Notions élémentaires

Ondes et champs électromagnétiques

Ondes électromagnétiques

Les ondes électromagnétiques sont une forme d'énergie constituée des vibrations des champs électriques et magnétiques. Les champs électriques sont produits par les forces des charges électriques et les champs magnétiques sont formés lorsque les charges électriques sont en mouvement. Lorsqu'un appareil électrique est branché, un champ électrique se forme autour de l'appareil. C'est lorsque l'appareil est allumé et que le courant circule qu'un champ magnétique est produit.

Sources habituelles de rayonnements électromagnétiques

La principale source naturelle de rayonnements électromagnétiques est le soleil. L'énergie électromagnétique naturelle (les rayons du soleil) est nécessaire à la photosynthèse des plantes. Les sources qui proviennent de la main de l'homme comptent pour la majorité des rayonnements électromagnétiques dans notre environnement. À cause de la prolifération de nouveaux appareils technologiques à la maison et au travail, nous sommes chaque jour exposés à des rayonnements électromagnétiques. Les appareils électriques ménagers comme les séchoirs, les cuisinières électriques, les lampes fluorescentes, les fours micro-onde, les chaînes stéréo, les téléphones mobiles, les ordinateurs ainsi que les transmetteurs qui les font fonctionner émettent des champs électriques et magnétiques d'intensités variables.

Mesure des champs électromagnétiques

La longueur d'onde et la fréquence caractérisent les champs électriques et magnétiques. La longueur d'onde est la distance parcourue par une onde dans un cycle d'oscillation et se mesure en mètres La fréquence se mesure par le nombre de cycles par seconde et l'unité est le Hertz (Hz). Un cycle par seconde égale un Hertz. Un kilohertz (KHz) égale 1000 Hertz, un mégahertz égale un million de Hertz et un gigahertz égale un milliard de Hertz. La fréquence d'une onde est inversement proportionnelle à sa longueur. La formule mathématique est simple : La fréquence multipliée par la longueur d'onde est égale à la vitesse de la lumière. À 50 Hz, la longueur d'onde est de 6 000 Km tandis qu'à 100 MHz, la longueur d'onde est de 3 mètres.

Le spectre électromagnétique se divise en bandes ionisantes et non ionisantes, selon l'impact des ondes sur les tissus biologiques.L'ionisation se produit lorsqu'un électron est retiré de sa position normale dans l'atome ou la molécule et peut endommager les tissus, même le bagage génétique. La portion ionisante du spectre électromagnétique comprend les ultraviolets et les rayons gamma et X. La longueur d'onde est alors très courte et la fréquence et l'intensité très élevées. La portion non-ionisante comprend les ondes mégamétrique, les ondes radio, les micro-ondes dans les bandes fréquence de communication radio, les infrarouges et la lumière visible. Les ondes radio sont généralement comprises entre 30 kHz et 300 GHz. Les micro-ondes sont une catégorie d'ondes radio.

Le tableau ci-dessous décrit d'autres termes utilisés pour mesurer les champs électromagnétiques.

Terme	Unité	Commentaires
Fréquence	Hertz (Hz)	Nombre de fois qu'une onde atteint sa valeur maximale en une seconde.
Intensité du champ électrique	Volts/mètre (V/m)	Représenté par "E"
Intensité du champ magnétique	Ampères/mètre (A/m)	Représenté by "H"
Densité du flux magnétique	Tesla (T), ou Gauss (G), ou 10 000 G = 1T	Représenté by "B"

B=µH, µ représente la perméabilité magnétique.

Pour les basses fréquences, comme les lignes électriques, on utilise habituellement les unités de densité du flux magnétique. Le champ magnétique est donc exprimé en mG (milliGauss) ou en lT (microTesla) où 1 mG = 10 lT. La terre produit un champ magnétique statique qui s'étend de 350 à 700 milliGauss (mG), à la surface de la planète et qui varie légèrement selon les rythmes journaliers et annuels. Il existe également un champ électrique naturel résultant de la variation de la différence de charges entre la terre et l'atmosphère.

Pour les fréquences radio, l'unité de mesure utilisée dépend de si la source d'énergie est éloignée ou proche la personne exposée. La densité de pouvoir est utilisée en champ éloigné, c.-à-d. lorsque la mesure est prise à une distance de plusieurs longueurs d'ondes de la source RF. La télévision, la radio, les antennes et les tours de transmission de téléphone cellulaire sont des sources en champ éloigné. La densité de pouvoir se définie comme le taux d'énergie qui circule au travers d'une surface connue. Elle se mesure en watts par mètre carré (W/m2, or in mW/m² or /cm²). (Un mW égal 0,001 watt de puissance et un µW égale 0,000001 watt). Donc, 1mW/cm² = 1,000 µW/ cm² ou 10 W/m²

D'un autre côté, l'exposition en champ proche est l'exposition à proximité d'une source électromagnétique. Les téléphones cellulaires, les fusils radar et certains électroménagers sont des exemples de source de rayonnement en champ proche. Pour l'exposition en champ proche, on utilise le Débit d'absorption spécifique (DAS). On le définit comme le taux d'absorption de l'énergie par unité de masse et s'exprime en W/kg. Le DAS mesure la quantité d'énergie RF absorbée par le corps. The measurement is difficult, and is usually derived from measures of power density. Une section de ce site sous "téléphones sans-fil" parle du DAS.