Champs électromagnétiques

Champs électromagnétiques

Champ électromagnétique

Un champ électromagnétique est la représentation dans l'espace de la force électromagnétique qu'exercent des particules chargées. Concept important de l'électromagnétisme, ce champ représente l'ensemble des composantes de la force électromagnétique s'appliquant sur une particule chargée se déplaçant dans un référentiel galiléen.

Orientation d'un solénoïde mobile en fonction du champ magnétique terrestre

Une particule de charge q et de vitesse v subit une force qui s'exprime par :

\vec{F} = q \; (\vec{E} + \vec{v} \and \vec{B})

\vec{E} est le champ électrique et \vec{B} est le champ magnétique. Le champ électromagnétique est l'ensemble (\vec{E},\ \vec{B}).

Le champ électromagnétique est en effet la composition de deux champs vectoriels que l'on peut mesurer indépendamment. Néanmoins ces deux entités sont indissociables :

  • la séparation en composante magnétique et électrique n'est qu'un point de vue dépendant du référentiel d'étude,
  • les équations de Maxwell régissant les deux composantes électrique et magnétique sont couplées, si bien que toute variation de l'un induit une variation de l'autre.

Le comportement des champs électromagnétiques est décrit de façon classique par les équations de Maxwell et de manière plus générale par l'électrodynamique quantique.

La façon la plus générale de définir le champ électromagnétique est celle du tenseur électromagnétique de la relativité restreinte.

Sommaire

Transformation galiléenne du champ électromagnétique

La valeur attribuée à chacune des composantes électrique et magnétique du champ électromagnétique dépend du référentiel d'étude. En effet on considère généralement en régime statique que le champ électrique est créé par des charges au repos tandis que le champ magnétique est créé par des charges en mouvement (courants électriques). Néanmoins la notion de repos et de mouvement est relative au référentiel d'étude.

Dans le cadre de la relativité galiléenne, si on considère deux référentiels d'étude galiléens (R) et (R'), avec (R') et en mouvement rectiligne uniforme de vitesse V par rapport à (R), et si on appelle v' la vitesse d'une charge q dans (R'), sa vitesse dans (R) est v = v' + V.

Si on appelle (E, B) et (E', B') les composantes du champ électromagnétique respectivement dans (R) et dans (R'), l'expression de la force électromagnétique devant être identique dans les deux référentiels on obtient la transformation des champs électromagnétiques grâce à :

q [\vec E + (\vec {v'} + \vec V) \and \vec B] = q (\vec{E'} + \vec{v'} \and \vec{B'})

Cette relation étant vraie quelle que soit la valeur de v' on a :

\vec{B'} = \vec{B} et \vec{E'} = \vec E + \vec V \and \vec B

Fréquence

La fréquence dun champ électromagnétique est le nombre de variations du champ par seconde. Elle sexprime en hertz (Hz) ou cycles par seconde, et sétend de zéro à linfini. Une classification simplifiée des fréquences est présentée ci-après, et quelques exemples dapplications dans chaque gamme sont indiqués.

Fréquence Gamme Exemples dapplications
0 Hz Champs statiques Electricité statique
50 Hz Extrêmement basses fréquences (ELF) Lignes électriques et courant domestique
20 kHz Fréquences intermédiaires Écrans vidéo, plaques à inductions culinaires
88107 MHz Radiofréquences Radiodiffusion FM
300 MHz3 GHz Radiofréquences micro-ondes Téléphonie mobile
400800 MHz Téléphone analogique (Radiocom 2000), télévision
900 MHz et 1800 MHz GSM (standard européen)
1900 MHz2,2 GHz UMTS
2400 MHz - 2483.5 MHz four à micro-ondes, WIFI, Bluetooth
3100 GHz Radars Radars
375750 THz Visible Lumière, lasers
750 THz30 PHz Ultra-violets Soleil, photothérapie
30 PHz30 EHz Rayons X Radiologie
30 EHz et plus Rayons gamma Physique nucléaire

Les rayonnements X et gamma peuvent rompre les liaisons moléculaires et être à l'origine d'ionisations, facteur cancérigène.

Les rayonnements ultra-violets, visibles et infra-rouges peuvent modifier les niveaux d'énergie au niveau des liaisons au sein des molécules.

