Sources d'exposition du public

 

Le champ naturel  La téléphonie mobile et les antennes relais
Les lignes électriques Les bornes et cartes WiFi
Les appareils électroménagers Les cartes magnétiques sans contact  (RFID)
Les écrans video Les lampes fluorescentes et fluo-compactes (LFC ou LBC)

D’après une illustration extraite de documents INRS

 

1. Le champ naturel 

 

Il existe en permanence un champ électromagnétique naturel terrestre. Le champ électrique naturel varie beaucoup selon la météorologie : il peut ainsi passer de 100 V/m par beau temps à 10 kV/m lors d’un orage par exemple. Le champ magnétique varie en intensité et en orientation en fonction de la position par rapport aux pôles. Il est de l’ordre de 50 microteslas. Son intensité varie de +/- 10 %.
 
 

2. Les lignes électriques

L’une des principales sources de champs électromagnétiques est l’électricité. Si les champs magnétiques ont été observés depuis l’antiquité, ce n’est qu’à la fin du XVIIIème siècle qu’une série de découvertes a permis la genèse de l’électricité et de mettre en évidence sa relation avec les champs électromagnétiques. Dans les années 1950 le réseau d’électricité se met en place sur l’ensemble du territoire français entraînant une diffusion de ces champs électromagnétiques basses fréquences.
Le réseau de transport de l’électricité est composé des lignes à très haute (400 et 225 kV) et à haute tension (90 kV), des lignes à moyenne tension (20 kV) qui acheminent l’électricité vers les villes et des transformateurs qui, situés à proximité des habitations, effectuent la conversion en 220/230 volts. L’électricité est enfin conduite via des lignes basse tension chez les particuliers (220 V).
 
Tension Sous les conducteurs A 30 m A 100 m
Très Haute Tension 400 kV 6000 2000 250
Très Haute Tension 225 kV 4000 400 40
Haute Tension 90 kV 1000 100 10
Moyenne Tension 20 kV 250 10 ?
Basse Tension 220 V 1,2 ?

?

Tableau des champs électriques à proximité des lignes électriques, en V/m

Tension Sous les conducteurs A 30 m A 100 m
Très Haute Tension 400 kV 30 12 1
Très Haute Tension 225 kV 20 3 0,3
Haute Tension 90 kV 10 1 0,1
Moyenne Tension 20 kV 6 0.2 ?
Basse Tension 220 V 1,3 ?

?

Tableau des champs magnétiques à proximité des lignes électriques, en microteslas (µT)

 

 

3. Les appareils électroménagers

A la maison, les installations électriques que nous utilisons tous les jours produisent également des champs électromagnétiques.

Tout appareil fonctionnant à l’électricité émet un champ électrique en permanence proportionnel à la tension à laquelle il est branché, et un champ magnétique uniquement quand l’appareil est allumé, proportionnel à l’intensité du courant qui y circule. Plus on s’éloigne de la source, plus les valeurs de ces champs sont faibles. Les champs électromagnétiques dus aux appareils électriques domestiques dépassent rarement 500 V/m et 150 microteslas à une distance d’utilisation habituelle.

 

Appareil électrique Intensité du champ électrique (V/m)
Récepteur stéréo 180
Fer à repasser 120
Réfrigérateur 120
Mixeur 100
Grille-pain 80
Sèche-cheveux 80
Téléviseur couleur 60
Machine à café 60
Aspirateur 50
Four électrique 8
Ampoule électrique 5

Tableau des champs électriques induits par les objets électriques domestiques (µT)

(Source : Office fédéral de protection contre les rayonnements, Allemagne 1999)

 

Appareil A 3 cm (µT) A 30 cm (µT) A 1 m (µT)
Sèche-cheveux 6-2000 0,01-7 0,01-0,03
Rasoir électrique 15-1500 0,08-9 0,01-0,03
Aspirateur 200-800 2-20 0,13-2
Tube fluorescent (vidéo) 40-400 0,5-2 0,02-0,25
Four micro-ondes 73-23 4-8 0,25-0,6
Radio portable 16-56 1 0,01
Four électrique 1-50 0,15-0,5 0,01-0,04
Lave-linge 0,8-50 0,15-3 0,01-0,15
Fer à repasser 8-30 0,12-0,3 0,01-0,03
Lave-vaisselle 3,5-20 0,6-3 0,07-0,3
Ordinateur 0,5-30 <0,01  
Réfrigérateur 0,5-1,7 0,01-0,25 0,01
Téléviseur couleur 2,5-50 0,04-2 0,01-0,15

  Tableau des champs magnétiques à proximité des lignes électriques, en microteslas (µT)

(Source :Office fédéral de protection contre les rayonnements, Allemagne 1999).
La distance normale d’utilisation est indiquée en gras.

