CEM Et Telephonie Mobile | GSM | Compatibilité électromagnétique\nenregistrerEnregistrer CEM Et Telephonie Mobile pour plus tard\nW. PIRARD, Ingnieur Civil en Electronique, Chef de la Section Electronique Applique.\nUNITES ET ABREVIATIONS PREAMBULE 1. RAPPEL DE QUELQUES NOTIONS DELECTROMAGNETISME 2. UTILISATIONS DES ONDES ELECTROMAGNETIQUES 3. CARACTERISTIQUES DES RESEAUX DE TELEPHONIE MOBILE (TETRA, GSM 900 ET DCS 1800) 4. EFFETS DES CHAMPS ELECTROMAGNETIQUES\n4.1. 4.2. Effet thermique Effets athermiques\n5. NORMES ET RECOMMANDATIONS 6. CHAMPS MESURES A PROXIMITE DANTENNES-RELAIS\n6.1. 6.2. 6.3. Champ dans le faisceau dune antenne panneau Champ derrire, en dessous et au-dessus d'une antenne panneau Antennes utilises dans les micro-cellules et pico-cellules\n7. COMPARAISON AVEC DAUTRES SOURCES DE CHAMPS\n7.1. 7.2. 7.3. Portable GSM Tlphone sans fil Emetteurs de forte puissance\nCEM et tlphonie mobile\n8.1. 8.2. 8.3. 8.4. 8.5. 8.6. 8.7. 8.8. 8.9. Pacemakers et implants actifs Interdiction dutiliser les tlphones portables dans les hpitaux Augmentation du nombre dantennes due la concurrence entre oprateurs Confusion entre frquence et puissance - Profondeur de pntration Regroupement dantennes de plusieurs oprateurs sur un mme site Distances de scurit Lobes secondaires dune antenne Travaux proximit dune antenne de radiocommunication mobile Rmetteurs passifs\n29 30 30 30 31 32 33 34 35\n9. CONCLUSIONS ANNEXE DETERMINATION DE LINTENSITE DUN CHAMP ELECTROMAGNETIQUE A.1. METHODES DE MESURES\nA.1.1. A.1.2. Mthode bande large Mthode slective\n36 40 40 40\nA.2. METHODE DE CALCUL\nA.2.1. A.2.2. Zones entourant une source des champs Formules applicables en pratique\nGrandeurs Champ lectrique Champ magntique Champ lectromagntique Densit de puissance Frquence Symboles E H C.E.M. S f Units volt par mtre ampre par mtre watt par mtre carr milliwatt par mtre carr microwatt par centimtre carr hertz kilohertz mgahertz gigahertz mtre watt par kilogramme milliwatt par kilogramme W/m mW/m W/cm Hz kHz MHz GHz m W/kg mW/kg Abrviations V/m A/m\nLongueur donde Taux dAbsorption Spcifique (ou specific Absorption Rate ) Notes : 1 mW/m = 0,001 W/m 1 kHz = 1000 Hz\n1 W/cm = 10 mW/m 1 MHz = 1.000.000 Hz 1 GHz = 1.000.000.000 Hz\nEn 2000, lISSeP avait publi les rsultats dune campagne de mesures des champs lectromagntiques (CEM) gnrs par les antennes-relais de tlphonie mobile ( et ) ; cette tude avait t ralise la demande de la Direction gnrale des Ressources naturelles et de lEnvironnement (DGRNE) du Ministre de la Rgion wallonne. Le prsent document rappelle les principaux rsultats dj publis en 2000 et comprend une mise jour des rglementations relatives lexposition aux CEM ainsi quun expos plus gnral qui devrait permettre aux personnes nayant aucune notion dlectromagntisme dapprhender le sujet. Le lecteur uniquement intress pas les rsultats essentiels trouvera ceux-ci aux 6 9. En matire de CEM, les questions qui reviennent de manire rcurrente sont dordre technique et dordre biologique : quel est le niveau dexposition produisant des effets nfastes pour la sant et quel niveau sommes-nous exposs ? Alors que la premire question na pas encore reu de rponse dfinitive, il est possible dapporter des rponses claires et irrfutables la seconde question, puisquelles sont vrifiables sur le terrain , pour autant, bien sr, que lon possde les comptences ncessaires dans les domaines de llectromagntisme et de la radiopropagation. Cest cette seconde question qui sera principalement aborde ici et qui est celle dans laquelle lISSeP est directement impliqu par ses activits dans le domaine des CEM. Les effets sur la sant font nanmoins lobjet dun bref expos ( 4) davis ou de conclusions disponibles dans la littrature ; ce paragraphe est uniquement donn pour information, notre Institut nayant pas se prononcer sur une question qui nest pas de ses comptences et qui fait toujours lobjet de recherches dont les conclusions dfinitives ne seront pas disponibles trs court terme ; le lecteur qui souhaite approfondir cet aspect trouvera, par exemple sur Internet, de nombreuses sources dinformations, notamment le rapport de lAFSSE , publi en mars 2003, qui donne un aperu trs complet des nombreuses tudes pour lesquelles les conclusions sont connues. Ce document a t rdig afin quil soit comprhensible par les non initis . Le sujet tant assez complexe, la lecture de certains paragraphes peut nanmoins savrer ardue pour les personnes qui abordent le domaine. Dans le but de simplifier lexpos, certaines questions trs techniques, non indispensables la comprhension du document, ont t reportes en annexe. Pour clturer ce prambule, ajoutons que le but de cette publication est dinformer en toute objectivit. Un telle information est sans doute utile, car nous avons eu mainte fois loccasion de constater que la mconnaissance du sujet tait lorigine de dcisions ou de comportements pouvant certainement tre qualifis dirrationnels.\nRAPPEL DE QUELQUES NOTIONS DELECTROMAGNETISME\nNous prsentons, ci-aprs, un rappel succinct de quelques notions dlectromagntisme indispensables la comprhension de ce document ; ce rappel est destin aux lecteurs nayant pas, ou peu, de connaissances dans le domaine. Le champ lectrique (reprsent par le symbole E) est une force qui sexerce sur une charge lectrique (lectron, ion ou particule charge) ; plus prcisment, lintensit du champ lectrique, exprime en V/m (volt par mtre), est la force qui sexerce sur une charge unitaire (gale 1 Coulomb). Un exemple rencontr dans la vie quotidienne est la force dattraction existant devant un cran de tlvision en fonctionnement (ou juste aprs son extinction) ; ce champ est responsable du dpt de poussires sa surface. Le champ magntique (reprsent par le symbole H) est une force qui sexerce sur une masse magntique (aimant, pice en matriau ferromagntique) ou sur une charge lectrique en mouvement ; plus prcisment, lintensit du champ magntique, exprime en A/m (ampre par mtre), est la force qui sexerce sur une masse magntique unitaire (gale 1 Weber). Le champ magntique terrestre, ainsi que celui produit par un aimant, sont des exemples bien connus. Un CEM comprend une composante magntique et une composante lectrique ; ces deux composantes sont intimement lies entre elles. Les champs lectriques et magntiques sont relativement faciles produire ; le passage dun courant lectrique dans un fil conducteur gnre ces types de champs. Il existe des champs continus et des champs alternatifs. Les champs continus ont une direction fixe et une intensit constante (ou pratiquement constante) au cours du temps. Le champ produit par un aimant permanent, ou le champ magntique terrestre, sont des exemples de champs continus. Inversement, lintensit dun champ alternatif varie au cours du temps. Les champs produits par le rseau lectrique ou les antennes de radiocommunication sont des exemples de champs alternatifs. Gnralement, les variations dintensit dun champ prsentent un caractre rptitif avec des cycles dune dure constante ; la frquence est le nombre de fois quun cycle se produit pendant une seconde ; elle est exprime en Hertz (Hz) et par ses multiples. Par exemple, dans le cas de la figure 1, la frquence est de 4 Hz, puisquon dnombre quatre cycles sur une dure dune seconde. La frquence des champs produits par le rseau de distribution dlectricit est de 50 Hz (60 Hz aux USA) ; celle des rseaux de tlphonie mobile GSM 900 et DCS 1800 est respectivement de 900 et 1800 MHz.\nFigure 1 : Frquence dun champ alternatif La notion de rayonnement est lie la notion de propagation. Lorsquun champ se propage, on dit quil est rayonn, cette propagation ayant lieu sous forme dondes ; ce phnomne est similaire celui observ lorsquon jette un caillou dans un tang, ce qui produit des ondulations qui se propagent en sloignant du point dimpact. Notons galement que ce nest pas parce quun champ (lectrique, magntique ou lectromagntique) existe quil est ncessairement rayonn. En effet, pratiquement tous les appareils lectriques produisent un champ mais, dans la plupart des cas, ce champ reste confin autour de lappareil. Au sens strict, on peut parler de rayonnement lorsque le champ se propage avec une intensit qui est inversement proportionnelle la distance.\nFigure 2 : Onde lectromagntique plane Si lon est suffisamment loign de la source dmission, les composantes lectrique et magntique dun CEM sont perpendiculaires entre elles, ainsi qu la direction de propagation, comme le montre la figure 2. Dans un tel cas, on dit que londe est plane ; elle a notamment comme particularit que les deux composantes du CEM sont lies par la relation de proportionnalit suivante :\nE ------ = Z H\ndans laquelle Z est limpdance caractristique du milieu o l'onde se propage; elle vaut 377 (Ohm) dans l'air. Lorsque cette relation de proportionnalit entre les deux composantes du CEM est applicable, on se contente dexprimer son intensit par celle du champ lectrique, cest--dire en V/m. Dans les mmes conditions, on peut galement utiliser la densit de puissance S en W/m (watt par mtre carr) qui reprsente la puissance traversant une surface de 1 m perpendiculaire la direction de propagation ; cette densit de puissance est donne par : E2 S = --------377 (2)\nDe manire simplifier lexpos, lintensit des CEM ne sera exprime quen V/m.\nUTILISATIONS DES ONDES ELECTROMAGNETIQUES\nDepuis leur dcouverte la fin du 19me sicle, les ondes lectromagntiques ont t utilises pour leur capacit de transmettre des signaux (sons, images, donnes,) distance. Leur application dans le domaine des tlcommunications sest surtout dveloppe aprs la Seconde Guerre mondiale. Le tableau 1 donne une liste non exhaustive des principales utilisations des frquences infrieures 10 GHz ; on notera que certaines applications existent depuis plusieurs dizaines dannes. Lexposition chronique, des champs de radiofrquence de faible intensit, de populations vivant prs dantennes, nest donc pas un phnomne nouveau, contrairement certaines affirmations. Par contre, il est exact que lusage, une large chelle, de sources telles quun tlphone portable, lequel expose son utilisateur des CEM relativement intenses, est un phnomne rcent, puisque la tlphonie mobile a commenc se dvelopper au dbut des annes nonante. Avant cette date, les rseaux dits de premire gnration ntaient utiliss que par un petit nombre de personnes1 en comparaison avec le nombre dutilisateurs des rseaux GSM. Lemploi dmetteurs portables, notamment pour un usage professionnel (militaires, policiers, services durgence, ), bien que remontant plusieurs dizaines dannes, ne concerne quune petite fraction de la population ; prcisons que les metteurs quutilisent ces catgories de professionnels mettent une puissance bien plus leve que celle dun tlphone portable GSM.\nLe rseau MOB 2 (prdcesseur du GSM en Belgique) a compt quelques dizaines de milliers dabonns. 