Les radiofréquences nont pas suffisamment dénergie pour perturber les liaisons moléculaires.

Intensité et puissance

Lintensité dun champ peut être exprimée à laide de différentes unités :

  • pour le champ électrique, le volt par mètre (V/m)
  • pour le champ magnétique, lampère par mètre (A/m) ou le tesla (T) (1 A/m = 1,27 µT)
  • Selon le rayonnement dexposition, en densité surfacique de puissance (DSP, en W/m2). La DSP est proportionnelle au produit du champ électrique par le champ magnétique : DSP = E x H = E² / 377 = 377 x H², ou encore : E = Racine (377 x DSP)
  • La puissance globale contenue dans un champ électromagnétique peut aussi sexprimer en watts (W).

Autres propriétés

La polarisation : orientation du champ électrique dans le rayonnement

La modulation :

  • damplitude (AM),
  • de fréquence (FM),
  • par impulsions (PW),
  • pas de modulation = émission continue (CW)

Lorsque lémission est modulée, il faut différencier la puissance maximale, appelée puissance-crête, et la puissance moyenne résultant de la modulation. Par exemple, dans une émission radar avec des impulsions dune durée de 1 ms toutes les secondes, la puissance moyenne est 1000 fois inférieure à la puissance-crête dans limpulsion.

Limites dexposition pour la santé

Pour limiter les risques de surexposition aux champs électromagnétiques, il existe des limites dexpositions qui fixent la puissance maximum des énergies propagées par les téléphones mobiles, les antennes relais, etc. La France ne dispose pas de réglementation propre à elle.

Elle applique la directive européenne (directive 2004/40/CE) transposée dans la loi nationale par le décret décret n° 2002-775 . Cette réglementation est en fait inspirée par la Commission internationale de protection contre les rayonnements non-ionisants (CIPRNI).

La valeur limite recommandée nest pas égale au seuil dapparition des effets biologiques sur lhomme. La CIPRNI applique en fait un facteur de sécurité de 10 dans le cas de la limite dexposition professionnelle et de 50 pour la valeur limite recommandée pour la population générale[1].

"Certaines parties du corps pouvant absorber localement des puissances pouvant être jusquà 25 fois supérieures, un débit dabsorption spécifique local a été établi. Celui-ci ne doit pas dépasser 2 W/kg pour la tête et le tronc et 4 W/kg pour les membres. Ces valeurs sont des "restrictions de base" qui ne doivent pas être dépassées[2].

Controverses

Les lignes à hautes tensions et les appareils électriques

La fréquence des champs électromagnétiques émise par les lignes à haute tension (HT) et à très haute tension (THT, jusquà 400 000 volts en France) est qualifiée d’ « extrêmement basse fréquence » (EBF/ELF) (50 Hz en France et en Europe, 60 Hz en Amérique du nord).

A proximité immédiate dune ligne à très haute tension le champ électrique peut atteindre 10kV/m et le champ magnétique plusieurs microteslas. Cette intensité se réduit au fur et à mesure de léloignement, à partir de 100 mètres le champ magnétique créé par les lignes est de lordre du niveau moyen dans les domiciles.

En effet, les champs électromagnétiques à très basse fréquence sont aussi émis par les appareils électriques et les fils électriques dans les habitations.

Depuis plus de 30 ans des centaines détudes (voir base documentaire[3]) ont été réalisé sur les risques des champs électromagnétique EBF.

LOMS sur la base de ces recherches écarte le lien entre ces lignes et des tumeurs infantiles, des cancers de ladulte, des troubles cardio-vasculaires, des problèmes immunitaires ou nerveux, les dépressions et les suicides ne seraient pas liés non plus [4]. Pour le cas de la leucémie infantile, lOMS recommande néanmoins d'appliquer des "mesures de précaution" (ce qui est pour l'OMS différent du principe de précaution: "A condition de ne pas mettre en péril les bienfaits apportés sur le plan sanitaire, social et économique par lénergie électrique, la mise en oeuvre de mesures de précaution à très bas coût afin de réduire lexposition est raisonnable et justifiée" [5]. Le Centre International de Recherche sur le Cancer (CIRC), quant à lui, classe les champs EBF dans sa classification des preuves de cancérogénécité dans la catégorie "Peut-être cancérogène pour l'homme" (classification 2B).
Certaines études épidémiologiques concordantes expliquent ce classement, même si aucune étude biologique na pu mettre en évidence une relation de cause à effet. Pour les autres cas, les champs électromagnétique sont dans la classification 3 ("ne peut pas être classé quant à sa cancérogènicité pour lHomme").
LOMS invite à continuer la recherche dans ce domaine : "Les pouvoirs publics et lindustrie doivent promouvoir des programmes de recherche visant à réduire lincertitude des données scientifiques concernant les effets sanitaires de lexposition aux champs EBF. "

