Chroniques  La chronique d'ABS 31

Les ondes électromagnétiques : téléphones portables et antennes relais

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Téléphones portables et antennes relais

« Sans mon téléphone, je ne suis pas bien » déclare Lidia, 15 ans ; « J’envoie 10 à 20 textos par jour, mon portable fait partie de moi. Comme un bijou fétiche, je ne peux m’en séparer. Le mien est nouveau, je vais l’équiper d’un sticker clignotant et d’une coque rouge, la couleur de mes portables. Photos, jeux, agenda et Internet me servent plus que la fonction téléphone, et je préfère les textos aux appels. J’en envoie 10 à 20 par jour. Une conversation, une engueulade, ça chiffre vite ! » déclare à son tour Leyla, 24 ans ! Dans ce magazine pour les jeunes, on trouve même un test pour savoir : « Comment es-tu avec ton portable ? » De quoi rêver ! En France, 9 jeunes sur 10 n’imaginent plus le monde sans portable ! 64% des 11-19 ans en possèdent un, et ce chiffre grimpe même à 88% chez les 17-19 ans. En bonnes pipelettes, les filles sont à 10% plus équipées que les garçons, mais tous craquent pour la personnalisation : 64% ont déjà téléchargé une sonnerie, 54% un logo et quatre sur dix se sont offert une nouvelle façade !

                Le portable est devenu la nouvelle drogue de l’an 2000 ! On peut pratiquement tout lui demander (à tel point qu’on en oublierait presque sa fonction première !) : on envoie des photos, de la musique, on écrit des SMS, on télécharge des jeux... Bref, un outil vraiment performant, voire indispensable ! Seulement voilà, tout n’est pas si rose !

                La terre se couvre de stations émettrices relais destinées au fonctionnement des téléphones mobiles cellulaires. Le nombre de ces derniers est en constante augmentation : on estime qu’il y avait 100 millions d’abonnés au téléphone mobile cellulaire dans le monde en 1996 dont 1,5 million en France. Il est prévu, pour l’an 2000, 240 millions d’abonnés sur terre, dont 5 millions en France.

                Les téléphones mobiles cellulaires et leurs stations relais émettent des ondes électromagnétiques, essentiellement des hyperfréquences (ou micro-ondes) à des fréquences de 900 Mégahertz, 1 800 Mégahertz et 2 000 MHz voire plus, à court terme. Ces fréquences sont proches de celles du four à micro-ondes qui, lui, émet en 2 450 Mégahertz. Certes la puissance des rayonnements hyperfréquences générés est différente :

- 500 à 1 000 Watts pour le four à micro-ondes,

- 1 à 2 Watts pour les téléphones mobiles cellulaires portables,

- 7 à 8 Watts pour les téléphones mobiles cellulaires de voiture,

- Plusieurs dizaines de Watts pour les stations relais.

Dans le four à micro-ondes, des sécurités, visant à empêcher la sortie des ondes hyperfréquences de l’enceinte du four, sont prévues (j’ai déjà largement abordé le problème des fours à micro-ondes dans le journal HS d’ABS 31 n° 20).

Ceci n’est pas le cas des téléphones mobiles cellulaires qui émettent leur rayonnement hyperfréquence directement au contact de la tête de l’utilisateur (exposition en « champ proche »). Selon des études récentes, les téléphones mobiles cellulaires de type digital émettent également des extrêmement basses fréquences (ELF) à des niveaux élevés, ELF dont on connaît par ailleurs les risques pour la santé (puisque nous les avons largement analysé dans le journal d’ABS 31 n° 22).

La résolution n° 33-0280/92 du Parlement Européen constate que : « Dans la bande de fréquences de 100 KHz à 300 GHz, il y a 50 ans, on mesurait à peine 10 Pico Watts par cm² dans nos pays. Actuellement et selon les endroits, des valeurs de 1 million à 100 millions de fois plus élevées sont mesurées, du fait de l’explosion des télécommunications. Dans la fréquence micro-ondes, le développement de l’usage du téléphone mobile cellulaire qui nécessite l’installation de réseaux importants d’antennes de transmission sur tout le territoire des pays industrialisés, va certainement augmenter l’exposition ».               