 

 

4. Les écrans video

Les écrans vidéo, notamment les écrans d’ordinateur et les écrans de télévision à tube cathodique, émettent un rayonnement électromagnétique lié à la fabrication de l’image qui résulte du balayage d’un écran phosphorescent par un faisceau d’électrons produit par un champ électromagnétique alternatif.
 
Plusieurs recommandations de plus en plus strictes ont été émises depuis la fin des années 1980 à la demande du gouvernement suédois (MPR 1 en 1987, MPR 2 en 1990, puis la norme TCO, révisée en 1999). La plupart des écrans d’ordinateur respectent aujourd’hui la norme TCO 99 afin de se voir attribuer un label.
 
Cependant, il s’agit d’un label de respect de l’environnement dont le périmètre est beaucoup plus large que la réduction des niveaux de radiation. Il impose en effet, outre des limites de luminosité, de contraste, et d'intensité sonore, une réduction de la consommation électrique, le recyclage des écrans, l’interdiction d’utiliser des substances dangereuses (mercure, cadmium, fréon)…
La TCO 99 préconise pour les CEM, les limites suivantes : 
– Pour les champs électriques : <10 V.m-1 à 50 cm pour les fréquences de 2 à 400 Hz
– Pour les champs magnétiques : < 200mT à 30 cm de l’écran et à 50 cm autour pour les fréquences de 5 Hz à 2 KHz
 
Les valeurs limites de la norme  TCO 99 sont très inférieures à celles préconisées par l’ICNIRP (Commission internationale de protection contre les rayonnements non ionisants).
 
Les écrans plats fonctionnent avec des cristaux liquides ou avec un mélange de gaz (écran plasma), et n’émettent pas de champ électromagnétique.
 
 

5. La téléphonie mobile et les antennes relais

La communication via les téléphones mobiles se fait par émission/réception d’ondes électromagnétiques du domaine des hautes fréquences.
Le téléphone portable transforme le son d’une conversation en ondes électromagnétiques émises par l’antenne du téléphone jusqu’à la station de base (ou antenne-relais) qui couvre cette partie du territoire (ou cellule) puis le signal est relayé par l’ensemble du réseau.
 
En France, le système GSM (Global System for Mobile communication) comporte 2 types de fréquence : 
 
Le GSM 900 dont la fréquence porteuse est de 872 à 960 MHz initialement développé par Orange* et SFR*. 
Le GSM 1800 dont la fréquence va de 1710 à 1875 MHz développé au départ par Bouygues Telecom*.
 
Le système UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) pour les télécommunications de 3ème génération (3G) emprunte des fréquences de 1885 à 2025 MHz et 2110 à 2220 MHz.
 
  a) Le téléphone
 
 Un téléphone portable émet et reçoit des ondes électromagnétiques du domaine des radiofréquences. Lors d’une conversation, le mobile émet une série d’impulsions de durée brève (0,577 msec) pour délivrer l’information. Ces impulsions sont répétées à intervalles réguliers de 4,6 msec, soit à raison de 217 impulsions par seconde.
 
Le téléphone adapte sa puissance d’émission au minimum nécessaire en fonction du réseau pour avoir une qualité de son optimale. Ceci permet d’économiser de la batterie et d’augmenter l’autonomie du téléphone. La puissance utile peut ainsi être diminuée d’un facteur 1000 par rapport à la puissance maximale du téléphone dans de bonnes conditions de réception du réseau.
 
  b) Les antennes relais (ou stations de base)
 
 On distingue 2 types d’antennes relais. Les antennes micro-cellulaires et les antennes macro-cellulaires.
 