Létude épidémiologique la plus récente est celle de Gerald Drapper (2005), qui a trouvé une corrélation entre les champs EBF et une augmentation des risques de leucémie chez les enfants dont le lieu de naissance se situe dans un rayon de 200 m autour des lignes THT. Les auteurs eux-mêmes sinterrogent ; Selon eux, il nexiste aucun mécanisme biologique reconnu expliquant ce résultat ; "« en fait, la relation peut être due au hasard ou aux facteurs de confusion »"[6]. Après la publication, Gerald Drapper a confirmé dans un commentaire que la "distribution de nos témoins (/ leucémies) signifie que le hasard doit être plus sérieusement considéré comme explication de nos résultats"[7].

La commission européenne se repose sur un avis de 2007 du Comité scientifique sur les risques émergents et nouvellement identifiés pour la santé (SCENIHR), réactualisé en 2009[8] à partir d'une méta-analyse deplus de 200 nouvelles études scientifiques (sans grand changement de ses conclusions qui jugent peu probable un impact des ondes radiofréquences des téléphones et appareils «sans fil» avec laugmentation des cancers au sein, mais en reconnaissant le besoin de clarifier les effets de la téléphonie mobile sur le long terme (10 ans et plus) et chez les enfants ainsi que chez les adultes utilisant intensivement ces appareils

Les effets sur la santé des ondes de fréquence intermédiaire, de plus en plus utilisées, notamment dans les portails anti-vol et les détecteurs de métaux, sont encore mal connus. Les ondes à extrêmement basses fréquences, utilisées dans les lignes à haute tension, «pourraient contribuer aux leucémies chez lenfant», indique le Scenihr conformément à ses conclusions de 2007. En outre, deux récentes études épidémiologiques ont permis didentifier un lien possible avec la maladie dAlzheimer. Cependant, ces études épidémiologiques ne sont pas confirmés par les études in vivo et in vitro, pour lesquelles des effets sont montrés, mais à des niveaux d'expositions beaucoup plus élevés[9]

Un atelier sur le thème des ondes électromagnétiques et de la santé sera organisé par la Commission les 11 et 12 février prochains à Bruxelles.

Téléphonie mobile et radiofréquences

Depuis quelques années persiste une méfiance vis à vis de la téléphonie mobile et des antennes-relais.

Lexposition aux rayonnements électromagnétiques nest pas le même pour les deux sources. Les téléphones mobiles et les stations de base (antennes-relais) utilisent des radiofréquences (RF) mais représentent des situations différentes.

Le premier a un temps dexposition et une puissance faible, mais une forte proximité du cerveau, le second a temps dexposition permanent et une puissance forte en sortie, mais le champ perd rapidement de sa puissance au fur et à mesure de la distance et des murs dhabitation.

Les études nont pour linstant pas formellement prouvés de risques pour la santé, ainsi en 2001, dans son rapport au directeur général de la santé, le Dr Denis Zmirou souligne[10] "labsence deffets sanitaires avérés", en sappuyant sur lanalyse de plusieurs études internationales. Cette "prudence" est confirmée dans deux autres de ses rapports (2003 et 2005), même sil souligne les risques induits par une lutilisation du portable dans de "mauvaises conditions", notamment une qualité de réception médiocre.

Dr. Zmirou considère quil y a assez de résultats convergents, pour affirmer quun usage intensif et prolongé du téléphone portable, dans de mauvaises conditions de réception, est susceptible dinduire des effets sanitaires sérieux.

