RISQUES DES RADIATIONS ÉLECTROMAGNÉTIQUES
Frédéric MARTHALER*, Albino IMPÉRIAL**
*L.D.E.S., Université de Genève, **L.D.E.S., ancien réalisateur à la R.A.I.
MOTS-CLÉS : RISQUES ÉLECTROMAGNÉTIQUES – TECHNOLOGIE - PRÉVENTION
RÉSUMÉ : Tout le monde est plus ou moins conscient des dangers des radiations de toutes sortes, mais le public reste mal informé sur ce sujet d'actualité. On parle sans distinction des menaces des centrales nucléaires, des rayons ultraviolets, des fours à micro-ondes ou des téléphones portables. L'objectif de l'atelier était d'aider les participants à bien distinguer entre radiations ionisantes et non-ionisantes. Des mesures réelles de radioactivité et du smog électromagnétique (radiofréquences et très basses fréquences) ont été effectuées au Centre Jean-Franco, à l'aide d'appareils ad hoc !
SUMMARY : All people are aware of the risks of every kind of radiation, but the public is normally wrong on this relevant subject. It talks without distinction about threats by nuclear power plants, ultraviolet rays, microwaves ovens or cell-phones. The purpose of this lab was to help the participants distinguish between ionized and non-ionized radiation. Measurements of true radioactivity and smog of electromagnetic fields (radiofrequencies and very low frequencies) was made at the Jean-Franco Centre, using suitable instruments.
1. INTRODUCTION
Le sujet est à l'ordre du jour, mais nous n'allons pas prétendre, dans cet atelier, de faire le point définitif de la question. Nous ne donnerons que quelques informations de base exploitables. Les ondes électromagnétiques concernent aussi bien les radiations ionisantes (comme les rayons X) que les radiations non-ionisantes (comme la lumière visible du soleil et les ondes radio)… Tout le monde connaît la nocivité des rayons X ou des rayons ultraviolets. Mais on a suggéré aussi que l'exposition aux champs électromagnétiques (C.E.M.) de basse fréquence, comme à ceux de la radio ou même des lignes à haute tension, serait responsable d'altérations de la santé. Il est question de cancer, de modifications du comportement, de pertes de mémoire, des maladies de Parkinson et d'Alzheimer et de bien d'autres effets néfastes, dont l'augmentation du taux de suicides.
Par ailleurs, très présentes dans notre vie quotidienne, les radiofréquences remplissent de plus en plus notre environnement. Il y a la radio, la télévision, les télécommunications (téléphonie cellulaire, par exemple), ainsi que divers moyens médicaux de diagnostic et de traitement, et même des procédés industriels de chauffage.
Vu la diffusion commerciale spectaculaire des téléphones portables, on s'intéresse maintenant de près à la dosimétrie de proximité des radiofréquences, notamment au voisinage de la tête des utilisateurs, laquelle est exposée au rayonnement de la petite antenne dont sont pourvus les appareils téléphoniques portatifs. Selon des résultats préliminaires, les taux d'absorption spécifiques locaux pour la tête dépasseraient les valeurs correspondant aux principales normes applicables en matière de radiofréquences. Face à de telles préoccupations, l'OMS a lancé un important plan de recherches, qui s'étendra sur plusieurs années. Cette institution est la seule du système des Nations Unies à avoir été chargée d'étudier les effets néfastes pour la santé humaine de l'exposition aux rayonnements non ionisants. Ce projet va évaluer non seulement les effets sanitaires, mais aussi les effets écologiques de l'exposition aux champs électriques et magnétiques statiques ou variables dans le temps pour des fréquences comprises entre 0 et 300 GHz. Ce plan de recherches devrait s'achever en 2005, car on prévoit que, d'ici là, les résultats des études en cours suffiront à se prononcer avec certitude sur le risque sanitaire.
2. ONDES ÉLECTROMAGNÉTIQUES
2.1 La notion d'onde
Qu'est qu'une onde, à proprement parler ? C'est la perturbation locale d'un milieu en équilibre et qui se propage de proche en proche, s'étendant au loin tout en perdant de son ampleur (amplitude). On jette un caillou dans une eau tranquille. En abaissant le niveau du liquide à l'endroit de l'impact, on creuse ainsi comme une sorte de trou momentané. Sous l'effet de la poussée, l'équilibre de la surface horizontale du liquide est perturbée. Le creux est comblé d'eau rapidement, mais la perturbation se répercute alors plus loin, sur les portions avoisinantes du liquide, en un cercle concentrique… Ce dernier joue alors le même rôle que le premier creux et perturbe son voisinage, et ainsi de suite…
C'est une onde mécanique circulaire. À noter que le liquide n'est pas transporté radialement en direction de la propagation ! Une coquille de noix posée sur la surface du liquide le montre bien. Elle ne suit pas la vague. Simplement, elle oscille verticalement, de haut en bas !
