
3-2•Champ magnétique statique.
Il est pr oduit par les aimants et par le courant électrique continu.
La for ce du champ magnétique s’exprime en Ampèr e par mètr e (A/m) et
sa densité de puissance en T esla (T), micr oT esla (µT) et aussi en Gauss (G)
ou milliGauss (mG). Sous des lignes électriques à haute tension en courant
23
LE MINIMUM A CONNAITRE EN MA TIÈRE D’ENVIRONNEMENT ELECTROMAGNETIQUE
• D e for t s cour a n t s é l e c t riqu e s cr ée n t de for t s champs
magnétiques.
• Les champs magnétiques exer cent des for ces sur les courants
ou les char ges électriques en mouvement.
• La for ce des champs électriques et magnétiques diminue avec
la distance par rappor t à la sour ce qui les fabrique.
• Les champs électriques et magnétiques créés par des str uctur es
physiques impor tantes (lignes électriques de transpor t à haute et très
haute tension) diminuent plus lentement avec la distance que les champs
créés par des str uctur es plus compactes (radioréveils, or dinateurs, ...).
2-5-2•Notions plus élaborées.
• Le champ électrique peut êtr e ar rêté par des écrans simples
(cloisons, haie d’arbr es, toitur e, ...).
• Le champ magnétique ne peut pas êtr e ar rêté facilement (écrans
plus compliqués nécessair es, exemple : le mu métal, ...).
• Classement du plus petit au plus grand de la for ce du champ
électrique : appar eils domestiques à 1 mètr e de distance < pr oximité
lignes de distribution < appar eils domestiques à quelques centimètr es <
pr oximité des lignes de transmission.
• Classement du plus petit au plus grand de la for ce du champ
magnétique : appar eils domestiques à 1 mètr e de distance < pr oximité
lignes de distribution < pr oximité des lignes de transmission appar eils
domestiques à quelques centimètr es.
• Les champs électriques et magnétiques créent dans le corps
des courants électriques induits .
• Il y a présence d’un champ magnétique lorsqu’un courant
électrique cir cule :
GUIDE PRA TIQUE EUROPEENDES POLLUTIONS ELECTROMAGNETIQUES DE L ’ENVIRONNEMENT
22

la technologie des trains se déplaçant par lévitation dans un champ
magnétique continu :
Cas du train allemand à grande vitesse TROT 07 MAGLEV
( m agne t ic a lly l e vi t at e d ground t r a n s porta t ion sy s t e m) où l e champ
magnétique atteint 500 à 1.000 mG à l’intérieur du train
5
.
Dans le cas du train MAGLEV japonais, un champ magnétique
statique de 20 mT (200 G) est mesuré au niveau du sol, il est de 1 mT (10
G) au niveau des passagers ; hors du train, 0,2 mT (2 G) sont mesurés à 4
m du rail. Le personnel travaillant sur le rail est exposé à envir on 1 T
(10.000 G)
6
.
Sur cer tains trains anglais (métr o, trains de banlieues), des
champs magnétiques statiques de 16 à 64 µT (160 à 640 mG) pouvant
atteindr e 15 mT (150 G) sont mesurés
7
.
4•Interactions avec les êtres vivant
Les champs électriques et magnétiques régissent la vie. C’est
ainsi que les molécules de notr e corps sont liées par des champs
électriques et que les infor mations cir culent dans notr e or ganisme (ner fs,
cer veau) sous la for me d’influx électriques qui créent des champs
électriques et magnétiques. On a pu au moyen d’appar eils très sensibles
(les magnétomètr es) détecter les champs magnétiques très faibles (de
quelques femtoT eslas) émis par le cœur (magnétocar diographie) et par le
cer veau (magnétoencéphalographie).
Ainsi tout êtr e vivant fonctionne à un cer tain niveau électrique et
magnétique. T oute per turbation de notr e envir onnement électrique et (ou)
25
LE MINIMUM A CONNAITRE EN MA TIÈRE D’ENVIRONNEMENT ELECTROMAGNETIQUE
continu, la valeur du champ magnétique statique est de l’or dr e de 20 µT
(200 mG)
3
.
Le champ magnétique statique peut êtr e d’origine natur elle ou
industrielle.
3-2-1•Origine naturelle :
• Le champ magnétique ter r estr e qui a 2 composantes, une
ver ticale de 600 à 800 milliGauss et une horizontale de 300 à 500
milliGaus s . C e s val e ur s s on t dif f é r e nt e s s elon le s poin t s du glob e
considérés et varient légèr ement chaque année.
3-2-2•Origine industrielle :
• Dans l’industrie de l’aluminium où des champs magnétiques
statiques élevés existent (du fait de l’utilisation de courant électrique
continu pour les opérations d’électr olyse), dans les industries fabriquant
des aimants.
• En milieux hospitaliers ou dans les laboratoir es scientifiques, des
expositions élevées à des champs magnétiques statiques existent près de
systèmes où inter viennent la résonance magnétique nucléair e (RMN)
utilisée en spectr ométrie ou spectr oscopie, l’imagerie par résonance
magn é tiqu e nucl é air e (IRM) pour le di a gnos t ic m édical, prè s d e s
accélérateurs de par ticules, ... Dans ces exemples, le champ magnétique
statique peut atteindr e plusieurs T eslas (0,15 à 2 T).
• Les travailleurs du rail peuvent êtr e exposés à des champs
électriques et magnétiques statiques dans la mesur e où un courant
électrique continu est utilisé pour le fonctionnement de cer tains trains
(1.500 V/continu, en France - 750 V/continu, en Angleter r e - 3.000
V/continu, en Italie
4
) . L ’exposition à de tels champs existe également avec
GUIDE PRA TIQUE EUROPEENDES POLLUTIONS ELECTROMAGNETIQUES DE L ’ENVIRONNEMENT
24
3 ICNIRP Guidelines. Guidelines on limits of eposur e to static magnetic fields. Health
Physics.1994.66:100-106
4 J.Cl. Albar et. L ’habitat à pr oximité des catenair es de trains. La Revue Stomatologique.
1992.1:3-15
5 F .M. Dietrich et coll. Magnetic fields testing of TR 07 Maglev System. Electricity and
magnetism in Biology and Medicine. Mar tin Blank Ed.1993.267-270.
6 N. Nakawaga et coll. EMF issues with Maglev in Japan. Electricity and Magnetism in
Biology and Medicine. Mar tin Blank Ed. 1993.264-266;
7 N.G. Ptitsyna et coll. Cor onar y hear t diseases: Assesment of risk associated with work
exposur e to ultralow-fr equency magnetic fields. Bioelectr omagnetics. 1996.17:436-444