En 2004, un groupe dexperts mandatés par lAFSSET (Agence Française de Sécurité Sanitaire Environnementale et du Travail), pour analyser les effets biologiques et sanitaires des champs électromagnétiques associés au téléphone mobile, confirme que les rayonnements émis par le portable "ne permettent pas de conclure à leur caractère nocif, en létat actuel des connaissances"[11]. Lagence ajoutant, "mais la vigilance doit être maintenue et ce sujet nécessite la poursuite de travaux scientifiques".

Pour les antennes-relais lAFSSET constate que "lanalyse globale des données scientifiques actuelles sur lexposition aux ondes des stations relais ne révèle aucun risque pour la santé lié aux stations de base de la téléphonie mobile".

Par ailleurs, lagence annonce manquer de recul nécessaire pour mener une recherche sur des critères indiscutables.

Au niveau international, la recherche dans le domaine se poursuit avec la grande étude lancée en 2001 par lorganisation mondiale de la santé (OMS). Baptisée Interphone[12], cette étude sintéresse à vérifier laugmentation des risques de cancer dus aux téléphones mobiles.

Létude est coordonnée par le CIRC. Elle concerne les utilisateurs de 30 à 59 ans de 13 pays dont la France. Les résultats devraient être publiés au courant de lété 2008. Les premiers résultats rendus publics concernant les pays nordiques montrent un coefficient de risque relatif[13] de 1,39 (contre 1 normalement) pour les sujets exposés plus de dix ans à ces ondes, cependant le nombre réduit de cas (77) savère trop faible pour délivrer une estimation statistique.

Hypersensibilité aux champs électromagnétique

Certaines personnes se plaignent de "petits" maux quelles attribuent aux champs électromagnétiques et particulièrement aux antennes-relais. Migraines, arythmies, nausées, troubles de la concentrations, vertiges, palpitations, fourmillements, rougeurs, fatiguessont les symptômes décrits par ceux dit "électrosensibles"[14].

Les scientifiques nont pas réussi à prouver le lien de cause à effet entre les champs électromagnétiques et les pathologies délectrosensibilité, malgré les études en double aveugle. Toutefois certaines études, menées notamment en France par le Professeur Belpomme, cancérologue à l'hôpital G. Pompidou, semblent avoir décelé une origine physiologique de l'électrosensibilité. Il s'agirait d'une présence excessive, chez certains sujets, de magnétosomes, sortes de minuscules écrans présents dans les méninges.

Pour le moment, il ny a quen Suède ces personnes sont considérées comme des malades que la sécurité sociale prend en charge et leur trouble est reconnu comme un handicap.

Un débat passionné

Avec ces études scientifiques contradictoires, et compte tenu des biais possibles des études épidémiologiques, le débat scientifique est loin dêtre clos. Or, lopinion publique qui utilise tous les jours les téléphones portables souhaite que la science démontre son innocuité. Barnabas Kunsch, du Centre autrichien de recherche de Scibersdorf résume cette question "Labsence de preuve dun effet nocif ne semble pas suffire aux sociétés modernes. Ce que lon exige avec plus en plus dinsistance, cest davantage la preuve de son absence"[15].

Ainsi, des associations tel que Priartem[16] ou le Criirem[17] militent pour des normes réglementaires plus contraignantes, ou encore des chercheurs américains, nordiques, autrichiens et chinois dans le cadre du rapport BioInitiative publié fin août 2007[18].

La commission européenne, de son côté, mandate régulièrement des groupes dexperts, qui nont pas proposé à ce jour de révision des valeurs limites[19].

En France, devant l'inquiétude de la population, le gouvernement souhaite engager le débat et organise le Grenelle des ondes.

Rapport IGAS sur lAFSSET

En France, lAFSSET (ex-AFSSE), a été critiqué dans un rapport de Inspection générale des affaires sociales (IGAS), il souligne en particulier "les travaux de lAFSSET en matière de téléphonie mobile se sont déroulés avec des défaillances relatives à la méthode suivie sur les procédures".