Les antennes macro-cellulaires sont les plus utilisées. Elles ont une puissance de 20 à 30 watts et peuvent couvrir une large étendue (jusqu’à plusieurs dizaines de kilomètres). Les antennes micro-cellulaires, ont une moindre puissance et couvrent une distance plus petite. Elles sont utilisées dans des zones denses d’utilisateurs, en ville par exemple.
 
Une antenne relais se présente comme suit :
 
L’antenne, portée par un mât, émet un champ électromagnétique avec un angle de 120° dans un plan horizontal et de 10° dans un plan vertical pour couvrir une large zone. Le faisceau est légèrement incliné vers le sol et n’atteint le sol qu’à une distance de 50 à 200 mètres selon la hauteur et l’inclinaison de l’antenne. 
Une plaque métallique placée en arrière de l’antenne réfléchit le champ électromagnétique.
 
En face de l’antenne elle-même (et non du mât qui la porte) à une distance de 1 m, l’intensité du champ électrique est de 50 V/m puis elle décroît proportionnellement à la distance. Ainsi à 10 m ce champ n’est plus que de 15 V/m, à 20 mètres de 7 V/m.
 
En dessous du faisceau, le champ est beaucoup plus faible et provient en grande partie des antennes des cellules voisines. De nombreuses mesures de champs sont indiquées sur le site Cartoradio de l’ANFR.

 

Schema d’une station de base (d’après un schéma du rapport dgs les telephones mobiles, leurs stations de base et la sante
etat des connaissances et recommandations. 16 janvier 2001)
 
Les valeurs limites d’exposition indiquées par la recommandation européenne sont pour le champ électrique de 41 V/m à 900MHz et de 58 V/m à 1800 MHz. Ainsi pour ne pas les dépasser les distances minimales à respecter à proximité d’une station de base sont 1,5 m pour une antenne micro-cellulaire et 2,5 m pour une antenne macro-cellulaire en face de l’antenne (et non du mât qui la porte là encore), et 0,5 m sur les côtés et en dessous. Pour les professionnels devant intervenir directement sur l’antenne, il est alors recommandé d’interrompre l’émission de celle-ci pendant le temps de l’intervention. Une fiche antenne-relais est disponible sur le site radiofrequences du gouvernement.
 
  c) Connections téléphone  - antenne relais
 
 Au début d’une communication, la puissance émise au niveau du téléphone est maximale puis diminue en quelques secondes jusqu’au niveau minimum nécessaire pour garder une bonne qualité du son (puissance optimale). Si l’utilisateur se déplace, les antennes de plusieurs cellules consécutives vont se relayer amenant, à chaque changement de cellule, le téléphone à émettre pendant un très court instant à sa puissance maximale.
 
 

6. Les bornes et cartes WiFi

Le rayonnement radiofréquence utilisé dans la technologie WiFi a une fréquence de 2450 MHz. La puissance des bornes est au maximum de 100 mW (milliwatts) et dépend du débit de transfert des données. L’intensité du champ électrique décroît proportionnellement avec la distance. On distingue pour les bornes 2 configurations d’exposition, pour lesquelles les valeurs limites recommandées portent sur un paramètre différent :
 
-      A distance normale d’utilisation, supérieure à 20 cm, le champ électrique peut être mesuré et il est toujours inférieur à 6 V/m. La valeur maximale recommandée à la fréquence de 2450 MHz est de 61 V/m.
-      A toute proximité ou au contact, l’exposition est très localisée et est parfois définie « en champ proche » ; il y a dans ces conditions des interférences entre la sonde de mesure et la borne (on parle de « couplage ») et la mesure du champ électrique dans ces conditions n’est pas fiable. Le paramètre d’exposition pertinent est alors le débit d’absorption spécifique ou DAS. Le DAS produit au contact des bornes WiFi varie pour un certain nombre de modèles entre 0,02 et 0,2 W/kg. La valeur limite recommandée pour une telle configuration d’exposition est de 2 W/kg.
 
 

7. Les cartes magnétiques sans contact  (RFID)

Les cartes magnétiques sans contact reçoivent et émettent des informations par le biais des ondes électromagnétiques du domaine des radiofréquences (Radio Frequency Identification Devices). Elles ont trouvé leur rôle dans les cartes de transport sans contact, les badges, et dans le futur en remplacement des codes-barres (étiquettes intelligentes).