7/47\nTableau 1 Principales utilisations des frquences infrieures 10 GHz Utilisations Radiodiffusion en ondes longues et moyennes Radiodiffusion en ondes courtes Radioamateurs C.B. Radiodiffusion en frquence module Services durgence (police, pompiers, ambulances) et rseaux privs (Touring Secours, flottes de vhicules, ) Rseau ASTRID (Police fdrale et Polices locales, services durgence,) Emetteurs TV GSM 900 DCS 1800 Tlphones sans fil (normes CT1 et CT2) Tlphones sans fil (norme DECT) Fours micro-ondes UMTS Militaires Bandes de frquences 130 kHz 1,6 MHz Plusieurs bandes Plusieurs bandes 27 MHz 88 108 MHz 70 170 MHz 400 MHz 50 840 MHz 900 MHz 1800 MHz 900 MHz 1900 MHz 2400 MHz 1900 2300 MHz Plusieurs bandes\nCARACTERISTIQUES DES RESEAUX DE TELEPHONIE MOBILE (TETRA, GSM 900 et DCS 1800)\nLes rseaux de tlphonie mobile GSM 900 et DCS 18002 fonctionnent sur le mme principe, la seule diffrence est la bande de frquences qui se situe autour de 900 MHz pour le GSM 900 et 1800 MHz pour le DCS 1800 ; ces deux rseaux offrent les mmes fonctions. Dans la plupart des pays, chaque oprateur a reu une licence pour mettre dans les deux bandes, celle du DCS 1800 ntant utilise que dans les zones forte concentration dabonns o le rseau GSM 900 est satur.\nN.B. : La situation est un peu particulire dans le cas de BASE (anciennement KPNORANGE) dont le dploiement a commenc en 1999 avec un rseau DCS 1800 ; depuis 2002, BASE utilise galement la bande de frquences du GSM 900.\nLes rseaux GSM 900 et DCS 1800 sont avant tout destins au public, mme sils constituent, parfois localement, un des moyens de communication utiliss par des services durgence. Le rseau de tlphonie mobile ASTRID rpond la norme TETRA et utilise une bande de frquences proche de 400 MHz ; il est destin aux services durgence (Polices fdrale et locales, pompiers, ambulances, protection civile, ).\nLe DCS 1800 est galement appel GSM 1800 8/47\nEn ce qui concerne le rseau GSM 900, la bande de frquences comprise entre 880 et 915 MHz est utilise pour la transmission du portable vers l'antenne-relais, tandis que la bande comprise entre 925 et 960 MHz est utilise dans le sens inverse. La transmission du portable vers l'antenne-relais est habituellement appele voie montante ou up-link ; la transmission de l'antenne-relais vers le portable est, quant elle, appele voie descendante ou down-link . De manire similaire, les voies montante et descendante du DCS 1800 utilisent respectivement les bandes comprises entre 1710 et 1785 MHz, d'une part, et entre 1805 et 1880 MHz, d'autre part. Dans le cas du rseau ASTRID, la voie montante utilise la bande comprise entre 380 et 385 MHz ; la voie descendante se situe entre 390 et 395 MHz. Laffectation des frquences est normalise au plan international ; en Belgique, ces frquences sont alloues par l'IBPT (Institut Belge des Postes et des Tlcommunications). Les diffrentes bandes de frquences rserves la tlphonie mobile sont reprises dans le tableau 2. Une communication entre un portable et une antenne-relais utilise deux canaux de transmission : un pour la voie montante et un pour la voie descendante. Un canal est constitu d'une onde lectromagntique (appele porteuse) dont la frquence, dans le cas des rseaux GSM 900 et DCS 1800, varie dans une plage de 0,2 MHz de largeur et pendant un huitime du temps.\nTableau 2 Bandes de frquences des rseaux TETRA (ASTRID), GSM 900 et DCS 1800 Normes TETRA GSM 900 DCS 1800 Voies Montante Descendante Montante Descendante Montante Descendante Bandes de frquences (MHz) 380 - 385 390 - 395 880 - 915 925 - 960 1710 - 1785 1805 - 1880\nLa couverture radio dun territoire est calque sur un maillage constitu de cellules de forme hexagonale (figure 3) au centre desquelles est installe une antenne, si celle-ci est du type omnidirectionnel. Llment hexagonal peut tre subdivis en trois cellules, si lantenne omnidirectionnelle est remplace par trois antennes directives (figure 4) ; on obtient ainsi des cellules dont la forme thorique est un losange ; cette solution permet de tripler la capacit du rseau tout en conservant le mme nombre de sites dantennes. Il faut prciser que le maillage hexagonal de la figure 3 nest quune vue purement thorique ; en effet, la forme relle des cellules dpend de la porte des antennes dans les diffrentes directions et qui est fonction de plusieurs facteurs.\nLe diamtre des cellules est trs variable (comme lillustre la figure 3). Les deux paramtres qui dterminent la taille des cellules sont : les conditions de propagation du rayonnement lectromagntique. Celui-ci se propage relativement bien lorsque le relief est plat et si lespace est dgag. La porte dune antenne GSM 900 peut atteindre, en thorie, 10 km si la propagation ne rencontre aucun obstacle (terrain plat et tlphone portable lextrieur) ; par contre, il subit une attnuation importante en zone urbaine ou boise (due la vgtation) ou lorsque le relief est accident ; le nombre dutilisateurs dans la zone. Le nombre de communications simultanes pouvant transiter par une antenne dpend du nombre de frquences quelle met. Par exemple, il est en thorie possible de transmettre 47 communications simultanment si lantenne met 6 frquences.\nFigure 4 : Site quip de trois antennes directives\nFigure 3 : Maillage cellulaire\nLe rayon des cellules des rseaux GSM 900 et DCS 1800 peut tre de quelques centaines de mtres en zone urbaine et de quelques kilomtres en zone peu peuple ; ces cellules sont couvertes par des antennes dites macro-cellulaires . Il existe galement des antennes micro-cellulaires et pico-cellulaires . Les antennes micro-cellulaires couvrent de petites zones (rayon de quelques dizaines, voire quelques centaines de mtres) dans lesquelles peuvent se trouver un grand nombre dabonns (zones commerciales, rues pitonnes, gares, ). Les antennes pico-cellulaires sont destines couvrir lintrieur de grands btiments (immeubles de bureaux, htels, ) dans lesquels les CEM pntrent difficilement. Les antennes macro-cellulaires directives sont les plus rpandues ; elles ont la forme dun paralllpipde rectangle dispos verticalement (voir photographie ci-aprs) et sont appeles antennes panneaux . Pour le GSM 900, la hauteur est gnralement comprise entre 1,50 m et 3 m. La largeur dpasse rarement 30 cm et lpaisseur 15 cm.\nLes performances dune antenne panneau (en termes dangles douvertures verticale et horizontale, et de gain) dpendent de ses dimensions et de la frquence laquelle elle met ; les dimensions dune antenne DCS 1800 sont la moiti de celles dune antenne GSM 900 de caractristiques identiques ; inversement, elles sont pratiquement le double pour les antennes du rseau ASTRID.\nVue dun pylne quip de 6 antennes directives Dans le cas du rseau ASTRID, les macro-cellules sont plus grandes que pour les rseaux GSM 900 et DCS 1800, car les utilisateurs sont moins nombreux ; le rayon varie entre 10 et 20 km. Au stade actuel du dveloppement de la tlphonie mobile en Belgique, bien quil subsiste encore certains trous dans la couverture radio, limplantation de nouvelles antennes est motive, dune part, par la saturation de certains sites existants ( certaines heures de la journe) et, dautre part, par le souhait de garantir la qualit des communications dans les btiments.\nCEM et tlphonie mobile 11/47\nEFFETS DES CHAMPS ELECTROMAGNETIQUES\nLes effets des CEM sont habituellement classs en deux catgories : leffet thermique qui produit une lvation de la temprature du corps ; il ncessite un champ relativement intense ; les effets athermiques qui, selon certains scientifiques, apparatraient des niveaux de CEM nettement plus faibles que ceux produisant un chauffement.\nSi le premier effet est bien connu depuis de nombreuses annes, lexistence deffets athermiques est loin de faire lunanimit parmi les scientifiques. 4.1. Effet thermique\nLchauffement des tissus sous laction des CEM (principalement au-dessus de quelques centaines de kHz) est bien connu et est utilis, depuis longtemps, dans les fours micro-ondes et dans certaines applications mdicales. Le principe la base de cet effet est illustr la figure 5 ; il rsulte de la forte teneur en eau de la plupart des tissus constituant le corps humain. La molcule d'eau tant de type polaire (latome doxygne constituant un ple ngatif et les deux atomes dhydrogne deux ples positifs), son orientation dpend de celle du champ lectrique auquel elle est soumise. Lorsque le champ est nul, les molcules sont orientes de manire dsordonne. Inversement, lorsquun champ est prsent, toutes les molcules sorientent dans la mme direction. Dans le cas dun champ alternatif, son sens varie constamment et lorientation des molcules tend suivre celui du champ lectrique, ce qui produit des frottements intermolculaires, d'o une lvation de temprature.\nFigure 5 : Principe de leffet thermique Lorsquun organisme vivant est expos un CEM, on nobserve une lvation de temprature que pour des intensits relativement leves, car lapport de chaleur est neutralis, jusqu une certaine limite, par le mcanisme de thermorgulation (circulation sanguine). Des donnes exprimentales (voir notamment ) indiquent que dans le cas dune exposition totale dun tre humain (cest--dire de la tte aux pieds), il faut absorber une puissance de 4 W/kg pour que la temprature augmente de 1C . La dure dexposition doit tre suffisamment longue pour que laugmentation soit stabilise ; en pratique, on considre que cest le cas aprs\nCEM et tlphonie mobile 12/47\n6 minutes. Prcisons quil sagit dune valeur moyenne correspondant des personnes en bonne sant places dans des conditions bien prcises de temprature ambiante, de taux dhumidit et de ventilation3. Le rapport (Puissance absorbe/Masse) sexprime en W/kg et est appel Dbit dAbsorption Spcifique ; il est souvent dsign par labrviation SAR4 ; ce paramtre joue un rle fondamental dans les normes ou recommandations bases sur leffet thermique.\nN.B. : Un simple exemple permet dapprhender la notion de SAR. Considrons une personne pesant 60 kg dont lentiret du corps est expose un CEM; le rsultat mentionn ci-dessus implique quil faudra que cette personne absorbe une puissance de 240 W (60 kg x 4 W/kg) pour que sa temprature s'lve de 1C (dans cet exemple, nous faisons lhypothse que labsorption est uniforme dans tout le corps, ce qui nest le cas en pratique). Le mme raisonnement conduit une puissance de 120 W pour une personne qui ne pserait que 30 kg.\nIl faut ajouter que lefficacit du mcanisme de thermorgulation (et donc la capacit qua un individu supporter un apport de chaleur) peut tre rduite, notamment chez les malades et les femmes enceintes ; elle peut galement tre influence par la prise de certains mdicaments et dpend des conditions ambiantes (temprature, humidit, ventilation, ...). Il en dcoule que le SAR de 4 W/kg (pour une lvation de temprature de 1C) nest quune valeur moyenne ; les variations autour de cette valeur sont nanmoins largement prises en compte dans les normes, comme nous le verrons au 5. Sans anticiper sur les conclusions qui seront exposes in fine, il est clair que les CEM gnrs par les antennes de tlphonie mobile sont insuffisants pour produire une lvation de temprature dpassant les normes, sauf si lon se trouve proximit immdiate dune antenne mettant une puissance moyenne ou leve. 4.2. Effets athermiques\nLes effets athermiques des CEM sont tudis depuis de nombreuses annes ; on peut classer les tudes en trois catgories : les exprimentations ralises sur des volontaires. Elles ont notamment permis dtudier linfluence des CEM sur le temps de raction, le sommeil et le profil de llectroencphalogramme. Pour des raisons pratiques videntes, la dure de telles tudes est limite et il nest pas possible dinvestiguer les ventuels effets dune exposition chronique ;\nLe rsultat complet, tel que rapport dans , est le suivant : une personne au repos, en bonne sant, portant des vtements lgers, se trouvant une temprature ambiante comprise entre 20 et 22, sous une humidit relative de 50 % et moyennant une ventilation adquate, est capable dabsorber une puissance de 4 W/kg sans que sa temprature moyenne naugmente de plus de 1C.