Les sources de pollution
L’ensemble des appareils électriques que nous utilisons émettent un champ électromagnétique, lorsqu’ils sont en fonctionnement et même s’ils sont seulement mis sous tension. Ce champ va induire des effets électriques et magnétiques à proximité de l’appareillage. On parle de rayonnement électromagnétique lorsque ce champ est transmis dans l’air par effet d’antenne.
Dans notre environnement quotidien, les sources les plus fréquentes de pollution électromagnétique sont :
En Belgique, la transmission de l’énergie s’effectue en courants alternatifs triphasés dont la fréquence est de 50 Hz. Le réseau électrique peut être subdivisé en quatre catégories :
- Le réseau de transport très haute tension (T.H.T.) : 150.000 V, 220.000 V et 380.000 V
- Le réseau de répartition au niveau régional de haute tension : entre 36.000 et 70.000 V
- Le réseau de distribution primaire à moyenne tension : entre 6100 et 15.000 V
- Le réseau de distribution secondaire de basse tension : entre 220 V et 400 V
Chaque ligne électrique émet un champ électromagnétique, association d’un champ électrique et d’un champ magnétique.
La quantité de champ électrique dépend du voltage de la ligne qui reste constant. La quantité de champ magnétique dépend de son ampérage, qui varie selon la charge de courant véhiculé.
La pollution électromagnétique provenant d’une ligne électrique peut être très élevée.
Certains groupes de pression tentent d’interdire la construction d’habitation à moins de 200 mètres d’une ligne de très haute tension à moins de 100 mètres d’une ligne de haute tension. Les caractéristiques de chaque ligne pouvant varier, seule une mesure en situation permet d’évaluer la présence réelle de pollution électromagnétique.
Pourtant, tous les circuits et tous les appareils présents dans une habitation qui sont mis sous tension de courant alternatif sont susceptibles d’émettre une pollution électromagnétique.
Un champ électrique existe toujours autour des appareils et des câbles électriques. Le champ électrique est lié à la tension. Il n’est pas nécessaire qu’un appareil soit allumé pour avoir du champ électrique autour de lui, il suffit qu’il soit branché dans une prise de courant.
Un champ magnétique existe autour des appareils qui sont allumés, c’est-à-dire qui consomment du courant. Le champ d’induction magnétique est lié à l’ampérage.
Le tableau ci-dessous donne une vague idée des intensités de champ électrique et de champ magnétique associés à un certain nombre d’appareils électriques (mesurés à une distance de 30 cm).
Appareil | Champ électrique | Champ magnétique |
Ambiance générale d’une maison avec bonne installation | 1,5 à 5 V/m | 0,2 à 0,4 mG |
Ambiance générale d’une maison mal conçue d’un plan électrique | 10 à 200 V/m | 0,5 à 40 mG |
Radio-réveil | 50 à 70 V/m | 0,6 à 1 mG |
Lampe fluorescente | 200 V/m | 1 à 15 mG |
Ampoule à incanescence | 2 à 50 V/m | 0,5 à 10 mG |
Sèche-cheveux | 40 V/m | 0,1 à 7 mG |
Radiateur électrique | 10 à 150 V/m | 10 à 35 mG |
Téléviseur | 40 V/m | 0,3 à 10 mG |
Couverture chauffante | 200 à 300 V/m | 15 à 20 mG |
Rappelons les normes biocompatibles préconisées en Suède :
Champ électrique | Champ magnétique | |
Zone de repos | 5 V/m | 0,5 mG |
Zone de passage | 10 V/m | 2mG |
Les premiers systèmes mobiles fonctionnaient en mode analogique. Les systèmes mobiles actuels fonctionnent en mode numérique : la voix est échantillonnée, numérisée et transmise sous forme de bits, puis resynthétisée au niveau de la réception.
La téléphonie mobile s’appelle téléphonie cellulaire parce qu’elle repose sur un découpage du territoire en cellule. Chaque cellule dispose d’une antenne relais. Les émetteurs-récepteurs rectangulaires qui sont présents sur les stations d’antenne-relais servent à couvrir l’ensemble de la zone de la cellule. La taille des cellules n’est pas la même sur tout le territoire.
Elle dépend :
- du nombre d’utilisateurs potentiels dans la zone,
- de la configuration du terrain (relief géographique, présence d’immeubles, …),
- de la nature des constructions (maisons, buildings, immeubles en béton, …),
- de la localisation (rurale, suburbaine ou urbaine) et donc de la densité des constructions.