2.2 Nature des ondes électromagnétiques
Les ondes radioélectriques fonctionnent également grâce à une interaction entre le champ électrique E et le champ magnétique B. Mais, cette fois, il ne s'agit plus de mécanique. Ce sont des phénomènes électriques et magnétiques qui interagissent entre eux. Tout changement dans le temps d'un champ électrique E (passage du courant électrique dans un conducteur, par exemple) engendre (à angle droit) un champ magnétique B (qu'on pourrait mettre en évidence par l'aiguille aimantée de la boussole). Ce champ magnétique B, qui varie lui aussi dans le temps, crée à son tour un champ électrique E qui lui est perpendiculaire. À son tour, ce dernier est capable de créer, dans l'espace un nouveau champ magnétique B, etc. Ainsi, de proche en proche, mais cette fois dans l'espace à trois dimensions, c'est une perturbation électromagnétique qui se propage ! Tout conducteur électrique (antenne), tout atome (qui contient toujours des charges électriques) se trouvant sur son passage pourrait la mettre en évidence ! (À noter que les lettres en caractère gras (E, B) symbolisent des vecteurs, donc des grandeurs orientées dans l'espace !)
Ces ondes électromagnétiques sont invisibles et se propagent aussi bien dans des corps isolants ou peu conducteurs d'électricité, que dans l'air ou même dans le vide…
Les ondes radio, les rayons gamma, la lumière sont des exemples d'ondes électromagnétiques. Elles progressent toutes à la même vitesse dans le vide : 300 000 km/s ! Appelons c cette vitesse de
propagation ou célérité. Toutes ces ondes ne diffèrent que par la rapidité de leurs oscillations
(changements d'intensité du champ électrique, ou magnétique) en un lieu donné de leur parcours. Cela peut aller de quelques va-et-vient par seconde jusqu'à des milliards de milliards de fois à chaque seconde… Cette fréquence d'oscillations (f) se mesure en vibrations par seconde (s-1) ou, plus simplement en hertz (Hz), du nom du célèbre physicien allemand.
Une autre caractéristique, liée d'ailleurs à celle-ci, est la longueur d'onde. C'est la distance entre deux sommets consécutifs, entre deux crêtes d'onde. Si une onde liquide (une vague) passe sous un pont, la distance de 2 crêtes successives est la longueur d'onde ( ). On comprend alors aisément que le nombre de vagues qui passent par unité de temps sous le pont représente la fréquence de l'oscillation. Par conséquent, le produit des deux grandeurs donne la vitesse de propagation de la
vague : f = c
Cette relation est vraie pour tous les types d'ondes. Lorsqu'on connaît la vitesse de propagation, elle permet de calculer la fréquence si l'on a su mesurer la longueur d'onde, ou l'inverse !
Les ondes E.M. s'étendent sur une immense plage de fréquences. L'ensemble de ces ondes, classées depuis les fréquences les plus basses (quelques dizaines d’Hz) jusqu'aux plus élevées (1021 Hz !) s'appelle le spectre d'O.E.M. Ces ondes n'ont évidemment pas les mêmes propriétés : certaines traversent n'importe quel obstacle, d'autres sont arrêtées par une mince feuille métallique. Une très étroite fenêtre, parmi elles, représentent la lumière visible, qui nous permet de voir les objets qui nous entourent. Les fréquences sont situées entre 3.8x1014 à 7.5x1014 Hz ! Les longueurs d'ondes correspondantes passent de 800 nm à 400 nm environ (Préfixe : n = nano = 1 milliardième !).
Le tableau suivant donnera une idée générale de ce très large spectre.