\nSAR est labrviation de Specific Absorption Rate. 13/47\nles tudes pidmiologiques sur des populations exposes des CEM. Il sagit notamment de personnes vivant proximit dmetteurs puissants (radiodiffusion et tlvision) ou de travailleurs exposs dans le cadre de leur activit professionnelle (techniciens radio, policiers, militaires, oprateurs radar, ). Une des lacunes propres de telles tudes est limprcision quant lintensit et la dure relle de lexposition aux CEM, ces paramtres tant souvent estims, a posteriori, sur base de donnes peu fiables. En outre, on ne peut exclure que certains rsultats puissent tre biaiss par des facteurs confondants (par exemple une autre source de pollution) ; les exprimentations sur des animaux ou des cultures de cellules. Dans ce cas, lextrapolation des rsultats l'espce humaine n'est pas toujours aise, notamment du fait de la diffrence de taille, de constitution des cellules et de systme immunitaire. De plus, vu la dure de vie limite des animaux de laboratoire, certaines tudes sont menes des niveaux dexposition nettement plus levs que ceux auxquels lhomme est normalement soumis (ceci dans le but dacclrer les phnomnes) et qui dpassent largement les seuils o les effets thermiques apparaissent, et on ne peut donc plus parler deffets athermiques.\nSelon certains scientifiques, les effets athermiques rsulteraient d'une interaction directe avec les tissus et auraient, entre autres, une influence sur le systme nerveux. Sont souvent cits, des symptmes subjectifs, tels que : problmes de concentration, irritabilit, troubles du sommeil, fatigue, Des exprimentations animales, ainsi que des tudes pidmiologiques menes chez des oprateurs radar, ont mis en vidence des effets sur l'il, (dgnrescence tissulaire de la rtine, de la corne et de l'iris). Plusieurs scientifiques font galement tat d'effets sur les systmes de reproduction, cardio-vasculaire, immunitaire, hormonal, ainsi que sur le matriel gntique (ADN). Selon certaines tudes, de nombreux effets apparatraient pour des niveaux d'exposition nettement plus faibles que ceux produisant un chauffement significatif. Il faut cependant mentionner que les recherches relatives aux effets athermiques conduisent souvent des conclusions divergentes, non reproductibles, ou qui ne sont pas statistiquement significatives. De plus, il y a lieu de faire la distinction entre effet biologique et effet sanitaire. Selon le point de vue de diverses Instances Internationales sur le sujet, un effet biologique dsigne un changement dordre physiologique, biochimique ou comportemental qui est induit dans un organisme, un tissu ou une cellule, en rponse une stimulation extrieure. Tout effet biologique ne prsente pas ncessairement une menace pour la sant, il peut simplement manifester la rponse normale de la cellule, du tissu ou de lorganisme cette stimulation. Un effet sanitaire est un effet biologique qui peut mettre en danger le fonctionnement normal dun organisme. La distinction est importante et peut tre aisment perue ; le fait dentendre un son est un effet biologique (lequel rsulte dune chane complexe deffets biologiques lmentaires : mcaniques, biochimiques et lectriques) ; par contre, la perte de lacuit auditive aprs une exposition prolonge des bruits dintensit leve est un effet sanitaire grave.\nCEM et tlphonie mobile 14/47\nComme nous lannoncions en dbut de paragraphe, lexistence des effets athermiques est une question trs controverse ; certains scientifiques, invoquant le principe de prcaution, plaident pour ladoption de normes d'exposition plus restrictives. A loppos, les Instances Officielles, comme lICNIRP ou lOMS, affirment qu'il n'y a, actuellement et au vu des rsultats des tudes dj ralises, aucune base scientifique solide pouvant justifier une diminution des plafonds d'exposition.\nBien quil ny ait aucune norme internationale rglementant lexposition aux CEM, il existe cependant des recommandations, mais celles-ci nont pas force de loi. Plusieurs pays viennent nanmoins de lgifrer rcemment. La plupart des recommandations internationales, bases sur l'effet thermique, sont fondes sur les travaux de lICNIRP5 dont le texte le plus rcent a t publi en 1998 (). Dans la gamme des radiofrquences, la Recommandation de lICNIRP sappuie sur lobservation cite au 4, savoir quil faut, en moyenne, une puissance de 4 W/kg pour produire une lvation de temprature de 1C. LICNIRP fixe une limite maximale de 0,08 W/kg (moyenne sur tout le corps durant une priode quelconque de 6 minutes) dans le cas du public (exposition totale) ; cette limite est dons 50 fois plus faible que le SAR correspondant une augmentation de temprature de 1C. Bien que le SAR constitue la grandeur la plus pertinente pour quantifier la dose de rayonnement effectivement absorbe, sa mesure ne peut tre ralise que de manire invasive et nest donc pas possible sur un organisme vivant. Il existe toutefois une relation entre le SAR et lintensit du CEM, exprime par la valeur du champ lectrique (en V/m) qui est une grandeur plus facilement mesurable. Notons encore que la relation qui relie le SAR et lintensit du CEM dpend de la frquence. A titre dexemple, dans les bandes de 400, 900 et 1800 MHz, un SAR de 0,08 W/kg correspond6 respectivement un champ de 28, 41,2 et 58 V/m. Le tableau 3 prsente une synthse des principales normes ou recommandations applicables dans le cas dune exposition totale et continue. Selon la Recommandation de lICNIRP, ainsi que pour les normes qui en dcoulent, lexposition est considre comme continue ds que sa dure excde 6 minutes. En outre, ajoutons que des maxima plus levs sont admis lorsque lexposition nest que partielle ; la limite est de 2 W/kg dans le cas de la tte (applicable aux tlphones portables).\nInternational Committee for Non Ionising Radiation Protection.\nEn fait, les niveaux de champs cits (28, 41,2 et 58 V/m) garantissent que le SAR de 0,08 W/kg ne sera pas dpass ; cette relation inclut donc, implicitement, une certaine marge de scurit. Pour dautres valeurs de champs, la relation suivante permet dvaluer le SAR : E SAR = 0,08 x (-------) o Eref vaut 28 entre 10 et 400 MHz, 41,2 900 MHz et 58 1800 MHz Eref CEM et tlphonie mobile 15/47\nLa Recommandation de lICNIRP a fourni la base scientifique pour ltablissement de plusieurs normes nationales (Allemagne, France, Espagne, Portugal, Pays-Bas, ) ainsi que pour la Recommandation du Conseil de lUnion Europenne (1999) ; elle est galement appuye par lOrganisation Mondiale de la Sant (OMS). Tableau 3 Normes ou Recommandations applicables au public (exposition totale et continue) Normes ou Recommandations SAR (W/kg) Champ lectrique (V/m) Limite globale\nICNIRP, OMS, Conseil de lU.E. (1999)7, D, F (2002), NL, E (2001), P (2001), Suisse (1999) Belgique (A.R. des 29/04/01 et 21/12/01) 10 MHz 10 GHz Italie, Russie (1978) Grand-Duch de Luxembourg (2000) Rgion wallonne (juillet 2000 mai 2001) Ville de Paris (mars 2003) Canton de Salzbourg (Autriche, 1999) * 0,08 0,08 0,02 * 13,7 de 10 400 MHz * 20,6 900 MHz * 29 1800 MHz 6 3 par antenne de tlph. mob. 3 pour les antennes de tlph. mob. 2 (moy. sur 24 h) pour les ant. de tlph. mob. 0,6 * 28 de 10 400 MHz * 41,2 900 MHz * 58 1800 MHz\nChamp lectrique (V/m) Par installation ou antenne\n4 900 MHz 6 1800 MHz 5 si 900 et 1800 MHz 3,1 de 10 400 MHz 4,6 900 MHz 6,5 1800 MHz (SAR = 1 mW/kg)\nlimites applicables si le champ est contenu dans une seule bande de frquences\nPrcisons bien quen ce qui concerne la Recommandation de lICNIRP (ainsi que pour les normes qui en dcoulent), les limites dexposition, exprimes en V/m, ne sont applicables que dans les cas dexposition une seule bande de frquences. Par exemple, la limite 900 MHz nest effectivement de 41,2 V/m que sil ny a aucune autre composante une frquence diffrente, ce qui devient rare puisque nous sommes de plus en plus souvent exposs, simultanment, des champs provenant de sources diverses.\nN.B. : Par exemple, dans le cas dune exposition simultane des champs 900 et 1800 MHz, il serait inexact daffirmer que la Recommandation de lICNIRP est respecte si les composantes 900 et 1800 MHz sont respectivement infrieures 41,2 V/m et 58 V/m.\nDes limites identiques avaient t fixes dans un projet de Directive Europenne (pr ENV 50166) qui fut dapplication entre 1994 et 1999. CEM et tlphonie mobile 16/47\nEn fait, dans les cas dexposition un champ compos8, il faut cumuler les SAR de chaque composante, aux endroits o elles ont une valeur significative pour sassurer que le SAR global respecte bien la limite de 0,08 W/kg ; une telle vrification peut savrer complique dans le cas dune exposition plusieurs antennes, surtout lorsque celles-ci nmettent pas toutes en permanence (problme de la mesure) et si la zone contrler est tendue. La Suisse a adopt, en 1999, une Ordonnance9 qui se fonde sur la Recommandation de lICNIRP en ce qui concerne la norme globale , mais elle fixe des limites pour diffrents types dinstallations (dans le cas de la tlphonie mobile, une installation est dfinie comme tant lensemble des antennes se trouvant proximit les unes des autres, par exemple, sur un mme btiment) ; la limite dinstallation est de 4 V/m si elle met exclusivement dans la bande de frquences GSM 900, de 6 V/m si elle met exclusivement dans la bande de frquences GSM 1800 et de 5 V/m pour les installations mettant la fois dans les deux bandes. La limite dinstallation pour les metteurs de radiodiffusion, de tlvision ou pour les autres applications de radiocommunication est de 3 V/m. Prcisons quil sagit bien de limites par installation ; lexposition relle est suprieure lorsquil y a recouvrement des champs provenant dinstallations utilises par des applications diffrentes.\nN.B. : Limposition dune norme limitant les missions dune source, considre isolment, facilite le contrle par lAutorit comptente. Au contraire, une norme globale est beaucoup plus difficile faire respecter dans les cas dune exposition plusieurs sources appartenant des exploitants diffrents, car lorsquun dpassement est constat, il est trs difficile, voire impossible, dtablir les responsabilits.