Sur la désignation des chercheurs, le rapport souligne que sur 10 membres, un membre a un "lien direct" et 3 autres un "lien indirect" avec lindustrie du mobile, pour ajouter "la mission na aucune raison de considérer avec suspicion le travail fait par le groupe dexperts, mais force est de constater que les procédures ne se sont pas déroulés comme il était prévu."[20]

Le Pr Zmirou, dans sa tribune "Pourquoi j'ai démissionné de l'AFSSE" [21] demandait dès 2005 déjà "L'instauration de règles sur la traçabilité et la transparence des procédures d'expertise vise à permettre à toute partie intéressée de vérifier leur caractère non biaisé.", alors que lui-même est le chercheur définit comme ayant un "lien direct" par le rapport de lIGAS, un an plus tard.

Il souligne aussi la bureaucratie et la frilosité de la direction de lagence "Dans tous les cas, la direction de l'agence d'expertise doit s'interdire de s'ingérer dans la production scientifique en suggérant telle interprétation ou présentation des faits. Elle doit s'obliger à exposer le résultat de ce travail difficile dans les meilleurs délais, après pleine validation par les experts, en l'accompagnant des recommandations qu'elle juge nécessaire de formuler. Ces principes n'ont malheureusement pas été scrupuleusement respectés par la direction de l'Afsse. En témoigne l'extrême frilosité de l'expression publique de l'Agence, peu soucieuse de s'exposer à l'interpellation extérieure."

Pour ce qui est de lindépendance des experts, Didier Houssin, Directeur Général de la Santé de lépoque, a défendu le système de choix des experts, en indiquant que "de navoir comme experts que des personnes qui nont absolument aucun lien, on risque fort de navoir ou pas dexpert du tout ou des expert qui ont en fait peu de compétences"[22].

Dans ce débat passionné, une étude de chercheurs de luniversité de Berne a démontré que "les publications scientifiques les plus rigoureuses sur l'impact sanitaire des téléphones portables sont celles qui sont conduites par des équipes associant des experts travaillant pour l'industrie et des experts rattachés à des organismes publics. Celles qui ont une source unique de financement - privé ou public - ont tendance à avoir des biais qui conduisent à minimiser les risques, ou au contraire à les aggraver"[23].

Lappel des vingt

Le débat est loin dêtre clos, et en juin 2008 vingt médecins (dont des cancérologues), autour du psychiatre David Servan Schreiber, font un appel dans le Journal du Dimanche[24], afin de sensibiliser l'opinion publique sur les risques que pourrait faire courir l'utilisation du téléphone portable sur le cerveau.

Un appel qui a été jugé par lacadémie de médecine[25] comme relevant "de la démagogie mais en aucun cas dune démarche scientifique", allant jusquà rappeler que "la médecine nest ni de la publicité ni du marketing".

Cependant, même si David Servan Schreiber édite un site et est lauteur dun livre à succès sur ce thème, sa sincérité semble difficile à remettre en cause, étant lui-même atteint dune tumeur au cerveau récidivante[26].

LAFSSET, profite de ce débat pour rappeler ses recommandations quant à lutilisation du téléphone portable[27].

Notes et références

  1. Normes CIPRNI
  2. Action gouvernementale relative à la téléphonie mobile
  3. Base documentaire spécialisée belge
  4. Santé et Champ Electromagnétique Basse Fréquence par lOMS
  5. Résumé et recommandations relatives aux études à mener, rapport complet Extremely Low Frequency Fields
  6. .Traduction selon une analyse effectuée sur le Rapport Draper, par des chercheurs de luniversité de Nice
  7. .Commentaire réel "To summarise: we suggested ourselves that the distribution of our leukaemia controls means that chance has to be more seriously considered as an explanation for our results"
  8. Communiqué et Avis du SCENIHR) sur les effets potentiels sur la santé des ondes électromagnétiques du 3 février 2009, répondant à une saisine de la Commission
  9. Audition Publique Scenihr au sénat
  10. Rapport Zmirou
  11. Rapport de lAFSSET
  12. Etude INTERPHONE : Etude multicentrique des tumeurs du cerveau, du nerf acoustique et de la glande parotide liées aux radiofréquences émises par les téléphones portables
  13. Pour donner une échelle de comparaison, le risque relatif dun fumeur de développer un cancer du poumon par rapport à un non-fumeur du même âge est de 3 en moyenne, allant de 2,8 à 16,9 (6,8 à 23,5 pour les hommes et de 2,2 à 16,1 pour les femmes), les fumeurs étant donc environ 3 à 17 fois plus susceptibles de développer un cancer du poumon que les non-fumeurs. Source Health Canada
  14. LeMonde 2 : Les Révoltés des ondes
  15. OMS sur la difficulté d'exclure la possibilité de très faibles risques
  16. Priaterm
  17. CRIRREM
  18. Rapport Bioinitiative
  19. Rapport Commission Européenne
  20. Rapport de lIGAS sur lAFSSET
  21. "Pourquoi j'ai démissionné de l'AFSSE ?" Le Monde
  22. Journal TV France 2
  23. Etudes Portables et Indépendance - Figaro
  24. "L'appel des vingt contre le portable"
  25. Le communiqué de lacadémie de Médecine
  26. "Les mobiles secrets du Dr Servan-Schreiber" - Le Figaro
  27. LAfsset rappelle les recommandations quelle formule depuis 2005 en matière de téléphonie mobile.

