BBEMG - Belgian BioElectroMagnetics Group

Belgian BioElectroMagnetics Group

FAQ sur les aspects techniques

FAQ sur les aspects techniques

1. On parle d'ondes électromagnétiques (EM) produites par les courants alternatifs de fréquence moyenne et de champs électriques et magnétiques produits par les courants alternatifs de très basse fréquence (50 Hz). Pourquoi?

Seul un champ statique (c'est-à-dire qui ne varie pas au cours du temps) peut être purement électrique ou purement magnétique. Les lois de l'électromagnétisme impliquent en effet que tout champ électrique variable engendre un champ magnétique et que tout champ magnétique variable engendre un champ électrique : on parle alors de champ électromagnétique.

En pratique, les champs variables que l'on produit artificiellement sont, à distance suffisante de la source, des ondes qui se propagent à la vitesse de la lumière. Or les émetteurs de ces ondes, selon leur géométrie et leur mode de fonctionnement, produisent à leur sortie un champ principalement magnétique ou principalement électrique. On dit alors qu'il s'agit d'un champ proche ou réactif. A « grande » distance de l'émetteur, on trouve effectivement les deux champs perpendiculaires entre eux qui se propagent sous forme d'onde. On parle alors de champ (électromagnétique) lointain.

La « grande » distance dont il est question ici dépend de la fréquence de l'onde. Pour une antenne de téléphonie mobile à 900 MHz, la « grande » distance correspond à quelques centimètres, alors que pour un émetteur radio en ondes courtes à 10 MHz, la « grande » distance correspond à environ une centaine de mètres. A 50 Hz, la « grande » distance correspond à plusieurs milliers de kilomètres. Etant donné que l'amplitude du champ à une telle distance est négligeable, il peut être habituellement négligé. En pratique, à 50 Hz, nous pouvons donc habituellement dire que nous sommes en champ proche et considérer les champs électrique et magnétique séparément.

2. Pourriez-vous m'expliquer le fonctionnement d'une cuisinière à induction?

La particularité d'une cuisinière à induction est qu'elle ne chauffe que les matériaux ferromagnétiques (fonte, fer.) généralement insérés à la base des casseroles ad hoc. Inversement, le cuivre et l'aluminium ne pourront être utilisés sur ce type de plaque.

Cuisinière à induction

Comme cela se fait-il?

Deux mécanismes interviennent:

  • l'induction proprement dite : sous la plaque est disposée une bobine reliée à la source de courant alternatif haute fréquence. La variation du courant dans la bobine crée aux alentours de cette dernière un champ magnétique variable.
    Les expériences de M. Faraday au XIX ème siècle ont montré qu'un courant électrique est créé dans un matériau conducteur lorsqu'il est soumis à un champ magnétique variable.
    Sur base de ce principe, lorsqu'on place une casserole sur la plaque au dessus de la bobine, il se crée dans le métal un courant électrique. La casserole chauffera d'autant mieux qu'elle aura une grande résistance électrique. Dans le cas de courants induits, la résistance d'un objet sera plus importante si le matériau est ferromagnétique, ce qui explique l'usage de ces matériaux dans la construction des récipients destinés aux plaques à induction, la chaleur produite par le passage du courant sera plus importante. Ce qui nous amène à parler de l'effet Joule...
  • l'effet Joule : lorsqu'un courant passe dans une résistance, il chauffe cette résistance (voir par exemple le filament d'une ampoule). Elle "résiste" au passage du courant. De même, le courant qui se crée dans un morceau de métal par induction y génère des pertes par effet Joule et donc un échauffement. Donc, les plaques électriques à induction chauffent directement le métal qui constitue la casserole, qui transfère alors sa chaleur aux aliments. En fonctionnement, la plaque de cuisson restera donc relativement froide étant donné que contrairement à une cuisinière électrique classique, elle n'est pas directement chauffée.

La nature de l'objet posé sur la plaque détermine le bon fonctionnement du dispositif. Il faut que le matériau constituant la casserole chauffe suffisamment lorsque les courants induits circulent.

3. Je possède un appareil permettant de mesurer les champs électromagnétiques. L'échelle des valeurs affichées va de 0.1 - 199.9 Gauss. Comment faire la conversion en µT ? Y a-t-il une concordance entre Tesla et mA/m?

La conversion des Gauss en µT se fait de la manière suivante:

1 Gauss = 0,1 mT (milliTesla)

Convertie en Tesla, l'échelle de votre appareil s'étend donc de 0,01 mT (ou 10 µT) à 19,99 mT (ou 19 990 µT). Cette échelle n'est pas bien adaptée aux mesures dans les environnements domestiques où l'on rencontre le plus souvent des intensités de champs magnétiques de l'ordre du µT.

Concernant votre seconde question, le Système International des Unités recommande d'utiliser les unités suivantes :

  • l'intensité du champ magnétique (noté H) est exprimée en Ampère/mètre (A/m) ;
  • l'induction magnétique, appelée aussi densité de flux magnétique (notée B), se mesure en Tesla (T).