\nBien que des Organismes Internationaux, comme lICNIRP ou lOMS, affirment qu'il n'y a, actuellement et au vu des rsultats des tudes dj ralises, aucune base scientifique solide pouvant justifier un abaissement des plafonds d'exposition, certains pays ont adopt des normes plus svres au nom du principe de prcaution. En Belgique, le Gouvernement fdral a adopt, par les A.R. des 29/04/01 et 21/12/01, une norme dexposition dans la gamme des frquences comprise entre 10 MHz et 10 GHz. La norme belge introduit un facteur de rduction de 4 par rapport la Recommandation de lICNIRP ; cette norme fixe une limite de 0,02 W/kg pour le SAR global dans les zones accessibles au public, ce qui quivaut aux intensits de champs reprises dans le tableau 4 (2me colonne) et dans lequel f dsigne la frquence exprime en MHz; comme pour la Recommandation de lICNIRP, ces limites ne sont applicables que pour une exposition une seule bande de frquences. Pour les champs composs, cest--dire lorsquils comportent plusieurs composantes de frquence diffrente, il y a lieu de cumuler les SAR de chacune des composantes et de vrifier si le total est infrieur 0,02 W/kg.\nOn appelle champ compos un CEM comportant plusieurs composantes de frquence diffrente. Ordonnance sur la Protection contre le Rayonnement Non Ionisant. 17/47\nLA.R. du 21/12/01 autorise toutefois lexploitant droger cette rgle lorsque chaque antenne, considre isolment, ne produit pas, dans la zone accessible au public, un SAR propre dpassant 1 mW/kg (cest--dire un vingtime de la norme impose pour le SAR global). Il peut tre garanti que le SAR est infrieur 1 mW/kg si lintensit du CEM est infrieure aux seuils de rfrence repris dans le tableau 4 (3me colonne). Par exemple, un SAR de 1 mW/kg correspond une intensit de 3,1 V/m entre 10 et 400 MHz, de 4,6 V/m 900 MHz et de 6,5 V/m 1800 MHz. Tableau 4 Norme belge - Seuils de rfrence garantissant un SAR infrieur 20 mW/kg et 1 mW/kg (f : frquence en MHz) Frquences Champ pour un SAR 20 mW/kg (E en V/m) 13,7 0,686 f 30,7 Champ pour un SAR 1 mW/kg (E en V/m) 3,1 0,153 f 6,9\n10 MHz 400 MHz 400 MHz 2 GHz 2 GHz 10 GHz\nLa norme russe impose, pour les frquences comprises entre 300 MHz et 300 GHz, une limite gale 6 V/m. La mme limite a galement t adopte par l'Italie bien que certaines limites plus restrictives soient parfois appliques localement. Le Grand-Duch de Luxembourg a adopt, en 2000, une rglementation applicable aux seules antennes de radiocommunication mobile, qui impose un champ maximum de 3 V/m par antenne. Certains scientifiques, ou associations, ont galement rdig des recommandations. En Belgique, le Professeur VANDER VORST et le Dr STOCKBROECKX (Universit Catholique de Louvain), ainsi que le Professeur GERIN (Facult Polytechnique de Mons), avaient propos, en 1999, de limiter le champ lectrique 3 V/m. Les auteurs (voir  page 41) justifiaient ce choix par le fait qu'il n'existait pas, ou peu, d'effets recenss dans la littrature pour un tel niveau d'exposition. Cette recommandation avait servi de base une rglementation adopte par la Rgion wallonne et qui fut dapplication entre juillet 2000 et mai 2001 ; cette rglementation a ensuite t supplante par la norme belge.\nBien quen 2002, la France ait adopt une norme identique la Recommandation de lICNIRP, la Ville de Paris a conclu avec les oprateurs de tlphonie mobile, en mars 2003, une Charte de bonne conduite visant limiter 2 V/m quivalent 900 MHz10 le niveau moyen sur 24 heures dans les lieux normalement accessibles au public ; ce niveau moyen est dduit en multipliant par 0,432 le niveau de champ thorique maximal gnr lorsque linstallation met au maximum de sa capacit ; ce coefficient de 0,432 permet de tenir compte des variations de la puissance rayonne, laquelle dpend du nombre de communications en cours dans la zone de couverture de lantenne. La Charte de bonne conduite de la Ville de Paris nest applicable quaux seules antennes de tlphonie mobile. A notre connaissance, la rglementation la plus restrictive est applique dans le Canton de Salzbourg qui fixe une limite de 0,6 V/m ; elle repose sur la recommandation dfendue par certains scientifiques, dont les plus connus sont le Dr Neil CHERRY, Directeur de l'Unit de Recherche en Climatologie de l'Universit de Christchurch (Nouvelle-Zlande) et le Dr Roger SANTINI de l'Institut National des Sciences Appliques de Lyon (Laboratoire de Biochimie-Pharmacologie) qui prconisent de limiter l'exposition 0,6 V/m (moyenne annuelle). Ajoutons, pour clturer ce paragraphe, que la comparaison entre rglementations ne doit pas se limiter aux seuls chiffres repris dans le tableau 3, mais doit galement tenir compte de la mthode impose, soit pour mesurer, soit pour calculer le champ. Par exemple, en Belgique, lorsquune installation fait lobjet dune demande de permis durbanisme, lexploitant est tenu de fournir les donnes techniques permettant de contrler que linstallation respectera bien la norme dexposition11. Ce contrle ne peut videmment tre ralis que par calcul au moyen de modles mathmatiques (linstallation nexistant pas, il nest pas possible deffectuer une mesure). A ce stade, il est rarement possible, pour des raisons pratiques, de tenir compte de labsorption du rayonnement par les obstacles que constituent les murs et le toit. En fait, lattnuation dpend de nombreux paramtres (frquence, nature du matriau, paisseur, angle dincidence de londe, ) ; lorsque la norme fixe des valeurs dattnuation standards, elles sont souvent sous-estimes. Il en dcoule que les valeurs relles du champ, lintrieur des btiments, sont gnralement infrieures aux valeurs calcules, ce qui va bien videmment dans le sens de la scurit. Il rsulte de cette remarque que deux normes fixant une mme limite (exprime en V/m) peuvent souvent correspondre des niveaux effectifs assez diffrents du fait de certaines rgles particulires quimposent les mthodes de calcul ou de mesure.\nDans la bande 1800 MHz, le champ est multipli par le rapport 41/58 pour obtenir son quivalent 900 MHz. Ces donnes sont reprises dans un document, tabli par lIBPT, intitul Dossier technique dantenne . 19/47\nCHAMPS MESURES A PROXIMITE DANTENNES-RELAIS\nLISSeP ralise rgulirement, notamment la demande des Pouvoirs Publics, des mesures de champ proximit dantennes. Les rsultats prsents ci-aprs12 sont reprsentatifs et correspondent des cas typiques (implantation sur pylnes, chteaux d'eau, sur le toit ou les faades de btiments, ). De manire viter toute suspicion quant la puissance mise lors du contrle, les mesures sont toujours effectues linsu de lexploitant des antennes sauf, bien videmment, lorsquelles sont faites sa demande. Il est important de prciser que la puissance rayonne par une antenne GSM dpend du nombre de communications en cours dans la cellule; ce nombre est relativement faible pendant les priodes creuses et presque nul pendant la nuit. A titre indicatif, une antenne rayonnant 6 frquences dune puissance de 10 W mettra une puissance totale pouvant varier entre 10 et 60 W, suivant le nombre de conversations en cours13 ; en fait, une frquence sera prsente en permanence, mme en labsence de communications ; celle-ci est notamment utilise pour la transmission dun canal de contrle14. Les autres frquences15 ne sont mises que lorsque le nombre de communications simultanes augmente. Les rsultats ou conclusions, prsents ci-aprs, se rapportent toujours au cas o l'antenne est utilise sa pleine capacit (ce qui correspondrait une puissance totale de 60 W, dans notre exemple). Par consquent, l'exposition moyenne sur une dure de 24 heures sera forcment infrieure ; l'extrapolation des rsultats d'autres puissances peut se faire par calcul, le champ tant proportionnel la racine carre de la puissance mise16.\nLa plupart avaient dj t publis dans  et .\nPour tre complet, prcisons que la station de base adapte la puissance quelle met vers un tlphone portable aux conditions de propagation. Lorsque la liaison seffectue dans de bonnes conditions, la puissance mise sera faible ; inversement, elle sera maximale si ces conditions sont mauvaises. La puissance mise par lantennerelais est donc adapte durant chaque time slot . Un mcanisme similaire existe pour le portable (7.1) Pour fonctionner, un rseau GSM (ou DCS 1800) utilise un canal de contrle par cellule, appel BCCH ("Broadcast Control Channel"); il s'agit d'un "time slot" d'une frquence qui diffuse en permanence diverses informations. Celles-ci comprennent, notamment, le code d'identification de l'oprateur et le numro de la cellule, ce qui permet aux portables de se localiser. Le BCCH transmet aussi le numro des portables que le rseau est occup appeler.\nUne antenne-relais met, en gnral, dans la bande de frquences du GSM 900, un nombre de frquences compris entre 2 et 6 ; lmission de plus de 6 frquences dans cette bande pose des problmes dordre technique. Lorsque le besoin en capacit lexige, les oprateurs utilisent conjointement des frquences dans les bandes GSM 900 et DCS 1800 (installation dual band ). Cela signifie quil faut multiplier la puissance par 4 pour doubler le champ. 20/47\nNous traiterons tout dabord le cas des antennes dites panneau ; cest le modle le plus couramment utilis pour la couverture des macro-cellules (les antennes omnidirectionnelles ne sont plus gure employes except pour le rseau ASTRID). Le 6.3. traite le cas des antennes de types micro-cellules et pico-cellules. 6.1. Champ dans le faisceau dune antenne panneau\nDes champs suprieurs quelques V/m ne sont observs que dans le faisceau de l'antenne (dont la figure 6 reprsente une coupe verticale). En pratique, l'essentiel du rayonnement est concentr dans un angle gnralement compris entre 6 et 10. Notons quil existe galement des antennes prsentant un angle douverture verticale plus large, mais celles-ci deviennent rares. Dans le plan horizontal, et dans le cas des antennes directives, le faisceau couvre, selon le type, un angle de 120 180.\nFigure 6 : Coupe verticale du faisceau d'une antenne La figure 7 donne, titre indicatif, lintensit du champ mesure proximit dun chteau deau sur lequel sont installes, 24 m de hauteur, trois antennes couvrant chacune un secteur de 120 ; cette courbe reprsente le champ, mesur 3 m du sol, le long dun parcours rectiligne dune longueur de 550 m et dont le point de dpart (abscisse 0 m) se trouve au pied du chteau deau ; ce parcours est situ au milieu dun des secteurs de 120 (cest--dire l o le champ est le plus lev) et se trouve en vue directe des antennes. La courbe de la figure 7 correspond au champ cumul lorsque les trois antennes mettent leur puissance maximale, ici de 8 W pour chacune. La figure 7 montre que le champ est trs faible au pied du chteau deau et augmente lorsquon sen loigne ; le maximum est de l'ordre de 0,4 0,6 V/m entre 120 et 280 m ; ces valeurs sont trs faibles en comparaison avec les limites reprises dans le tableau 3 ; elles sont mme infrieures, ou gales, la plus restrictive. Ajoutons galement que la zone o le champ dpasse 0,4 V/m ne comporte qu'un petit nombre de points et quil est vident que lexposition moyenne laquelle serait soumise une personne se trouvant cet endroit est infrieure aux maxima qui nexistent que ponctuellement.