Les études scientifiques qui mettent en évidence les effets nocifs de ces appareils sur le cerveau se multiplient. Contrairement à ce qui se passe dans les pays anglo-saxons où la méfiance vis-à-vis de la téléphonie mobile est très forte (si les possesseurs de portables y sont plus nombreux, ils en font un usage modéré), en France, le public et les médias s’en tiennent généralement à ce que disent les fabricants, à savoir que les téléphones cellulaires sont totalement inoffensifs. Qu’en est-il exactement ? Nous allons essayer d’apporter des précisions sur les hyperfréquences (ou micro-ondes) en général, sur les téléphones mobiles cellulaires et leurs stations relais, en particulier.

I – RAPPEL DE QUELQUES NOTIONS FONDAMENTALES :

1 – Généralités :

Les hyperfréquences sont des radiations non ionisantes (c’est-à-dire qu’elles ne provoquent pas de rupture des liaisons à l’intérieur des molécules) faisant partie du spectre électromagnétique et plus précisément des radiofréquences (figure 1). Comme toutes les ondes électromagnétiques, elles se caractérisent par :

- Leur fréquence (F) exprimée en Hertz (Hz : 1 Hz = 1 oscillation par seconde) ou en unités plus élevées, le Kilohertz (1 KHz = 10 puissance 3 Hz), le Mégahertz (1 MHz = 10 puissance 6 Hz) et le Gigahertz (1 GHz = 10 puissance 9 Hz). Les hyperfréquences vont des fréquences de 300 MHz à 300 GHz.

- Leur longueur d’onde :

     * Pour le four domestique à micro-ondes, la fréquence en France est de 2 450 MHz (2,45 GHz), à laquelle correspond une longueur d’onde de 12,2 cm.

                * Pour les téléphones mobiles cellulaires fonctionnant en 900 MHz, la longueur d’onde est de 33,3 cm ; elle est de 16,6 cm pour les téléphones mobiles cellulaires qui émettent en 1 800 MHz.

Les micro-ondes peuvent être émises en continu (CW), en pulsé (PW) et être modulées en amplitude (AM) et (ou) en fréquence (FM).

2 – Notion d’exposition en champ proche et en champ lointain :

Schématiquement, l’exposition d’un sujet est dite en « champ proche » lorsque la source émettrice de l’onde hyperfréquence est à une distance inférieure à une longueur d’onde et en « champ lointain » lorsque la distance est supérieure à une longueur d’onde.

Exemples :

Pour le courant électrique de fréquence 50 Hz, la longueur d’onde est de 6 000 km, dans ce cas, l’exposition est en « champ proche » car le sujet est toujours à moins d’une longueur d’onde d’une source émettrice.

- Dans le cas du four domestique à micro-onde, dont la longueur d’onde est de 12,2 cm, c’est-au delà de cette distance que le sujet est exposé en « champ lointain ».

- Dans le cas des téléphones mobiles cellulaires, l’exposition est en « champ proche » dans un rayon de 33,3 cm pour ceux qui fonctionnent en 900 MHz, et dans un rayon de 16,6 cm pour ceux qui utilisent le 1 800 MHz.

- Enfin, les stations relais des téléphones mobiles cellulaires exposent les populations en « champ lointain » car les sujets se trouvent à des distances de plusieurs longueurs d’onde de la source émettrice. Les personnels de maintenance de ces équipements risquent, au contraire, une exposition en « champ proche ».

En fait, la notion de champ proche et de champ lointain est beaucoup plus complexe, mais nous ne rentrerons pas davantage dans le détail afin de ne pas compliquer davantage !