2.4 Distinction entre radiations ionisantes et radiations non-ionisantes
Plus la fréquence de ces O.E.M. est élevée, plus l'énergie transportée par les O.E.M. est importante. La théorie quantique a montré que certains des paquets d'énergie (appelés photons) sont capables d'emporter sur leur passage les électrons qui gravitent autour des atomes qui constituent la matière. Un atome ainsi privé d'un électron est appelé un ion et le rayonnement capable de "créer" ainsi ces ions s'appelle rayonnement ionisant. Exemples : Rayons ultraviolets, rayons X, rayons gamma… Certaines particules, comme les électrons rapides, les protons, les particules alpha sont aussi "ionisantes" et peuvent être considérées comme un rayonnement. Au cours des manipulations de cet atelier, une démonstration de comptage de particules (rayonnement β) a pu être faite, grâce à un compteur de Geiger-Müller. Tous ces rayonnements sont extrêmement dangereux pour l'homme, et d'ailleurs pour tout être vivant. (Les dangers des radiations ionisantes ont défrayé la chronique plus d'une fois au cours du vingtième siècle : Bombe d'Hiroshima, accident de Tchernobyl, augmentation du rayonnement ultraviolet à cause du "trou" dans la couche d'ozone, etc.)
Tout rayonnement incapable d'ioniser un atome est appelé rayonnement non-ionisant. 2.5 Rayonnement visible (soleil, éclairage artificiel)
Dans la gamme du spectre visible du rayonnement E.M., on distingue toutes les couleurs de l'arc-en-ciel. Suivant l'absorption des corps et leur pouvoir de réflexion, le monde nous apparaît fait de
différentes couleurs. Le soleil nous envoie sa lumière, formée de l'ensemble des couleurs que notre œil est capable de détecter. Elle nous apparaît blanche, ce qui n'est pas une couleur, mais l'ensemble de toutes les couleurs visibles. Le rayonnement de la lumière visible n'est pas ionisant.
Mais le soleil envoie dans l'espace (et donc vers la terre) d'autres fréquences aussi, comme des ondes radio, des ondes infrarouges, que notre œil ne voit pas, mais que nous sentons bien sur la peau par la sensation de chaleur engendrée, des rayons ultraviolets, etc.
2.6 Rayonnement solaire UV
Au-delà du violet, dernière couleur du visible, le soleil envoie aussi un rayonnement qu'on appelle l'ultraviolet (UV). Les rayons UV sont très dangereux et capables d'ioniser certains atomes. (L'énergie d'ionisation de l'atome d'hydrogène est de 13.56 eV, ce qui correspond à la longueur d'onde UV de 91.2 nm !)
On connaît très bien maintenant l'impact des UV sur nos tissus épidermiques, provoquant parfois de graves cancers de la peau ou détruisant notre rétine !
2.7 Rayonnement stimulé
C'est celui qui est produit par le laser. Lorsque le rayonnement d'un laser (qui est continu comme celui d'un émetteur de radio et d'une longueur d'onde bien précise, située souvent dans le visible) arrive sur un corps vivant, il peut aussi endommager ses cellules, à cause d'un échauffement excessif. Il est particulièrement dangereux, même à petite puissance, pour la rétine de nos yeux…
2.8 Rayons X
C'est un domaine particulier des O.E.M. Ce rayonnement a la propriété de pénétrer à travers des corps opaques et permet d'en déceler la structure interne, invisible normalement.
Comme certaines plaques photographiques y sont sensibles, on peut "voir", en quelque sorte, l'intérieur de certaines matières opaques. (Détection des défauts de structure, analyses de pièces archéologiques précieuses et qu'on ne souhaite pas risquer d'endommager par des coupes mécaniques, recherches de lésions internes dans les tissus du corps humain.)
Les rayons X sont ionisants et peuvent être très dangereux. Il est nécessaire de s'en protéger par d'épais tabliers de plomb, comme en utilisent les radiologues lors d'investigations médicales.
2.9 Rayons gamma et particules de haute énergie
Les rayons cosmiques sont constitués de particules extrêmement rapides et contenant beaucoup d'énergie. Suite à des collisions avec des atomes de l'atmosphère, par exemple, ils provoquent de véritables explosions dégageant d'autres particules et provoquent des radiations E.M. ionisantes, comme les rayons gamma ! Les couches élevées de notre atmosphère terrestre nous protègent (normalement) de l'effet très nocif de ces particules et de ces rayonnements !
Toutes les énumérations ci-dessus avaient pour but de bien distinguer entre les rayonnements ionisants, extrêmement dangereux et bien connus, et les rayonnements non-ionisants des O.E.M., moins connus… mais peut-être pas inoffensifs ? Au-dessous des infrarouges (fréquences inférieures à 1012 Hz ou 1000 GHz), les radiations sont non seulement invisibles, mais non-ionisantes. On pourrait penser que, par conséquent, elles ne sont pas dangereuses. Mais, aujourd'hui, on est loin d'en être certain, car les recherches épidémiologiques ne sont pas encore terminées.