\nChamp E.M. en V/m\n0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550\ndistance en mtres\nFigure 7 : Enregistrement du champ (en V/m), 3 m du sol, le long dun parcours de 550 m (1er oprateur) Le rsultat de la figure 7 sexplique aisment si lon prend en compte les caractristiques exactes du faisceau de l'antenne et, plus particulirement, son diagramme de rayonnement. La figure 8 reprsente les diffrents niveaux dintensit du champ dans un plan vertical et dans la direction o le rayonnement est maximum ; cette figure a t dtermine par calcul en tenant compte des caractristiques de l'antenne (puissance totale de 8 W, gain17 de 35, faisceau inclin de 4 par rapport l'horizontale) ; elle comporte 4 contours (appels courbes disovaleur ) correspondant des intensits de 3, 2, 1, et 0,5 V/m. On constate que le champ est infrieur 3 V/m au-del d'une distance de 30 m et en dessous d'une hauteur de 21 m. De mme, le niveau de 0,5 V/m se situe environ 2 m du sol. Cet exemple illustre limportance de la hauteur de l'antenne, de la forme du faisceau et de son inclinaison. Nous reviendrons sur l'importance de ces diffrents paramtres dans nos conclusions. Notons toutefois que les calculs sont peu fiables dans la zone situe quelques mtres devant l'antenne ; la partie en pointills des courbes diso-valeur de la figure 8 est situe dans cette zone; cet aspect a fait l'objet de mesures spcifiques et est abord au 7.2.\nLe gain de lantenne est de 15,5 dBi. 22/47\nhauteur (m) 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 5 10 20 30 40\n80 90 distance (m)\nFigure 8 : Courbes diso-valeur pour 3, 2, 1 et 0,5 V/m (puissance totale = 8 W - gain = 35 - angle d'inclinaison du faisceau = 4) Ajoutons qu lintrieur des btiments, les murs attnuent considrablement le rayonnement (le champ est rduit d'un facteur variant de 2,5 5, voire davantage selon le type de murs et la frquence18). Par consquent, aux tages infrieurs des maisons, le CEM est nettement plus faible que ce qu'indique la figure 7. La figure 9 reprsente le rsultat de la mesure du champ produit par les 3 antennes d'un second oprateur installes sur le mme chteau d'eau. Le trajet de mesure est le mme que celui de la figure 7 ; la valeur maximale atteinte pour ces antennes est ici de 0,2 V/m. On notera que les maxima des CEM gnrs par les deux oprateurs ne se produisent pas aux mmes endroits ; ceci s'explique par le fait que le faisceau des antennes du premier oprateur est lgrement inclin, alors que celui des antennes du second est horizontal.\nLa densit de puissance (proportionnelle au carr du champ) est rduite dun facteur variant entre 6,25 et 25. 23/47\nFigure 9 : Enregistrement du champ (en V/m), 3 m du sol, le long dun parcours de 550 m (2me oprateur)\nN.B. : Les mesures correspondant aux figures 7 et 9 ont t ralises en automne 1999. Depuis lors, le nombre dabonns la tlphonie mobile a considrablement augment. Il est donc trs probable que les champs que lon mesurerait aujourdhui seraient plus levs. Un doublement de la puissance mise (hypothse raliste) impliquerait une augmentation de 41 % du champ19.\nChamp derrire, en dessous et au-dessus d'une antenne panneau\nLe champ mesur une distance de 2 m derrire une antenne est presque toujours infrieur, voire trs infrieur, 3 V/m. En dessous et au-dessus de l'antenne, le champ est galement infrieur 3 V/m une distance de 4 ou 5 m, mme s'il n'y a aucun obstacle entre l'antenne et le point de mesure, ceci est d au fait que le rayonnement en dehors du faisceau est faible. Lorsqu'une antenne est installe sur le toit d'un btiment, les champs mesurs aux tages infrieurs sont minimes ; ils peuvent mme tre considrs comme ngligeables lorsque le toit est constitu dune dalle en bton arm. Ce rsultat a t confirm par les nombreuses mesures que lISSeP a t amen effectuer dans des situations de ce type. A titre d'exemple, des mesures ralises au dernier tage d'un immeuble au-dessus duquel 18 antennes taient installes ont montr que le champ maximum tait toujours infrieur 0,1 V/m, mme lorsque les 18 antennes mettaient au maximum de leur puissance. A titre de comparaison, un champ de 0,1 V/m est du mme ordre de grandeur que celui que gnrent ces installations environ 3 km du site dans laxe du faisceau20 ; ceci est une consquence de la directivit des antennes et de la protection quapporte le toit en bton arm. Dans le cas o des antennes sont installes le long des faades d'un btiment, les murs attnuent fortement le champ et apportent une protection efficace. Il faut nanmoins veiller ce que le faisceau ne soit pas dirig vers des fentres, ou des terrasses, trop proches des antennes. 6.3. Antennes utilises dans les micro-cellules et pico-cellules\nLes antennes des micro-cellules rayonnent une puissance relativement faible (gnralement moins de 1 ou 2 W) et ont un gain peu lev ; elles consistent souvent en un simple diple demi-onde plac en faade dun btiment. Comme de telles antennes ne doivent couvrir quune zone restreinte, elles sont, en gnral, places une hauteur de seulement quelques mtres. De plus, tant peu directives (contrairement aux antennes panneaux), ces antennes peuvent gnrer, un niveau proche du sol, un champ qui dpasse largement celui produit par des antennes panneaux qui cependant, rayonnent une puissance bien plus leve ; ce rsultat, qui semble paradoxal au premier abord, sexplique par le fait que les antennes utilises dans les micro-cellules sont places une hauteur peu leve et ont une faible directivit.\nLe champ est proportionnel la racine carre du champ et 2 = 1,41 Ce calcul a t tabli en tenant compte de la puissance totale des installations. 25/47\nLes antennes des pico-cellules rayonnent une puissance de lordre de quelques centaines de mW et ont un faible gain ; elles sont employes pour couvrir lintrieur de grands btiments (plusieurs antennes de ce type sont souvent ncessaires) et sont places au plafond ou contre un mur (certaines ont lapparence dun dtecteur dincendie). De telles antennes mettent un rayonnement comparable celui produit par un tlphone portable GSM (le modle 2 W met en fait une puissance moyenne maximale de 250 mW). Le niveau dexposition dune personne se trouvant proximit dpend donc de la distance qui la spare de lantenne. Par exemple, 5 m dune antenne mettant une puissance de 200 mW, le champ peut atteindre 0,5 V/m sil ny a pas dobstacle.\nCOMPARAISON AVEC DAUTRES SOURCES DE CHAMPS\nNous donnons, dans ce paragraphe, quelques indications concernant lintensit des CEM produits par dautres sources ; ces indications apportent les lments de comparaison permettant de resituer les niveaux dintensit rencontrs proximit dantennes-relais de tlphonie mobile. 7.1. Portable GSM\nLe modle de tlphone portable le plus rpandu est capable dmettre une puissance crte variant entre 20 mW et 2 W, selon les conditions de propagation21. Le portable nmettant que pendant un huitime du temps22, la puissance moyenne mise varie donc entre 2,5 mW et 250 mW. Des calculs, confirms par des mesures, montrent quil existe, au niveau de la tte de lutilisateur du portable, un champ moyen (RMS23) compris entre : 5 et 10 V/m lorsque la puissance crte est de 20 mW ; 50 100 V/m lorsque la puissance crte est de 2 W ;\nla valeur exacte tant notamment fonction de la distance entre la tte et le portable, ainsi que des caractristiques de son antenne.\nLe portable GSM adapte automatiquement sa puissance au minimum permettant une communication de qualit. Par consquent, un portable proche dune antenne-relais mettra une puissance crte dans le bas de la plage 20 mW 2 W. Inversement, un portable trs loign dune antenne-relais, ou plac dans de mauvaises conditions (en sous-sol dun btiment ou lintrieur dune voiture sans antenne extrieure, la voiture se comportant dans ce cas comme une cage de Faraday), mettra une puissance crte de 2 W. Le portable met pendant un time slot de 577 s toutes les 4,615 ms. Labrviation RMS correspond lintensit du champ en valeur efficace. 26/47\nPar un calcul lmentaire24, on peut dmontrer que lutilisation, pendant 15 secondes par jour, dun portable GSM mettant une puissance crte de 2 W produit un SAR moyen du mme ordre quune exposition permanente un champ de 0,6 V/m ; ce niveau doit tre compar aux rsultats de mesures prsents au 6. Signalons galement que, contrairement aux apparences, ce nest pas parce quun tlphone portable GSM gnre un champ suprieur 41,2 V/m quil nest pas conforme la Recommandation de lICNIRP ; en effet, selon cette Recommandation, il sagit ici dune exposition partielle (de la tte en loccurrence) et la limite prendre en considration est un SAR de 2 W/kg ( 5) et non un champ de 41,2 V/m applicable lorsque lexposition est totale. Sachant quun portable GSM produit, au niveau de la tte, un champ comparable celui fix par la Recommandation de lICNIRP (41,2 V/m 900 MHz lorsque lexposition est totale et continue), il est permis de stonner de lattitude de certains Etats qui, dune part, recommandent de faire un usage modr du tlphone portable en raison des incertitudes lies une technologie rcente pour laquelle on ne dispose pas du recul suffisant pour valuer les ventuels effets long terme et qui, dautre part adoptent la Recommandation de lICNIRP comme norme dexposition, ce qui revient autoriser quune antenne, quel quen soit le type, puisse soumettre les riverains, 24 heures sur 24, un champ de 41,2 V/m ( 900 MHz). Une telle position se rvle incohrente puisque lemploi du tlphone portable nest forcment pas permanent (de plus, cest dlibrment que lutilisateur accepte de courir un risque ventuel), alors que l'exposition aux CEM mis par une antenne peut tre continue et que les riverains nont souvent pas dautres choix que de la subir. Notons toutefois que cette remarque est purement de principe, car il est probable quil nexiste gure de zones accessibles au public qui soient exposes en permanence des niveaux comparables la limite de la Recommandation de l'ICNIRP.