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Les lampes fluorescentes et fluo-compactes (LFC ou LBC)

(extrait du rapport de l'AFSSET "Exposition aux LFC" février 2009

Les lampes fluo-compactes sont le résultat du pliage d’un tube fluorescent, associé à la miniaturisation des composants électroniques nécessaires au fonctionnement de ce tube, placés dans un culot d’ampoule standard. Les tubes, d’un diamètre en général compris entre 7 et 20 mm, contiennent un mélange gazeux d’argon et de mercure. Des électrodes placées aux extrémités des tubes permettent l’ionisation du mélange gazeux. La production de lumière par ces tubes résulte de deux processus successifs :
•    Un courant électrique ionise le mélange gazeux, ce qui génère de la lumière dans la gamme des ultraviolets. Cette lumière est invisible mais très énergétique,
•    Elle permet de générer de la lumière visible, par son action sur les poudres fluorescentes disposées à la surface interne du tube. Les pertes dans la conversion énergétique sont dissipées sous forme de chaleur. La couleur de la lumière produite provient essentiellement du mélange de poudres fluorescentes utilisées.
 

Schéma d'une lampe fluorescente et illustration d'une lampe fluo-compacte

La phase d’allumage d’un tube fluorescent standard comprend plusieurs étapes :
•    Le starter est d’abord sollicité, puis le courant circule dans les électrodes aux extrémités du tube, réchauffant le mélange gazeux à proximité.
•    La coupure du courant dans le ballast par le starter provoque une forte surtension, capable d’ioniser le gaz dans le tube, et donc de produire de la lumière. Si cette ionisation est durable, le courant circule normalement dans le starter et le ballast, et la lampe reste allumée. Si ce n’est pas le cas, le cycle recommence, avec plus de chance d’aboutir, le mélange gazeux étant plus chaud qu’initialement.
Dans le cas des lampes fluo-compactes, les starters et ballasts volumineux et fonctionnant autrefois à des fréquences de l’ordre de 100 Hz sont remplacés aujourd’hui par des composants électroniques fonctionnant entre 10 et 60 kHz environ. Cette montée en fréquence permet notamment d’augmenter le rendement énergétique du tube fluorescent.
Les lampes fluo-compactes émettent des champs électromagnétiques dans deux bandes de fréquences principales :
•    des émissions dans le domaine des basses fréquences, dans la bande 10 kHz – 1 MHz liées au système d’élévation de tension : le starter ou le ballast,
•    des émissions dans les hautes fréquences (au-dessus de 100 MHz environ), provenant a priori du tube lui-même.

Exemple de spectre de champs électriques dans les basses fréquences.
(extrait du rapport Afsset »exposition aux LFC » février 2009)
Champ électrique, en V/m, en fonction de la fréquence en MHz
pour une lampe fluorescente compacte disponible sur le marché.
Mesure effectuée à 30 cm de la lampe (Protocole Afsset 2009) réalisée par le CSTB.

Protocole de mesure (extrait du rapport Afsset »exposition aux LFC » février 2009)
•    Les fréquences d’émission concernées sont comprises entre 10 et 60 kHz pour la fréquence fondamentale, et jusqu’à 10 MHz pour les harmoniques. Ce spectre fréquentiel doit être identifié et validé pour chaque lampe testée.
•    L’intensité de l’émission à la fréquence fondamentale doit être évaluée, de même que le rapport d’intensité entre la fondamentale et l’harmonique.
•    Les mesures de champ E et H doivent être effectuées à une distance de 30 cm.
•    Il convient de déterminer la zone de rayonnement maximal de la lampe avant de faire une mesure précise des champs.
•    L’incertitude de la mesure doit être évaluée.
•    Le banc de la mesure doit être évalué et l’incertitude de la mesure évaluée.
Il existe une norme EN 62493 de 2010 (Evaluation d’un équipement d’éclairage relativement à l’exposition humaine aux champs électromagnétiques) qui donne les distances et montages de mesure, les limites d’exposition ainsi que les calculs d’incertitude et de résultat.

Mesures de champ électrique pour 300 échantillons de lampe :
(extrait du rapport CSTB N/Réf. DAE/2010-194/FG/CM)

L'ANSES a émis en 2013 un avis sur les ondes émises par les lampes fluo-compactes dont les illustrations ci dessus sont tirées.