Ces ondes sont surtout du domaine de la radio, depuis les très hautes fréquences servant au radar, à la communication par satellite, aux téléphones portables, au chauffage par micro-ondes, la télévision et la radio, de fréquence bien inférieure.
Mais il y a aussi des ondes de très, très basse fréquence, engendrées au voisinage des appareils ménagers et par les lignes à haute tension qui transportent le courant alternatif à 50 Hz ou 60 Hz…
3.1 Lignes à très haute tension
Les lignes à haute tension, qui font désormais partie de nos paysages, assurent la distribution de l'énergie dont nous avons besoin. Les O.E.M. qu'elles engendrent sont relativement faibles, surtout en tenant compte des fréquences très basses.
Elles sont sans doute inoffensives, à grande distance (quelques centaines de mètres)
Cependant, si l'on se trouve à proximité de ces lignes à très haute tension (T.H.T.), de l'ordre de 220'000 volts, on constate que la composante magnétique du champ peut atteindre des valeurs critiques. On peut penser qu'elle pourrait être nocive pour les cellules vivantes. Grâce à certains appareils, il est possible de mesurer l'intensité de ces radiations non-ionisantes.
On commence à s’inquiéter de plus en plus des effets des champs magnétiques assez intenses produits par les lignes à haute tension qui transportent l’énergie électrique sur de très longues distances. Des effets pernicieux ont été observés à quelques mètres des fils parcourus par ces courants électriques. On a vu par exemple des mélèzes dont les branches s'écartaient à proximité de ces lignes T.H.T., comme pour "fuir" le champ magnétique nocif ! Là encore, des recherches sérieuses ont commencé, il n'y a pas très longtemps.
3.2 Les appareils électrodomestiques
Une autre source de préoccupation ce sont les champs magnétiques à T.B.F. produits par les appareils électrodomestiques. Des précautions s’avèrent nécessaires. Il ne faut pas dramatiser, mais plutôt s'ingénier à mieux connaître les principes d'interactions de ces O.E.M. avec le vivant. Il faut surtout se méfier des informations erronées, diffusées par des gens cherchant à vous vendre une protection, sorte de panacée contre tous les rayonnements électromagnétiques. (Voir les nombreux sites Internet ventant des produits miracle qui n'ont aucun fondement raisonnable !)
Ce Smog électromagnétique existe, certes, mais nous nous devons d'être circonspects en attendant d'avoir les informations sérieuses que donneront bientôt les institutions internationales qui se sont lancées dans ces recherches...
4. LES MESURES FAITES AU COURS DE CET ATELIER
Après quelques démonstrations des effets ionisants des particules radioactives, ainsi que des rayonnements gamma et bêta, au moyen d'un appareil à ionisation (compteur de Geiger-Müller), nous avons passé à des mesures concernant les champs électromagnétiques non-ionisants !
Grâce à un instrument sophistiqué et très sensible, permettant de mesurer la composante magnétique des champs alternatifs à basse fréquence, nous avons tenté de faire quelques relevés à proximité de divers appareils ménagers. Ces derniers émettent, justement, des champs magnétiques variables de la même nature que les lignes à T.H.T., par exemple les transformateurs des téléviseurs ou des ordinateurs, ainsi que divers appareils de cuisine… C'est ainsi que les participants ont pu "migrer" avec nous (et nos appareils) dans différentes salles voisines.
Les champs d'induction magnétique sont mesurés en weber / m2, ou tesla. C'est ainsi que nous avons noté, en parcourant les cuisines du Centre Jean-Franco et différents bureaux équipés d'appareils (téléviseurs et ordinateurs), des champs atteignant (dans leur voisinage immédiat) jusqu'à quelques dizaines de microtesla (Symbole : µT. Préfixe µ = micro = 1 millionième). Si l'on se rapporte aux normes publiées (voir article "smog" dans cette publication), cela signifie bien qu'il ne faut pas sous-estimer ces nuisances.
Les normes admises dans plusieurs pays d'Europe fixent un maximum tolérable de 100 µT !
4.1 Four à micro-ondes
La puissance du four à micro-ondes que nous avions apporté était de l'ordre de 500 W. La fréquence autorisée de ces ondes, créées par un tube spécial, est de 2.450 GHz (Giga = 109). Cette fréquence normalisée a été choisie parce qu'elle permet de mettre en vibration la molécule tridimensionnelle de l'eau, ce qui, en conséquence, augmente sa température.