\nUn champ moyen de 50 V/m (RMS) mis par un portable GSM durant 15 secondes de conversation par jour produit un SAR moyen sur 24 heures donn par : 15 SARmoyen = 0,08 x (50/41,2) x -------------- = 2 x 10-5 W/kg 24 x 3600\nUne exposition permanente 0,6 V/m produit un SAR donn par : SARmoyen = 0,08 x (0,6/41,2) = 1,7 x 10-5 W/kg Signalons toutefois que le fait davoir des SAR comparables dans ces deux situations ne signifie pas que les ventuels effets biologiques (ou sanitaires) soient les mmes puisque, dans un cas, lexposition est intense, mais de courte dure, dans le second cas elle est chronique, mais de faible intensit. CEM et tlphonie mobile 27/47\nLe tlphone sans fil est lappareil qui comporte une station de base relie la prise du tlphone et un combin utilisable dans un rayon gnralement compris entre 100 et 300 m. Les modles les plus rpandus rpondent aux normes CT2 et DECT ; ils mettent, respectivement, dans des bandes de frquences proches de 900 et 1900 MHz. Le cot dune communication avec un tel appareil tant celui dune ligne fixe, la dure dutilisation peut parfois tre trs longue. Le tlphone sans fil met une puissance moyenne de 10 mW, avec une mission pulse dun type assez voisin de celle dun portable GSM. Des calculs identiques ceux effectus pour le portable GSM montrent quil existe, au niveau de la tte, un champ moyen (RMS) compris entre 10 et 20 V/m. 7.3. Emetteurs de forte puissance\nIl existe, parfois depuis plusieurs dizaines dannes, de nombreux metteurs de radiodiffusion et de tlvision, des metteurs militaires, des radars (civils ou militaires) qui rayonnent des puissances bien plus leves que celles mises par des antennes des rseaux de radiocommunication mobile. Concrtement, une antenne-relais GSM met une Puissance Isotrope Rayonne Equivalente (gale au produit de la puissance injecte lantenne par le gain dans la direction du maximum de rayonnement et qui est reprsente par le symbole PIRE ) comprise entre 300 W pour les plus faibles et 3500 W pour les plus puissantes ; les valeurs les plus frquentes sont infrieures 1000 W. A titre dexemple, certaines radios prives (appeles radios libres dans le langage courant), rayonnent une PIRE comprise entre plusieurs centaines et plusieurs milliers de W dans la bande de frquences comprise entre 88 et 108 MHz. Les metteurs de diffusion nationaux mettent des puissances encore plus leves. Bien que les antennes de ces metteurs soient souvent places sur des pylnes trs levs, elles sont moins directives (dans le plan vertical) et le champ quelles produisent au sol peut tre suprieur celui que produisent la plupart des antennesrelais GSM. Enfin, signalons quen Belgique, comme dans tous les autres pays, plusieurs metteurs de tlvision rayonnent une PIRE comprise entre 500 et 1000 kW dans une bande de frquences qui varie de quelques dizaines plusieurs centaines de MHz. De tels metteurs rayonnent chacun lquivalent de 500 1000 antennes-relais GSM. Lintensit du CEM au sol reste relativement basse (grce la hauteur des pylnes), mais elle dpasse nanmoins les niveaux rencontrs proximit des antennes-relais de tlphonie. Le cas de la Tour Eiffel est sans doute un cas qui mrite dtre cit, car connu de tous. Selon , la puissance de lensemble des metteurs de tlvision et de radiodiffusion FM installs est denviron 300 kW. Compte tenu des caractristiques habituelles pour ce type dantennes, la PIRE devrait tre de lordre de 5000 kW. On\nCEM et tlphonie mobile 28/47\npeut donc considrer que les metteurs de la Tour Eiffel rayonnent lquivalent de 5000 antennes-relais de capacit moyenne. Force est de constater que les antennes-relais de tlphonie suscitent, au sein de la population, bien plus de craintes que les metteurs de radiodiffusion ou de tlvision dont certains existent depuis plus de quarante ans ; une telle diffrence de comportement peut certainement tre qualifie dirrationnelle. La diffrence de frquences, souvent cite, nest pas un argument pertinent. En effet, la bande de frquences la mieux absorbe par le corps humain est celle comprise entre 10 et 400 MHz. Au-dessus de 400 MHz, le rayonnement pntre moins en profondeur, lessentiel de lnergie tant absorb par les tissus superficiels (peau, graisse, bote crnienne) ; cest dailleurs pour cette raison que les normes sont les plus restrictives entre 10 et 400 MHz (voir tableau 3). Pour une mme densit de puissance incidente, les organes internes (cerveau, cur, foie, ) sont moins irradis 900 MHz quils ne le sont, par exemple, 100 MHz. Rappelons enfin (voir tableau 1) que le haut de la bande de frquences alloue aux metteurs de tlvision (840 MHz) est trs proche de celle du rseau GSM 900. Un autre argument souvent avanc concerne le caractre puls des ondes mises par les antennes-relais de tlphonie mobile tant donn que lamplitude de ces signaux est module en trs basse frquence ( 0,16 - 4,2 - 216,7 et 1733,1 Hz). Tout dabord, il sagit dune hypothse qui, notre connaissance, na pas t dmontre. En fait, pour que des tissus biologiques soient sensibles aux modulations de basses frquences, il faudrait quils aient un comportement non linaire, ce qui ne semble pas tre le cas aux frquences utilises en tlphonie mobile (voir , page 16). En outre, il convient de prciser que le champ rayonn par un metteur de tlvision doit galement tre considr comme puls en raison des impulsions de synchronisation des images, des trames et des lignes dont la priodicit est respectivement de 25, 50 et 15.625 Hz. En conclusion, il ny a, dans ltat actuel des connaissances, aucun argument scientifiquement fond qui justifie que les ondes rayonnes par une antenne-relais soient considres diffremment de celles mises par les antennes des metteurs de radiodiffusion ou de tlvision.\nNous apportons, ci-dessous, des rponses plusieurs questions qui nous sont frquemment poses. 8.1. Pacemakers et implants actifs\nLes implants actifs, tels que pacemakers, pompes rgulatrices du liquide cphallorachidien, implants cochlaires, comportent des circuits lectroniques ; de ce fait ils sont susceptibles dtre perturbs par des CEM intenses. Les implants les plus rcents prsentent une immunit aux CEM nettement amliore par rapport aux modles plus anciens. Lexprience montre que certains implants peuvent tre\nCEM et tlphonie mobile 29/47\nperturbs par les CEM gnrs par le tlphone portable, lorsque celui-ci se trouve courte distance ; cest ce qui justifie que lon recommande aux personnes ayant un pacemaker de tenir le tlphone portable du ct droit. En ce qui concerne les antennes des rseaux de tlphonie mobile, les CEM rayonns par ces antennes sont, dans les zones accessibles au public, trop faibles que pour perturber les implants actifs ; les riverains des antennes, qui sont porteurs de tels implants, ne courent donc aucun risque. Il nen va pas de mme lorsquon se trouve proximit immdiate dune antenne, et surtout face celle-ci. Il est donc dconseill aux porteurs dimplant actif de se trouver sur un toit proximit dantennes ou descalader un pylne. 8.2. Interdiction dutiliser les tlphones portables dans les hpitaux\nCette interdiction se justifie par le risque de perturber les appareils mdicaux (de diagnostics, de monitorings, ) ; elle nest nullement motive par des considrations lies la sant. 8.3. Augmentation du nombre dantennes due la concurrence entre oprateurs\nLa fin du monopole dEtat dans le secteur des tlcommunications a permis larrive de nouveaux oprateurs et, actuellement, il y a 3 ou 4 rseaux concurrents dans la plupart des pays europens. Certains considrent que lexistence de plusieurs rseaux est en partie responsable de la multiplication des antennes et de laugmentation de lexposition du public aux CEM. Cest inexact car, ce stade du dveloppement des rseaux, cest le nombre dutilisateurs qui dtermine le nombre dantennes ncessaire et la puissance quelles rayonnent. A ce jour, la Belgique compte environ 8 millions dutilisateurs de GSM pour une population de plus de 10 millions dhabitants. Le fait davoir ces 8 millions dutilisateurs rpartis sur trois rseaux ne ncessite pas beaucoup plus dantennes que sils taient tous clients dun oprateur unique ; il en va pratiquement de mme pour lexposition aux CEM. 8.4. Confusion entre frquence et puissance - Profondeur de pntration\nComme expos au 2, la frquence dun signal priodique est gale au nombre de cycles par seconde ; elle est exprime en Hertz (Hz) et par ses multiples (kHz, MHz, GHz, ). La puissance rayonne par une antenne est, quant elle, exprime en W ; cest la quantit dnergie mise pendant une seconde. Nombreux sont ceux qui confondent ces deux notions et considrent, tort, que plus la frquence est leve, plus les risques sont importants ; cest totalement inexact, car le rayonnement pntre dautant moins que la frquence augmente car la plus grande partie de lnergie est absorbe par les tissus superficiels (peau, graisse, bote crnienne) ; cest dailleurs pour cette raison que les normes sont moins restrictives au-dessus de 400 MHz quelles ne le sont entre 10 et 400 MHz (voir tableau 3). Pour une mme densit de puissance incidente, les organes internes (cerveau, cur, foie, ) sont donc moins irradis 900 MHz quils ne le sont, par exemple, 100 MHz.\nLaffaiblissement dune onde lectromagntique traversant un matriau dpend de plusieurs paramtres et est proportionnel la racine carre de la frquence ; cet affaiblissement est caractris par la profondeur de pntration ; cest lpaisseur laquelle le champ est diminu dun facteur 2,7 ; la densit de puissance, proportionnelle au carr du champ, est donc rduite dun facteur 7,3. Dans le cas du corps humain , la profondeur de pntration dune onde lectromagntique 100 MHz est de 3 cm ; elle nest plus que de 1 cm 900 MHz et de 0,7 cm 1800 MHz ; ces quelques donnes sont rsumes dans le tableau 5. On peut galement en dduire lpaisseur de tissu au-del de laquelle le champ est divis par un facteur 10 et la densit de puissance par un facteur 100 ; cette distance est gale 2,3 fois la profondeur de pntration. Il est noter que laugmentation de lattnuation avec la frquence se produit avec tous les matriaux ; que ce soit pour un mur ou pour un toit, elle sera toujours plus importante 1800 MHz quelle ne lest 900 MHz ; cest ce qui explique quil faille plus dantennes pour couvrir un territoire avec un rseau DCS 1800 (1800 MHz) quavec un rseau GSM 900 (900 MHz). Tableau 5 Profondeur de pntration et paisseur au-del de laquelle le champ est rduit dun facteur 10 et la densit de puissance rduite dun facteur 100 100 MHz Profondeur de pntration Profondeur laquelle E est divis par 10 et S est divis par 100 8.5. 3 cm 7 cm 450 MHz 1,5 cm 3,5 cm 900 MHz 1 cm 2,3 cm 1800 MHz 0,7 cm 1,6 cm\nRegroupement dantennes de plusieurs oprateurs sur un mme site\nEtant donn que lajout dantennes sur un pylne existant na quun faible impact visuel, il est prfrable, du point de vue esthtique, de regrouper les antennes des diffrents exploitants sur un mme site. En ce qui concerne lexposition des riverains, elle saccrot forcment, puisque les CEM gnrs par les diffrentes sources25 doivent tre cumuls.\nLes champs ne sadditionnent pas de manire arithmtique. En fait, le champ rsultant Eres est gal la racine carre de la somme des carrs des diffrentes composantes, cest--dire :\nEres = (E1 + E2 + E3 + .)1/2\nCEM et tlphonie mobile 31/47\nDans le cas des antennes de tlphonie mobile se trouvant nettement au-dessus des btiments voisins (plusieurs dizaines de mtres), laugmentation de lexposition est souvent ngligeable. Inversement, cette augmentation peut tre importante si les antennes sont basses et proches des btiments voisins. Ajoutons, quen Belgique, lutilisation de structures existantes (pylnes, btiments, ...) ainsi que le partage des sites sont obligatoires depuis 2001. 