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

  • Portail de la physique Portail de la physique
Ce document provient de « Champ %C3%A9lectromagn%C3%A9tique ».

Wikimedia Foundation. 2010.

Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Champs électromagnétiques de Wikipédia en français (auteurs)

Игры ⚽ Нужна курсовая?

Regardez d'autres dictionnaires:

  • Champs Magnétiques — Champ magnétique Vue d artiste de la magnétosphère terrestre …   Wikipédia en Français

  • Champs magnétiques — Champ magnétique Vue d artiste de la magnétosphère terrestre …   Wikipédia en Français

  • CHAMPS (THÉORIE DES) — La théorie des champs étudie la dynamique des systèmes à un nombre infini de degrés de liberté. Elle trouve son origine dans l’électromagnétisme et s’est développée en intégrant mécanique quantique et relativité. Après en avoir suivi l’évolution …   Encyclopédie Universelle

  • Électromagnétiques — Électromagnétisme L électromagnétisme est la branche de la physique qui étudie le champ électromagnétique et son interaction avec les particules dotées d une charge électrique. Le concept de champ électromagnétique a été forgé au XIXe siècle pour …   Wikipédia en Français

  • Champs Gravitationnel — Gravitation « Gravitation » redirige ici. Pour les autres significations, voir Gravitation (homonymie). La gravitation est le phénomène d interaction physique qui cause l attraction réciproque des corps massifs entre eux, sous l effet… …   Wikipédia en Français

  • Équations des ondes électromagnétiques — Équations de Maxwell  Ne doit pas être confondu avec Relations de Maxwell. Les équations de Maxwell, aussi appelées équations de Maxwell Lorentz, sont des lois fondamentales de la physique. Elles constituent les postulats de base de l… …   Wikipédia en Français

  • Centre de recherche et d'information indépendantes sur les rayonnements électromagnétiques — Le Centre de recherche et d information indépendantes sur les rayonnements électromagnétiques (CRIIREM) est une association écologiste qui étudie les effets des champs électromagnétiques sur le vivant. Sommaire 1 Organisation 2 Objectifs 3… …   Wikipédia en Français

  • Radiations Électromagnétiques — Rayonnement électromagnétique Un rayonnement électromagnétique désigne une perturbation des champs électrique et magnétique. Le rayonnement électromagnétique a comme vecteur le photon, particule dépourvue de masse. Le photon est le boson associé… …   Wikipédia en Français

  • Radiations électromagnétiques — Rayonnement électromagnétique Un rayonnement électromagnétique désigne une perturbation des champs électrique et magnétique. Le rayonnement électromagnétique a comme vecteur le photon, particule dépourvue de masse. Le photon est le boson associé… …   Wikipédia en Français

  • Rayonnements Électromagnétiques — Rayonnement électromagnétique Un rayonnement électromagnétique désigne une perturbation des champs électrique et magnétique. Le rayonnement électromagnétique a comme vecteur le photon, particule dépourvue de masse. Le photon est le boson associé… …   Wikipédia en Français

Share the article and excerpts

Direct link
https://fr-academic.com/dic.nsf/frwiki/334470 Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”