Ainsi, dans une zone rurale où le nombre d’abonnés est faible et le terrain relativement plat, les cellules seront plus grandes qu’en ville où le nombre d’utilisateurs est très important sur une petite zone et où l’atténuation due aux bâtiments est forte. Un opérateur devra donc tenir compte des contraintes du relief topographique et des contraintes urbanistiques pour dimensionner les cellules de son réseau.
Afin d’assurer la continuité du réseau de téléphonie mobile et de transmettre les messages de cellule à cellule, les antennes relais présentes dans chaque cellules sont reliées entre elles ainsi qu’avec une station dite de macro-cellule, soit par câble, soit par faisceaux hertziens. Dans ce dernier cas, on remarque la présence d’antennes rondes, sorte de casseroles cylindriques, dont l’axe est dirigé vers une antenne de même type située sur un pylône voisin.
Les technologies de la téléphonie sans fi évoluent sans cesse. Si les premières générations permettaient de transmettre uniquement de la voix de manière analogique, les troisième et quatrième génération permettent de véhiculer des informations de plus en plus riche : télévision, internet, vidéoconférence. Voici un aperçu de l’évolution des générations de téléphonie et des fréquences utilisées :
Génération | Standard | Signification | Utilisation | Bande de fréquence |
2G | GSM | Global System for Mobile Communication | Permet le transfert de voix ou de données umériques de faible volume | 900 Mhz |
2G | DCS | Digital Communication System | Permet le transfert de voix ou de données numériques de faible volume | 1800 Mhz |
2,5G | GPRS | General Packet Radio Service | Ajoute la transmission d’information découpée par paquets | 900 Mhz 1800 Mhz |
2,75G | EDGE | Enhanced Date Rate for GSM Evolution | Evolution du GPRS qui augmente le débit | 900 Mhz 1800 Mhz |
3G | UMTS | Universal Mobile Telecommunications System | Permet le transfert simultané de voix et de données numériques à haut débit | 1900 Mhz 2100 Mhz |
4G | WIMAX | Worldwide Interoperability for Microwave Access | Permet le transfert simultané de voix et de données numériques à très haut débit | 3500 Mhz |
ur un même station de base (un pylône ou le dessus d’un immeuble), la plupart des antennes qui desservent un même réseau d’opérateur sont disposées en triangle. Chaque élément d’antenne couvre un angle de 120°. Cette disposition permet de couvrir les 360° autour de la station de base.
L’antenne possède un faisceau d’intensité d’émission plus importante au centre qu’en périphérie. On le définit généralement comme lobe principal. Les faisceaux de périphérie sont appelés lobes secondaires.
La téléphonie mobile actuelle fonctionne sur la bande des fréquences proches des 900 Mhz, de 1800 Mhz ou de 2100 Mhz. Ce sont des hautes fréquences (ou hyperfréquences), autrement dit des micro-ondes. Ces ondes sont modulées en amplitudes et pulsées en basses fréquences (2 Hz, 8,34 Hz et 217 Mhz). Le GSM combine donc l’utilisation de basses et de hautes fréquences !
Même lorsqu’il est en veille, autrement dit en attente d’appel, le téléphone portable fonctionne. En effet, même en ”stand by”,
il est toujours en liaison avec une antenne relais et émet (et reçoit) des ondes constantes et pulsées (émises par saccades).
Une des particularités principales des téléphones GSM vient du fait qu’ils adaptent leur puissance d’émission à celle du signal reçu.
Entre d’autres termes, si votre téléphone reçoit un signal faible (peu de barrettes sur l’écran) cela signifie que pour être capté par l’antenne-relais la plus proche, il devra émettre un signal plus fort.
L’utilisateur d’un téléphone cellulaire est exposé principalement en champ proche, alors que la population exposée autour est située en champ lointain. Dans le cas d’exposition en champ proche, le rayonnement électromagnétique est émis directement au contact de la tête. Une grande partie de l’énergie électromagnétique générée par le portable, entre 70 et 80%, pénètre dans la tête sur une profondeur de quelques centimètres. ‘antenne est située dans la partie supérieure, c’est-à-dire très près de la tête, voire contre la tête.
Un téléphone DECT émet jour et nuit des ondes pulsées à une fréquence de l’ordre de 1800-1900 Mhz. La station de base émet en permanence un signal à une distance d’environ 100 m (qui peut varier suivant les modèles). L’émission est maximale lors des communications, tant depuis la station de base que depuis le combiné.
Les téléphones DECT n’ont pas la faculté d’adapter leur niveau de puissance en fonction de la puissance nécessaire. Par conséquent, la station de base et le combiné émettent en permanence une radiation de même niveau en cours de communication, que l’on soit à 1 m de la station de base ou à 100 m.