8.6. Distances de scurit\nCertaines publications recommandent ladoption dun primtre de scurit autour des antennes-relais (par exemple : aucune antenne moins de 50, 100, voire 300 m de toute habitation). De telles recommandations ne rsistent pas lanalyse. La figure 7 montre clairement que le CEM sur les 100 premiers mtres est beaucoup plus faible qu 150 m. De mme, la figure 9 montre que le CEM, jusqu une distance de 300 m, est infrieur la valeur mesure 400 m. La recommandation la plus souvent cite est de 300 m ; son objectif implicite est de limiter lexposition 0,6 V/m (voir dernire ligne du tableau 3) ; elle repose sur lapplication de la formule suivante qui permet de calculer lintensit du CEM dans laxe du faisceau : 1 E = d 30 P . G (3)\ndans laquelle d reprsente la distance (en m) et le produit P . G est la PIRE (voir 7.3). En transformant cette expression, on obtient : 1 d = E 30 P . G (4)\nEn tablant sur une PIRE de 1100 W (quivalant une puissance de 20 W et un gain de 55, soit 17,5 dBi) et en remplaant E par 0,6 V/m, on obtient 300 m. Cette manire de procder est la fois simpliste et errone : la relation (3) fournit lintensit du CEM dans laxe du faisceau ; dans de nombreux cas, il ny a personne cet endroit. Un calcul correct doit prendre en compte la directivit dans le plan vertical ( partir du diagramme de rayonnement) afin dobtenir des courbes diso-valeur semblables celles de la figure 8 ; la mthode ne tient pas compte de lattnuation dues aux obstacles, alors que celle-ci est trs leve dans le cas dune installation sur un toit en bton arm ; comme mentionn prcdemment la PIRE des antennes de tlphonie mobile est comprise entre 300 W pour les plus faibles et 3500 W pour les plus puissantes. Baser la mthode sur une puissance standard, alors que celle-ci peut varier dans un rapport de 1 12, nest pas quitable.\nBien que nous nayons pas mettre de jugement par rapport la pertinence26 de la recommandation de 0,6 V/m, il est clair que lutilisation de la relation (3) dans laquelle on assimile une antenne directionnelle une antenne isotrope est une erreur grossire pouvant conduire des dcisions aberrantes. Pour illustrer notre propos, il est sans doute utile de mentionner que lapplication de la relation (3), dans le cas dune antenne de radiodiffusion et de tlvision rayonnant une PIRE de 1000 KW, conduirait un rayon de plus de 9 km ; une telle antenne ne pourrait donc tre installe quau centre dun cercle de 18 km de diamtre et qui ne comporterait aucune habitation. Dans le cas de la Tour Eiffel, le diamtre dpasserait 40 km ! Il en rsulte que les recommandations visant imposer une distance de scurit autour des antennes sont abandonner au profit de mthodes de calcul plus correctes et qui font partie des connaissances de base en radiocommunication. La figure 10 fournit un exemple de trac pour une antenne mettant une PIRE de 1000 W, place 25 m du sol et dont le faisceau est inclin de 2 vers le bas (angle de tilt mcanique ). Laxe vertical de la figure 10 a t dilat pour amliorer la lisibilit.\nhauteur (m) 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 50 < 0,5 V/m < 0,5 V/m 100 150 200 distance (m) 250 300 350 400\n4,5 V/m 3 V/m 2 V/m 1 V/m 0,5 V/m\nFigure 10 : Courbes diso-valeur pour 3, 2, 1 et 0,5 V/m (puissance totale = 20 W - gain = 52 - angle d'inclinaison du faisceau = 2) 8.7. Lobes secondaires dune antenne\nLes antennes sont caractrises par leurs diagrammes de rayonnement, qui reprsentent leur gain dans les diffrentes directions de l'espace. La figure 11 est un exemple de diagramme de rayonnement dans le plan vertical ; il comporte : un lobe principal qui correspond la direction vers laquelle la plus grande partie de la puissance est rayonne ; des lobes secondaires qui indiquent quune fraction de la puissance de lantenne est rayonne dans des directions non souhaites.\nVoir prambule. 33/47\nToutefois, le gain maximum correspondant aux lobes secondaires des antennes panneaux utilises couramment est au moins 10 ou 20 fois infrieur au gain du lobe principal ; il en rsulte que le champ dans ces directions reste dans des limites acceptables comme le dmontre les figures 7 et 9 o les pics observs 40 m de lantenne sont dus un lobe secondaire. De nombreuses mesures effectues avec dautres antennes confirment ce rsultat.\nangle d'inclinaison par rapport l'horizontale.\nFigure 11 : Diagramme de rayonnement et lobes secondaires 8.8. Travaux proximit dune antenne de radiocommunication mobile\nFigure 12 : Dimensions du gabarit de scurit pour les antennes omnidirectionnelles et directionnelles\nLes oprateurs de tlphonie mobile ont tabli, en concertation avec lInspection Technique et Mdicale du Ministre Fdral de lEmploi et du Travail, un document intitul Manuel de Scurit pour les Travaux sur ou Proximit dune Infrastructure GSM (); ce document prcise quil est interdit de se trouver dans le gabarit de scurit des antennes sauf pour un bref passage (moins de 60 secondes) ; il y a donc lieu de mettre une antenne hors service pour lexcution de travaux lintrieur de cette zone. Les dimensions du gabarit de scurit, pour les antennes omnidectionnelles et directionnelles, sont reprises la figure 12. 8.9. Rmetteurs passifs\nCertaines publications affirment que les objets conducteurs (rampes mtalliques, barres bton, miroirs, ) produisent une amplification des CEM ; elles recommandent galement de retirer les miroirs (ou tout objet conducteur) des locaux o lon vit. En ralit, la prsence dobjets rflecteurs (ceux-ci ne se limitent pas aux seuls mtaux) sont la cause des variations importantes du champ, mais en aucun cas il ny a augmentation de la valeur moyenne, ce qui serait contraire aux principes de base de la physique. Lexplication du phnomne observ est la suivante : les ondes lectromagntiques, dans la gamme des radiofrquences, sont susceptibles dtre rflchies par la plupart des matriaux ou surfaces, comme le sont galement dautres ondes, telles que la lumire et le son. Limportance de la rflexion des CEM dpend de la conductibilit lectrique du matriau ; elle est donc plus importante avec les mtaux. Le sol, et dans une certaine mesure les murs, sont dassez bons rflecteurs. Ces rflexions conduisent des variations du CEM dans lespace qui sont relativement importantes. En effet, en certains points, londe directe mise par lantenne et les ondes rflchies sur les obstacles (sol, murs, ) arrivent peu prs en phase ; cest ce que reprsente la figure 13a qui illustre le cas trs simple o l'on reoit une onde directe D et 2 rflexions, R1 et R2, de plus faible amplitude et qui sont dphases de 30. Le champ rsultant, au point considr, est gal la somme vectorielle de londe directe et des rflexions ; la rsultante R est ici plus leve que le signal direct et les rflexions ont pour effet d'accrotre le champ. En d'autres points de l'espace, la rsultante R est infrieure l'onde directe, ce qui se produit, par exemple dans le cas de la figure 13b o les 2 rflexions sont dphases respectivement de 90 et 180 par rapport l'onde directe. Il peut mme y avoir des points o londe directe est totalement neutralise (cest ce que les physiciens appellent un nud de vibration ). Une onde radio, lorsqu'elle se propage, subit un grand nombre de rflexions et de diffractions. Par consquent, en un point A de l'espace, on reoit un grand nombre de signaux dont l'amplitude et la phase varient de manire alatoire. De plus, si lon se dplace au point B (voisin du point A), on recevra toujours plusieurs signaux, mais chacun aura une amplitude et une phase diffrentes de celles qu'ils avaient au point A, ce qui a pour consquence que la rsultante aura une autre valeur.\nFigure 13 Influence des rflexions sur les fluctuations du champ Les variations du CEM sont d'autant plus importantes que le nombre de rflexions est grand. Par exemple, l'extrieur, on mesure des variations de champ dont le rapport entre le maximum et le minimum peut atteindre la valeur 3. Il en rsulte que les variations de densit de puissance sont dans un rapport de 1 9. La distance entre un maximum et un minimum peut tre aussi courte qu'un quart de longueur d'onde, c'est--dire 7,5 cm la frquence de 900 MHz. Les variations du CEM dans les enregistrements des figures 7 et 9 sont dailleurs lillustration de ce phnomne. Les variations sont encore plus grandes l'intrieur d'un btiment, car le nombre de rflexions y est plus important ; on y mesure couramment des variations du champ dont le rapport entre le maximum et le minimum est gal 10 ; les variations de densit de puissance sont donc dans un rapport de 1 100. En rsum, les rflexions sur les obstacles environnants donnent donc lieu des variations importantes du champ mais, lchelle du corps humain, il ny a pas daugmentation de la valeur moyenne ; ces rflexions se font nergie totale constante et donc sans amplification du signal. Un mcanisme damplification est tout autre, car il impliquerait que lnergie reue soit suprieure lnergie mise. Llimination des miroirs (ou tout objet conducteur) des locaux o lon vit na par consquent gure de sens, puisque le sol et les murs suffisent pour produire ce phnomne.\nTant les calculs que les mesures ralises proximit d'implantations de diffrents types dmontrent que des champs suprieurs quelques V/m n'existent que dans le faisceau de l'antenne, ou juste en dessous de celle-ci.\nLa figure 14 illustre lexemple dun btiment se trouvant proximit du pied dun pylne ; ce cas suscite, souvent tort, des inquitudes, car le rayonnement passe nettement au-dessus du sommet des habitations. Toutes les mesures, effectues dans des situations semblables celles de la figure 14, indiquent qu lextrieur (cas le plus dfavorable puisquil ny aucun obstacle pour attnuer le rayonnement), une quinzaine de mtres sous les antennes, le CEM ne dpasse jamais quelques diximes de V/m. A lintrieur des btiments, les murs et les toitures attnuent considrablement le rayonnement et apportent une protection supplmentaire. Aux frquences utilises en tlphonie mobile, un mur extrieur rduit le champ d'un facteur compris entre 2,5 et 5, voire davantage selon son paisseur, sa composition et la frquence de londe porteuse.\nFigure 14 : Antennes situes nettement au-dessus des habitations L'exemple de la figure 15 mrite plus d'attention, puisqu'un btiment se trouve dans le faisceau une distance relativement courte. Dans ce cas, il faut tenir compte des caractristiques de l'antenne (puissance, gain, angle d'inclinaison du faisceau, profil du terrain, ), afin de contrler si les limites prescrites sont bien respectes. Dans le cas contraire, une solution consiste utiliser un pylne plus lev. Dans de telles situations, il y a lieu de tracer la courbe diso-valeur correspondant la limite de champ impose (courbe semblable celles des figures 8 et 10) ; cette courbe peut tre trace avec une bonne prcision au moyen de modles de calcul prenant en compte le diagramme de rayonnement dune antenne. Si lon trace la courbe disovaleur 4,7 V/m (valeur gale la limite par antenne, fixe par la norme belge la frquence de 925 MHz), la distance, dans le faisceau, partir de laquelle le CEM est infrieur la limite varie entre 25 et 70 m, selon le type de l'antenne et la puissance rayonne. La hauteur de l'antenne par rapport au sol et aux btiments voisins est une donne beaucoup plus importante que la distance. Pour sen convaincre, il suffit dexaminer la figure 8 (tablie pour un type dantennes et une puissance relativement faible). Avec les antennes 24 m de hauteur, on atteint un champ de 0,5 V/m environ 2,5 m du sol ; si ces antennes ne se trouvaient plus qu 12 m de hauteur, on\nCEM et tlphonie mobile 37/47\natteindrait 1 V/m 2,5 m du sol. Inversement, si les antennes se trouvaient une hauteur de 36 m, le champ 2,5 m du sol serait, au maximum, de 0,3 V/m. Des conclusions comparables peuvent tre dduites de la figure 10 qui correspond une antenne de puissance moyenne place 25 m de hauteur.