Comme tous nos aliments contiennent une grande proportion d'eau (les légumes comme la viande), ils se réchauffent dès qu'ils sont irradiés par ces ondes. Ainsi on peut les faire cuire rapidement, ou simplement les réchauffer. C'est commode aussi pour dégeler des plats préparés sortant du congélateur. La particularité est que le récipient de verre ou de porcelaine qui les contient ne se réchauffe, lui, que par contact avec l'aliment concerné. On n'a pas pu mettre en évidence scientifiquement des modifications nocives de la nourriture soumise à ces radiations. Les micro-ondes n'altèrent pas les aliments.
Par ailleurs, les parois de la machine sont blindées et même la porte transparente grillagée protège les utilisateurs se trouvant à proximité. (Il est également impossible de laisser la main à l'intérieur du four, un interrupteur associé au mécanisme de fermeture de la porte ne permet pas la mise en marche ! Bien entendu, il faut éviter d'essayer de faire sécher son chat vivant à l'intérieur !)
Cependant, autant le champ magnétique à 50 Hz du transformateur que les O.E.M. de 2.45 GHz peuvent s'échapper partiellement, et ils ne sont pas totalement absents à l'extérieur de la machine. Nos mesures nous en ont convaincus !
Il faut donc de se tenir à bonne distance du four (pas moins d'un mètre, si possible) ! Mais, moyennant cette précaution, cet appareil est inoffensif.
4.2 Les téléphones portables
Les téléphones mobiles sont-ils dangereux pour la santé ? C'est l'un des problèmes les plus actuels touchant au smog électromagnétique ! Lorsqu’on se sert d’un téléphone mobile, il émet de l’énergie sous forme d’onde électromagnétique. Celle-ci est diffusée dans l’environnement par l’antenne de l’appareil. La radiation à haute fréquence est très forte près de l’antenne et diminue fortement avec la distance de celle-ci. L’énergie reste cependant suffisante pour actionner le réémetteur qui transmettra l’appel au correspondant. La situation est alors inversée et l’appellé émettra à son tour de l’énergie radiative pour transmettre à l’appelant la réponse à sa question, par exemple. L’ennui est que les protagonistes ont en général leur appareil plaqué tout près de la tête et que ce rayonnement, si faible soit-il, est sans doute capable de nuire à notre santé. Un G.S.M. (Global System Mobile) de poche a une émission en pointe de 2 watts. Kalle Hellberg, directeur exécutif de Maxicom AB, affirme que le nouveau G.S.M. de poche constitue un risque dix fois plus grand que celui qui est lié à un portable ordinaire… Quelles sont les nuisances auxquelles on peut s’attendre ? Quelles sont les précautions que l’on devrait envisager pour ne pas souffrir de cet état de choses ? La seule réponse qu'on peut donner dès à présent, est simple : diminuer le temps d'exposition à ces ondes en limitant l'usage de ces radiotéléphones au minimum de temps. Il faudrait surtout que les enfants, plus fragiles, évitent d'être des heures avec cet appareil collé à l'oreille !
5. ÉVALUATION ET CONCLUSIONS
L'intérêt des participants a montré que ce sujet ne laisse personne indifférent. Les personnes qui se sont exprimées voulaient surtout voir se préciser dans leur esprit la différence entre radiations ionisantes et radiations non-ionisantes. Tous aussi demandaient une réponse claire concernant les comportements à adopter concernant les fours à micro-ondes et les téléphones cellulaires. L'ensemble des questions qui ont été suscitées dans le public grâce à cet atelier a été pris en compte dans la rédaction finale de cet article et fait en quelque sorte partie intégrante du texte ci-dessus, les questions comme les réponses d'ailleurs ! Cela nous a paru la façon la plus élégante d'établir un résumé sans alourdir un texte déjà assez vaste par sa nature même. Nous allons simplement espérer que très bientôt l'O.M.S. publiera son rapport et que, sur cette base, les gouvernements prendront rapidement les mesures qui s'imposent pour protéger les individus contre ces nuisances. Mais le puissant lobby des fabricants de tous ces appareils sera sans doute un obstacle important !
BIBLIOGRAPHIE
ABI (Associazione Broadcasting Italiana), Campi Elettrici e Magnetici in prossimità delle antenne. REPACHOLI M. H., Projet EMF international, Site Internet du Bureau de l'Hygiène du Milieu intégré et mondial, O.M.S., Genève, 1999.