3 – Le taux d’absorption spécifique (TAS) :

La mesure la plus répandue et la plus utile pour évaluer le rayonnement d’un portable s’appelle le SAR, specific absorption rate, en français taux d’absorption spécifique ou TAS. Comme son nom l’indique, elle donne, plutôt que la puissance d’émission, la quantité de radiations effectivement absorbée par les tissus humains à proximité du combiné téléphonique. Cette quantité dépend non seulement de la puissance, mais aussi de la façon dont l’antenne du portable est conçue et située, ce qui va influer sur la partie du rayonnement émise en direction de l’oreille et du cerveau.

Les normes actuelles sur le SAR sont, dans la plupart des pays, des limitations volontaires pratiquées par les fabricants en accord avec les recommandations des organismes spécialisés, et non des règles obligatoires.

Dans le cas de l’exposition du corps entier (cas des populations exposées aux hyperfréquences des stations relais de téléphones mobiles cellulaires ou de stations de radio télévision), le TAS ne doit pas dépasser 0,4 W/kg pour les travailleurs et 0,08 W/kg pour le public et cela pour des intervalles de temps n’excédant pas 6 minutes

Pour une irradiation locale (cas de la tête), le TAS a été fixé à 10 W/kg pour les travailleurs et à 2 W/kg pour le public (ces valeurs correspondant à la moyenne pour chaque masse tissulaire de 10 g et à des intervalles de 6 minutes).

PS : Le TAS de 0,08 W/kg pour le corps entier peut être dépassé au niveau de certains tissus, tels que la joue et l’orbite (1,1 W/kg) chez les utilisateurs de téléphones mobiles cellulaires, tout en restant inférieur à la limite de 2 W/kg pour la tête.

Ces normes sont établies en se basant uniquement sur l’effet thermique, c’est-à-dire qu’elles nous garantissent que les ondes ne chaufferont pas nos tissus de plus d’un ou deux dixièmes de degré. Si, comme on peut le penser au vu de certaines recherches (citées ultérieurement), des effets nocifs sont à craindre à des niveaux inférieurs au seuil thermique et actuellement non déterminés, on aura intérêt, par mesure de précaution, à rechercher les valeurs du SAR les plus basses possibles. D’où l’utilité pour nous consommateurs, d’avoir accès à ces données.

Que disent les mesures actuelles ? A la fin de l’année 2000, une étude suisse donne une estimation du SAR pour 28 modèles de portables parmi les plus vendus en Europe. Les résultats de cette étude montrent que tous les appareils se situent dans les normes, mais qu’il existe des différences marquées d’un modèle à l’autre. Ces variations n’ont rien à voir avec les marques – chaque fabricant possède dans sa gamme des appareils plus ou moins performants – ni avec le modernisme – certains modèles parmi les plus récents sont aussi ceux qui émettent le plus de rayonnement.

Pour donner un ordre d’idées, dans l’échantillon étudié, les records du SAR le plus haut appartiennent aux téléphones Ericsson T28S (1,27), NEC DB 4000 (1,23), Siemens C35i et Nokia 6210 (ex aequo avec 1,19). On trouve les SAR les plus bas sur les modèles Motorola T2288 (0,54), Nokia 8890 (O,53), Trium Aria (0,48) et surtout Nokia 8850 (0,22).

                Pour les appareils digitaux, le trophée du SAR le plus haut est attribué au Bosch GSM-908 (1,59), suivi par Philips Genie 900 (1,52) et Ericsson LX-588 (1,51), suivi par Phillips Genie 900 (1,52) et Ericsson LX-588 (1,51). Les modèles au SAR le plus bas sont Hagenuk (O,28), Qualcomm PDQ-1900 (0,26), et Motorola Startac 7860 ou Satellite (0,24).

                4 – Interactions des hyperfréquences avec la matière vivante :

                Une onde hyperfréquence (ou micro-onde) qui entre en contact avec un tissu vivant est susceptible de créer des effets thermiques et des effets athermiques ou « spécifiques ».

                A – Effets thermiques :

                Ils résultent de l’action de l’onde électromagnétique sur les molécules chargées électriquement et dont l’eau est le meilleur exemple. Les molécules d’eau présentes dans le tissu vont osciller à la fréquence de l’onde incidente, créant des frictions internes responsables de l’apparition de chaleur dans le tissu irradié.