Le rapport entre B et H est la perméabilité magnétique (notée µ), qui a pour dimension des Henry/mètre (H/m):

B = µ . H

La perméabilité magnétique d'un matériau est la faculté que possède ce matériau à canaliser l'induction magnétique, c'est-à-dire à concentrer les lignes de flux magnétique et donc à augmenter la valeur de l'induction magnétique. Cette valeur de l'induction magnétique dépend ainsi du milieu dans lequel il est produit. Dans l'air, B (Tesla) peut être calculé à partir de H (A /m):

B = 1,26 x 10-6 H

Cette formule signifie qu'un champ H de 1 A/m dans l'air sera associé à un champ B de 1,26 microTesla (µT).

4. Nous sommes au début de la construction d'une maison à ossature bois. Nous avons rencontré plusieurs électriciens nous mettant en garde contre les champs électromagnétiques dans ce genre de maison, dont les fibres « auraient tendance à propager nettement plus les champs surtout électriques qu'une construction traditionnelle ». Ils nous disent avoir mesuré des valeurs supérieures à 60 V/m à l'intérieur de ces maisons, avec notamment des effets néfastes sur le sommeil.
Ces électriciens vendent des systèmes à câbles blindés, plus chers que des systèmes traditionnels ... Quel est votre avis sur la question ? S'agit-il de supercherie, ou y a-t-il un réel intérêt à installer des bio-rupteurs et des câbles blindés dans une maison à ossature bois?

Les maisons en bois, n'ayant pas, en général, de hourdis en béton armé, de structure armée, ni de barres de fer dans les murs, laissent effectivement passer le champ électrique lié à des sources extérieures (pylônes à haute tension, transformateurs électriques...) ou intérieures (installation électrique, appareils électriques...).

On pourrait aisément supprimer l'effet du champ électrique externe en plaçant une très fine couche de papier métallisé (ex : papier aluminium), soit attenant à l'isolation, soit contre le toit. Il doit exister de nombreuses possibilités à très bon marché.

Toutefois, il faut bien réaliser que l'effet des champs électriques sur la santé n'est pas prouvé scientifiquement. La norme préconise actuellement de limiter le champ à 10 kV/m soit 10.000 V/m. Soyez totalement assuré que la valeur du champ électrique chez vous, même si la maison était en dessous d'une ligne 400 kV, ne dépasserait pas cette valeur. Avec la feuille en aluminium citée plus haut, le champ électrique sera nul à l'intérieur de l'habitation (sauf près des sources internes bien entendu).

La protection contre les champs magnétiques provenant d'une source extérieure est beaucoup plus difficile (et n'est pas liée à la maison en bois ou non) et demanderait un matériau ferromagnétique beaucoup plus coûteux (pour de plus amples informations sur les caractéristiques de ces matériaux, voir Equipe ACE).

Concernant les champs générés par votre propre installation électrique, il existe sur le marché des câbles électriques blindés (de type VMVB - avec ferrite) qui pourraient les limiter. Les bio-rupteurs seraient également une précaution supplémentaire, car ils mettent l'installation de certains circuits en basse tension quand aucun appareil n'est connecté.

Si vous êtes très sensible à ce problème, nous suggérons que vous protégiez spécifiquement les chambres à coucher qui sont l'endroit où l'on passe 1/3 de son temps. Dans ce cas, on peut utiliser des câbles VMVB et des bio-rupteurs pour les circuits correspondants à ces chambres, et pourquoi pas également les circuits liés aux salles d'eau.

Mais à part ce phénomène, nous rencontrons beaucoup plus de problèmes liés à de mauvaises installations électriques et nous vous recommandons chaudement de faire réaliser ou modifier celle-ci par une entreprise agréée. Nous insisterons tout particulièrement sur les salles d'eau (salle de bain prioritairement) avec installations des différentiels ad hoc. Il faut également veiller à avoir une excellente mise à la terre et à respecter les normes en vigueur pour l'équipotentialité des structures métalliques (radiateurs éventuels, tuyauteries, ...).

5. Ma maison se situe en dessous (8 mètres environ) d'une ligne 20 000 V et à une vingtaine de mètres de deux lignes 63 000 V. Le champ généré par ces trois lignes s'additionne-t-il?

Non, les champs ne s'additionnent pas simplement arithmétiquement. Un champ électrique ou magnétique est un champ vectoriel, il a une direction et un sens. La direction et le sens varie continûment puisque la source varie sinusoïdalement (alimentation triphasée en courant alternatif).

En général, on peut considérer qu'une source triphasée génère en un endroit donné un champ dit tournant (Voir Concept de champs pour de plus amples informations).

Comme le transit d'une ligne, en général, varie avec le carré de la tension, on peut, en première approximation considérer que le champ généré par la ligne 63 kV est environ 10 fois plus élevé que celui généré par la ligne 20 kV. Le fait de se trouver à 20 m au lieu de 8 m compense partiellement cette valeur. En première approximation, le champ peut être estimé à partir de la ligne 63 kV uniquement. Vous trouverez ces valeurs à la page La question du risque sur la santé (voir Analyse de l'exposition - Ligne 70kV). Seule une mesure corroborera cette valeur.

L'addition des champs est donc vectorielle, ce qui peut très bien conduire à une diminution ou à une augmentation. Mais la somme sera toujours inférieure à la somme arithmétique. Tout dépend de la configuration des lignes et bien entendu du transit de courant dans ces lignes.

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Dernière mise à jour le 14/05/2015

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