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Champs statiques

Champs statiques

Au 19e siècle, au début de l’ère électrique, les partisans du transport de l’électricité en courant alternatif (50/60 Hz) l’ont emporté sur les partisans du transport en courant continu (0 Hz) (cfr Réseau électrique). Malgré tout, la très haute tension continue est utilisée pour des transports sur de très longues distances, notamment sous la mer et pour interconnecter des réseaux de fréquences différentes (par exemple au Japon, pour l’interconnexion entre les réseaux 50 Hz au nord et 60 Hz au sud).

Et la situation continue à évoluer. En effet, la nécessité de l’interconnexion entre les pays pour assurer les échanges d’électricité (par exemple interconnexion Nemo Link® en mer du Nord et interconnexion ALEGrO) ainsi que la délocalisation des sites de production d’électricité (par exemple le parc éolien en mer du Nord) impliquent le développement de liaisons électriques sur de longues distances, qui sont plus efficaces en courant continu. Par ailleurs, en Belgique par exemple, les trains, hors TGV, fonctionnent également en courant continu.

Remarque : Des informations plus complètes sur les défis du transport en alternatif et en continu sont disponibles à la page Trajet de l'électricité.

 

Champs statiques

Un champ statique est un champ qui ne change pas de sens, contrairement aux champs du réseau électrique (50/60 Hz) ou aux champs radiofréquences (GHz). Ce champ est soit électrique (CE), soit magnétique (CM).

L’intensité du CE statique dépend de la tension, alors que l’intensité du CM statique dépend de la force d’un aimant ou de l’intensité du courant qui circule.

Champ électrique statique (ou électrostatique)

Il existe un champ électrique statique naturel à la surface de la terre.  Il est créé par la différence de potentiel entre la haute atmosphère (l'ionosphère, chargée positivement) et la terre (chargée négativement). Par temps calme, ce champ électrique est de l’ordre de 100 à 150 V/m, mais en cas d’orage, il peut atteindre 15 à 20 kV/m (soit 15 000 à 20 000 V/m).

Le CE statique est également à l’origine de ce que nous appelons les décharges électrostatiques que nous ressentons parfois en descendant de notre voiture par temps froid et sec. Ces décharges sont dues à la génération d’un champ électrique entre la voiture et notre corps, la main par exemple. Si le champ est suffisamment grand, c.à.d. s’il dépasse le champ de claquage de l’air (environ 300 kV/m en fonction de l’humidité de l’air, de la pollution…), l’air devient conducteur et les charges accumulées par la voiture vont s’écouler instantanément vers le sol. Le CE statique au niveau de la main atteint des valeurs supérieures au champ de claquage de l’air.

Les CE statiques qui peuvent être mesurés sous des lignes de transport de l’électricité ou des lignes de train sont respectivement de l’ordre de 20 à 30 kV/m et de 600 V/m. Il faut savoir que ce sont des valeurs maximales, mesurées en l’absence de tout obstacle car le CE est facilement atténué.

Lorsque nous voyageons en train, nous pouvons nous trouver dans des CE statiques de l’ordre de 300 V/m (Source : ICNIRP).

Champ magnétique statique

Les CM statiques sont typiquement ceux qu’on mesure entre les deux pôles d’un aimant. Parmi les aimants que nous utilisons au quotidien, les intensités sont de l’ordre de 10 mT (10 000 µT).

Notre terre est un formidable aimant qui, grâce aux lignes de force du CM statique entre ses deux pôles, nous protège des radiations venues de l’espace. Le champ géomagnétique est de l’ordre de 45 µT en Belgique. Parmi les appareils médicaux, l’IRM utilise un super aimant dont l’intensité peut varier entre 1,5 et 10 T (1 500 000 et 10 000 000 µT).

A proximité des installations électriques en courant continu, on peut mesurer des CM statiques de l’ordre de quelques dizaines de µT sous les lignes de transport d’électricité et de l’ordre de 200 µT sous une ligne de train. Quand on s’éloigne de 5 mètres, on obtient des valeurs inférieures à 10 µT pour les lignes de transport de l’électricité et de l’ordre de 100 µT pour les lignes de train.

Dans un train, le CM statique est de l’ordre de 40 µT. Des valeurs maximales de 120 µT ont été mesurées dans les locomotives alimentées en courant continu (tension de 3 kV DC comme en Belgique, mesures réalisées dans des trains russes et italiens).

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Dernière mise à jour le 06/09/2016

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