L’échauffement sera plus ou moins étendu et intense selon la nature des tissus traversés par l’onde hyperfréquence et leur richesse en eau. Des tissus tels que la graisse, les os, à faible teneur en eau, sont plus facilement pénétrés par l’onde hyperfréquence que des tissus tels que les muscles ou la peau plus riches en eau.

                Lorsque l’échauffement est le fait de la composante champ magnétique de l’onde hyperfréquence, on parle de chauffage par induction : c’est le cas des corps métalliques (prothèses, stérilets...) qui peuvent être échauffés par l’onde hyperfréquence. Il peut en résulter des points chauds pouvant être dangereux ou être la cause de dysfonctionnement d’appareils médicaux tels que les stimulateurs cardiaques, les pompes implantées délivrant des médicaments, les appareils de surveillance cardiaque...

                Lorsque l’échauffement est le fait du champ électrique de l’onde hyperfréquence, on parle de chauffage par effet diélectrique : c’est ce chauffage par effet diélectrique qui est responsable, par exemple, de l’élévation de la température des aliments placés dans un four à micro-ondes domestique.

                B – Effets non thermiques ou spécifiques :

                Des effets biologiques sont rapportés pour de faibles, voire très faibles densités de puissances des hyperfréquences (inférieures à 1mW/cm²). Pour certains scientifiques, ces effets résulteraient de faibles élévations de température dans les tissus irradiés, non décelables par les techniques actuelles.

                Dans le cas des téléphones mobiles cellulaires et de leurs stations relais, ce sont ces effets non thermiques ou spécifiques qui sont à considérer.

                5 – Utilisation des hyperfréquences :

                Les hyperfréquences (ou micro-ondes) sont utilisées dans de nombreux domaines :

                A – Domaine industriel :

                Dans ce cas, le but souvent recherché est la production de haute température à l’intérieur de matériaux les plus divers : séchage de carreaux de plâtre, de pâte à papier, collage et séchage du carton, séchage des encres d’imprimerie, vulcanisation du caoutchouc, séchage des fibres textiles...

                D’autres utilisations existent, telles que la détection électromagnétique (principe des radars), le transport de signaux par hyperfréquences (télécommunications, télévision...).

                B – Domaine domestique :

                Le four à micro-onde domestique (voir journal d’ABS 31 HS n° 20) : L’énergie transportée par les micro-ondes est abandonnée à l’intérieur même de l’aliment, ce qui réalise un chauffage à coeur de l’intérieur vers l’extérieur, contrairement au chauffage traditionnel. L’augmentation de la température de l’aliment est d’autant plus rapide que sa teneur en eau est élevée. (voir figure 3)

C – Domaine biomédical :

Les hyperfréquences sont utilisées pour :

- La lutte contre les parasites : désinsectisation des céréales infestées par les charançons, les acariens, stérilisation des bacs à sable afin de détruire les oeufs de vers parasites (taenia, ascaris...) ;

- Leur action favorable sur la germination des graines, la lutte contre certains cancers, par hyperthermie micro-ondes, tel le mélanome chez la souris ou en association avec d’autres traitements comme la chimiothérapie ou les rayons X ;

- Le traitement des méningiomes (tumeur bénigne se développant au niveau des enveloppes du système nerveux central) cérébraux ;

- L’accélération de la regénération des nerfs ;

- Les opérations de polypes de la vessie.

1 – Les micro-ondes atteignent les molécules d’eau des aliments

2 – Le champ magnétique aligne les molécules dans un sens…

3 - … puis dans un autre. Ces mouvements brusques et répétés provoquent des frottements qui produisent la chaleur.

* La Chaleur des ondes :

Les ondes radio transportent de l’énergie selon une relation simple : plus elles sont courtes, plus l’énergie est grande. Ce qui explique le fort pouvoir calorifique des fours à micro-ondes.

