Champs et ondes électromagnétiques - Mesures des champs électromagnétiques - Les normes

 

CHAMPS ET ONDES ELECTROMAGNETIQUES

Depuis plusieurs années se pose le problème des rayonnements électromagnétiques auxquels chacun de nous est soumis. Ces questions soulèvent des problématiques sanitaires qui nécessitent des recherches et des mesures dans notre environnement quotidien. Les champs électriques et magnétiques ne sont pas uniquement d’origine humaine ; lors d’un orage, il y a apparition d’un champ électrique entre le sol et la base des nuages. De même,  la Terre est entourée d’un champ magnétique statique. Dans tous les cas, un champ électromagnétique est une zone de l’espace où s’exercent des forces qui agissent sur les atomes et/ou les molécules qui composent la matière.

Généralement, on scinde l’étude des champs électromagnétiques en deux domaines : les champs électriques et magnétiques statiques, c'est-à-dire qui ne varient pas au cours du temps et les ondes électromagnétiques associées à des champs variables avec le temps. En effet, on ne fait pas le même type de mesures dans un cas ou dans l’autre. Selon les cas, les champs variant peu au cours du temps peuvent être considérés comme statiques car leur comportement est très proche des champs statiques, on parle alors d’approximation statique ou de champs quasi-statiques.

Schéma illustrant un champ électriqueUn champ électrique existe dès qu’il y a présence de charges électriques ou d’une tension électrique, exprimée en volts (V). Entre deux charges se crée un champ électrique qui va influencer les atomes et/ou les molécules de la matière. Ce champ électrique se note E et se mesure en volt par mètre (V/m).  Le schéma ci-contre montre quelques lignes de champ créées entre des plaques chargées positivement et négativement. De même, « le fait de brancher la prise d'un appareil électrique sur le secteur crée un champ électrique dans l'espace environnant. Plus la tension est élevée, plus l'intensité du champ électrique est forte. Comme cette tension existe même lorsqu'aucun courant ne passe, il n'est pas nécessaire d'allumer l'appareil pour qu'un champ électrique soit présent dans la pièce où il se trouve.»[1]

Schéma illustrant un champ magnétiqueUn champ magnétique se crée lorsque que des charges électriques circulent (c’est ce que l’on appelle le courant électrique). L’intensité du champ magnétique se note B et se mesure en Tesla (T) ou en Ampère par mètre (A/m). Lorsqu’un fil conduit le courant, il y a circulation de charges électriques et donc création d’un champ magnétique autour de ce fil. C’est le cas lorsque qu’un appareil électrique est en fonctionnement. Si l’appareil a besoin de plus de puissance, l’intensité du courant est plus forte et donc le champ magnétique est plus important même si le voltage, donc le champ électrique, ne change pas.

On retrouve ci-dessous quelques valeurs de champs électriques et magnétiques d’appareils électroménagers  mesurés à proximité de la source et comparés à deux phénomènes naturels.

 Note : Les écarts de valeurs proviennent de la fabrication des appareils. Les matériaux utilisés, ainsi que la finition des appareils provoquent une atténuation plus ou moins importante des champs électriques et magnétiques.

Par opposition au cas statique, des ondes électromagnétiques propagatives apparaissent dès que les champs électromagnétiques varient au cours du temps. Dans ce cas, une onde associée se propage dans l’espace à la manière du phénomène observable à la surface de l’eau lorsque l’on jette un caillou.Ondes qui se propagent à la surface de l'eauUne onde électromagnétique est définie par sa longueur d’onde (notée λ et mesurée en m) ou sa fréquence (nombre d’oscillation par seconde mesurée en Hertz, Hz).Schéma illustrant une onde électromagnétique

Les ondes électromagnétiques portent des noms différents selon la gamme de fréquence qui les caratérise : les ondes radios, les rayons X ou la lumière par exemple, sont des ondes électromagnétiques. Le schéma ci-dessous résume les différentes gammes de fréquences.

Schéma illustrant les différentes gammes de fréquencesLes gammes de radiofréquences utilisées en communication sont pour leurs parts classées ainsi :Tableau expliquant les différentes gammes de radiofréquences

 Pour conclure, il est nécessaire d’expliquer la différence entre les rayonnements ionisants et les rayonnements non ionisants car les problématiques associées sont très différentes.

Rayonnements ionisants

Les rayonnements ionisants sont des rayonnements ayant une fréquence très élevée (< 1016 Hz) : il s’agit des rayons X et des rayons gamma. Les rayonnements ionisants incluent aussi la propagation de particules produites lors de la désintégration des atomes radioactifs. Ces rayonnements sont dangereux car ils pénètrent au plus profond de la matière et peuvent endommager les atomes ou molécules qui composent notre corps (l’ADN par exemple).

Rayonnement non ionisants

Les rayonnements non ionisants ont une fréquence moins élevée. Ces champs donnent naissance à des courants induits et à des échauffements dans l'organisme. Les effets sur le corps humain dépendent alors de l’amplitude et de la fréquence du rayonnement.  C’est ce type de rayonnements auxquels s’intéresse plus particulièrement la plateforme technologique Phéline.

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