A titre d’exemple, voici les mesures types d’un téléphone DECT (varient fortement suivant les modèles) :
Distance | Base DECT en veille |
Base DECT en communication |
Combiné DECT en communication |
1 cm | 1,1 V/m | 7,5 V/m | 3,4 V/m |
1 m | 0,9 V/m | 6,7 V/m | 2,5 V/m |
2 m | 0,6 V/m | 5,1 V/m | 1,5 V/m |
4 m | 0,3 V/m | 3,4 V/m | 1,2 V/m |
8 m | 0,2 V/m | 1,6 V/m | 1,1 V/m |
Le Wi-Fi permet de relier des ordinateurs portables, des machines de bureau et même des périphériques au moyen d’une liaison haut à débit grâce à l’utilisation d’ondes pulsées.
Les fréquence d’émission des appareils qui utilisent la technologie Wi-Fi sont de 2,4 GHz et de 5 Ghz. La puissance d’émission d’un modem Wi-Fi est de l’ordre de 30 mW (milliwatts).
Dans un environnement fermé (comme un bureau ou une maison) la portée est de plusieurs dizaines de mètres.
Dans un environnement ouvert (comme à l’extérieur) la portée peut atteindre plusieurs centaines de mètres voire dans des conditions optimales plusieurs dizaines de kilomètres pour la variante WIMAX ou avec des antennes directionnelles.
Ainsi, des fournisseurs d’accès internet commencent à irriguer des zones à forte concentration d’utilisateurs (gares, aéroports, hôtels, trains, etc.) avec des réseaux sans fil connectés à Internet. Ces zones d’accès sont appelées « hot spots ».
La bande de fréquence utilisée est de 2,4 à 2,4835 GHz.
Il existe trois classes de modules radio Bluetooth sur le marché ayant des puissances différentes et donc des portées différentes :
Classe | Puissance | Portée |
1 | 100 mW | 100 mètres |
2 | 2,5 mW | 10 mètres |
3 | 1 mW | 1 mètre |
A titre de comparaison, la puissance d’émission d’un GSM est comprise entre 10 mW et 2W. La puissance d’un combiné de téléphone sans fil DECT est de 10 mW.
Les anciens appareils de surveillance des bébés fonctionnaient sur des fréquences analogiques de 27,4 Mhz, voire 433 Mhz. La nuisance principale provenait alors de l’alimentation électrique. En plaçant l’émetteur à plus de 2 mètres du bébé, il était protégé de toute pollution électromagnétique.
Actuellement, les babyphones présents sur le marché utilisent fréquemment la technologie DECT (1900 – 2400 Mhz). Les nuisances en présence sont identiques à celles d’un téléphonie sans fil DECT qui émet en permanence une pollution électromagnétique importante.
C’est l’ingénieur Percy Spencer, lorsqu’il travaillait à la construction de radars utilisés par les militaires, qui eu l’idée d’utiliser les micro-ondes pour cuire les aliments. En 1946, la société qui employait cet ingénieur (Raytheon) a breveté le procédé de cuisson par micro-ondes et en 1947 elle construisit le premier four à micro-ondes qu’elle commercialisa.
Les four micro-ondes utilisent des rayonnements électromagnétiques qui ont une fréquence de 2,450 GHz (fréquence de vibration de l’eau). Ils ont la particularité de faire vibrer les atomes d’hydrogène contenus dans les molécules d’eau. Cela a pour effet de provoquer leur échauffement, et donc d’échauffer le liquide ou l’aliment contenant de l’eau qui se trouve dans le four soumis à ce rayonnement électromagnétique. Pour éviter que certaines parties de l’aliment ne soient brûlées ou que d’autres restent froides il faut que les ondes atteignent tous les endroits de l’aliment. Pour ce faire, l’aliment est déposé sur un plateau tournant.
Ainsi lorsque les parois de la cavité du fours font réfléchir les ondes, celles-ci atteignent différents endroits de l’aliment mis sur le plateau tournant, ce qui assure une distribution plus ou moins homogène des ondes dans l’aliment. Le boîtier métallique du four à micro-ondes et la grille métallique de la porte retiennent la plus grande partie du rayonnement à l’intérieur du four. Une petite partie de ce rayonnement s’échappe du four sous forme de rayonnement de fuite (dans ma petite expérience, je n’ai pas encore eu la chance de rencontrer de four à micro-ondes qui gardait les hyperfréquences uniquement à l’intérieur).