* Agitation moléculaire :

Comme celui du radar, le cĹ“ur du four est constitué d’un magnétron qui produit des ondes électromagnétiques à la fréquence de 2450 MHz. On sait que l’eau est un excellent conducteur de l’électricité : chaque mélécule d’eau présente une charge électrique et se comporte exactement comme une aiguille aimantée dans un champ électrique. Dans le four à micro-ondes, les molécules d’eau ne restent donc pas insensibles aux variations du champ magnétique dans lequel elles baignent. Chacune d’elles change de sens deux millions et demi de fois par seconde. Et comme les aliments en comptent 125 milliards de milliards par millimètre cube, cette formidable agitation moléculaire dégage suffisamment de chaleur pour provoquer la cuisson.

                6 – Les téléphones mobiles :

                Les portables des années 1980 et du début des années 1990 étaient tous analogiques, ils émettaient en continu sur des fréquences d’environ 450 mégahertz et nécissitaient des puissances plus grandes. Aujourd’hui, les systèmes les plus répandus, comme le GSM qui domine en Europe, utilisent la transmission numérique ou digitale. Ils émettent sur des fréquences plus rapides, 900 mégahertz ou 1 800 mégahertz, ils ont besoin de moins de puissance en moyenne, mais plus dans les crêtes, et surtout leur signal possède une particularité nouvelle, il est modulé ou pulsé. L’information n’est pas transmise en continu mais en « paquets », avec des périodes d’émission et d’interruption, deux cent dix sept fois par seconde. Cette basse fréquence pulsée de 217 hertz est audible sous forme de grésillement quand on approche un téléphone portable d’une chaîne hi-fi ou d’un poste de radio. Et, selon certains chercheurs, elle serait particulièrement en cause dans les effets biologiques. Deux grandes catégories de téléphones mobiles celllulaires coexistent actuellement : le téléphone mobile cellulaire portable individuel et le téléphone de voiture. Ces téléphones peuvent être de type numérique ou digital. Leur puissance d’émission (puissance crête) est de 1 à 2 Watts pour les portables et peut atteindre 8 Watts pour les téléphones de voiture.

                A – Le téléphone sans fil :

Il est différent du téléphone mobile cellulaire, car il est relié à une unité centrale branchée sur une ligne téléphonique classique. Sa portée maximale, c’est-à-dire la distance entre le combiné et l’unité centrale permettant de communiquer est de 200 à 400 m selon les obstacles rencontrés. Le téléphone sans fil a besoin d’une énergie plusieurs dizaines de fois plus faible (quelques mW) que celle nécessaire au téléphone mobile cellulaire (1 à 8 W) et il utilise soit des fréquences semblables à celles des téléphones mobiles cellulaires (1.880 à 1.900 MHz), soit des fréquences plus basses (49 ou 27 MHz). Il fonctionne, selon les modèles, soit en analogique soit en digital. Des valeurs fortes du champ électrique peuvent être mesurées sur certains appareils.

                7 - Cas particulier des émetteurs de radio télévision :

                Ce type d’émetteur génère dans l’environnement des ondes électromagnétiques de fréquences ultra courtes (VHF) de l’ordre de 30 MHz à 300 MHz et des fréquences plus élevées qui sont des hyperfréquences (UHF) de l’ordre de 1 GHz, il se caractérise par :

- Des hauteurs de tours plus importantes que celles des stations relais des téléphones mobiles cellulaires : 200 à 300 m contre quelques dizaines de mètres de haut ;

- Des densités de puissances d’émissions souvent plus élevées : plusieurs centaines de KW contre quelques dizaines de KW pour les stations relais de téléphones mobiles.

Ces émetteurs de télévision envoient dans l’environnement, comme les stations relais de téléphones mobiles, des hyperfréquences, mais sur des distances plus grandes (plusieurs dizaines de kilomètres).

Comparaison des puissances émises :

Emetteur TV > Station relais>Téléphone voiture>Téléphone mobile cellulaire

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