\nFigure 15 : Btiment situ dans le faisceau Dans le cas des antennes installes sur un toit peu absorbant (tuiles, ardoises, ), ses occupants ne sont exposs qu des champs faibles (moins de quelques diximes de V/m sous la toiture), du fait que les antennes concentrent leur rayonnement dans la direction horizontale. Il en va de mme lorsquune antenne panneau est accole un mur, car le rayonnement mis vers larrire est attnu par les murs. Il convient videmment de veiller ce qu'il n'y ait pas, face aux antennes, de btiments trop proches.\nFigure 16 : Antennes sur un btiment avec toit en bton\nLorsque des antennes sont installes sur le toit de btiments en bton arm (figure 16), celui-ci apporte une protection extrmement efficace et le champ en dessous des antennes est ngligeable (moins de 0,1 V/m au dernier tage). Par consquent, les craintes souleves par l'implantation d'antennes sur les toits de telles constructions (notamment les hpitaux et les coles) ne sont pas justifies, car les mesures prouvent, dans tous les cas, qu'il est de loin prfrable d'installer les antennes sur le toit du btiment que l'on veut protger, plutt que de les loigner. Il est noter que nous insistions dj sur cette vidence dans nos publications parues en 2000 ( et ) et qui a t confirme par des mesures effectues par dautres organismes. Lide trs rpandue selon laquelle les personnes vivant dans un btiment sous des antennes de tlphonie mobile sont soumises des CEM importants est donc dnue de tout fondement. Enfin pour conclure, il est sans doute rassurant de constater que, sur lensemble des sites o lISSeP a ralis des mesures (plusieurs dizaines ce jour), aucune situation alarmante na t rencontre ; ceci ne signifie pas quil ny en ait aucune, mais si elles existent, elles ne devraient pas tre trs frquentes et auraient sans doute pu tre vites par un choix rflchi de la localisation des antennes et sans que cela nimplique ncessairement un surcot significatif pour lexploitant. Cette constatation constitue galement la dmonstration quil est possible de dvelopper des rseaux de tlphonie mobile sans exposer les riverains des antennes des CEM importants, mme dans les zones forte densit de population o il est impossible de trouver un endroit sans habitation moins de 300 m ; elle dmontre aussi que ladoption dune norme raisonnable ne rend pas impossible le dveloppement de la tlphonie mobile.\nANNEXE DETERMINATION DE LINTENSITE DUN CHAMP ELECTROMAGNETIQUE\nLintensit dun CEM peut tre dtermine, soit par une mesure sur site, soit par calcul au moyen de modles de prdiction ; cette seconde solution est la seule envisageable lorsque linstallation nest pas encore oprationnelle et quil sagit de vrifier que le champ quelle gnrera respectera la norme dexposition.\nA.1. METHODES DE MESURES\nDans la gamme des frquences attribues la tlphonie mobile, la mesure de lintensit dun CEM est ralise au moyen dune sonde constitue dune antenne sensible la composante lectrique du champ. Les limites fixes par les normes tant exprimes par lintensit de la composante lectrique du champ, le rsultat de la mesure est donn en V/m. Lorsque cela simpose, et pour autant que lon se trouve dans la zone de champ loign (voir A2), la composante magntique et la densit de puissance peuvent tre dduites partir des relations (1) et (2). Il existe deux mthodes de mesures : la premire seffectue au moyen dappareils dits bande large , la seconde est appele mthode slective . A.1.1. Mthode bande large Cette mthode utilise des appareils qui sont sensibles dans une gamme de frquences trs large (do leur nom) qui stend depuis quelques centaines de kHz quelques GHz. Ces appareils, dun usage trs simple, ne ncessitent que trs peu de connaissances techniques et fournissent un rsultat immdiat (aucun calcul nest ncessaire). Il existe divers appareils de ce type disponibles sur le march ; le prix des plus performants avoisine 10.000 . Les mesureurs de champ bande large prsentent nanmoins certains inconvnients, particulirement lorsquil sagit de mesurer les CEM mis par des antennes de tlphonie mobile : Sensibilit et prcision : les appareils les plus performants ont une sensibilit et une prcision de lordre de 0,5 0,6 V/m. Sachant que, dans de nombreux cas, le CEM dans les zones accessibles au public est du mme ordre de grandeur lorsque les antennes mettent au maximum de leur puissance (voir rsultats prsents au 6), il en rsulte que, la plupart du temps, un appareil bande large indique un CEM nul, ou sil affiche un rsultat, celui-ci est entach dune erreur relative importante (si un appareil affiche un rsultat gal 0,8 V/m avec une prcision de 0,6 V/m, la valeur relle se situera dans lintervalle allant de 0,2 V/m 1,4 V/m).\nVariations de la puissance rayonne par lantenne : comme expliqu au 7, une antenne de radiocommunication mobile rayonne une puissance qui dpend du nombre de communications en cours. Par consquent, une mesure au moyen dun appareil bande large fournira un rsultat qui variera selon la puissance mise au moment de la mesure ; lorsque celle-ci est faite linsu de lexploitant de lantenne, on ne connat pas le facteur correctif appliquer. Sil lon veut avoir un rsultat significatif, il faut donc effectuer la mesure un moment o le trafic est important et durant une certaine priode. Manque de slectivit en frquence de certains appareils : un mesureur bande large tant sensible dans une bande de frquences qui stend depuis quelques centaines de kHz quelques GHz, il fournit un rsultat qui est le cumul des CEM dont la frquence est comprise dans cette bande. Cependant, il existe sur le march des appareils aux performances mdiocres et qui sont sensibles, notamment, aux champs lectrique et magntique gnrs par le rseau de distribution dlectricit (50 Hz) ou par des sources telles que tlviseurs ou crans dordinateurs (alors que la frquence de ces champs est en dehors de la bande dans laquelle lappareil est talonn). En consquence, lutilisation de tels appareils par des personnes non inities peut donner lieu de grossires erreurs.\nEn conclusion, lutilisation dun appareil bande large pour mesurer les CEM mis par une antenne-relais de tlphonie mobile ne doit tre envisage que si lon se contente dun rsultat approximatif ; cet avis est aussi celui du Groupe de Travail mis en place par le CEPT27 pour mettre au point une procdure de mesures des CEM dans la gamme de frquences comprise entre 9 kHz et 300 GHz (voir ). A.1.2. Mthode slective Cette mthode utilise un analyseur de spectres28 connect une antenne de mesures (par exemple un diple calibr). Lanalyseur de spectres est un quipement complexe dont lusage ncessite une trs bonne connaissance des principes de base de la radiocommunication. Le cot de ces appareils a fortement chut durant ces dernires annes et on trouve maintenant des analyseurs de spectres de bonne qualit aux environs de 12.000 auquel il faut ajouter le cot des antennes calibres. Un analyseur de spectres permet la mesure de chaque composante frquentielle du champ et prsente une trs grande sensibilit (1 mV/m, et mme moins, selon le type dantenne de mesures et la rsolution spectrale choisie).\nConfrence Europenne des Postes et Tlcommunications. En variante, on peut galement utiliser un rcepteur de test. 41/47\nDans le cas des antennes de radiocommunication mobile, une manire de procder consiste mesurer le champ la frquence du canal de contrle ; cette frquence est prsente en permanence et est mise puissance constante. Le champ correspondant au cumul des diffrentes frquences est dduit par calcul en multipliant le rsultat de la mesure par la racine carre du nombre de frquences rayonnes ; ce nombre peut tre dtermin en relevant le spectre dans la bande de frquences alloue lexploitant de lantenne ; une observation du spectre pendant 1 ou 2 minutes suffit gnralement pour dterminer le nombre de frquences mises29. Il est intressant de souligner que cette mthode conduit un rsultat qui est indpendant de la puissance effectivement rayonne par lantenne au moment de la mesure ; le champ ainsi obtenu est celui qui serait atteint lorsquune antenne met sa pleine capacit (en terme de nombre de communications simultanes) ; le rsultat obtenu par cette mthode correspond donc au scnario maximaliste . Etant donn que le champ lectrique est caractris par de fortes variations dans l'espace (lexplication de ce phnomne est expose au 8.7.), il est impratif denregistrer lintensit du CEM le long de trajets de quelques longueurs dondes, de manire pouvoir dterminer les valeurs maximale et moyenne. Le Groupe de Travail mis en place par le CEPT recommande dadopter la mthode slective pour les cas o une investigation dtaille est ncessaire.\nAvant de prsenter la mthode permettant de calculer lintensit du CEM rayonn par une antenne, il faut prciser les limites de la zone dans laquelle elle sapplique. Lorsquon se rapproche dune antenne, on doit distinguer les champs ractifs du champ rayonn. Des champs lectriques ou magntiques sont dits ractifs lorsque lnergie lectromagntique circule localement sans tre transporte grande distance ; inversement, les champs sont dits rayonns lorsquils se propagent grande distance par un mcanisme ondulatoire. Le cas du transformateur, o lnergie circule dans le noyau et celui du condensateur, o elle circule entre les plaques, constituent des exemples de champs presque purement ractifs. A loppos, lorsquon est suffisamment loign dune antenne, il ne subsiste quun champ purement rayonn. Toute antenne produit un CEM comprenant une composante ractive et une composante de rayonnement ; la premire dcrot trs rapidement avec la distance par rapport lantenne et devient gnralement ngligeable une distance de lordre de la longueur donde.\nCette valuation est toutefois plus laborieuse avec certains types de frequency hopping . 42/47\nA.2.1. Zones entourant une source des champs Lespace entourant une source de CEM peut tre dcompose en quatre zones appeles zone des champs ractifs, zone de Rayleigh, zone de transition et zone de champ loign ; lensemble comprenant la zone de Rayleigh et la zone de transition porte galement le nom de zone de champ proche rayonn. La figure A1 reprsente, dans le cas dune antenne GSM 900 de 2,7 m de hauteur, une coupe verticale (lantenne concide avec lorigine des axes du graphique) des trois principales zones, la zone de champs ractifs nayant pas t reprsente, car trop petite.\nZone de Champ loign\n15 2,7 m\nZone de Rayleigh\nFigure A1 Coupe verticale des zones de Rayleigh, de transition et de champ loign pour une antenne GSM 900 de 2,7 m de hauteur a) Zone de champs ractifs\nLa zone des champs ractifs stend jusqu une distance de lordre de la longueur donde ; dans cette zone, la dcroissance des champs lectrique et magntique est fonction de linverse du carr et du cube de la distance. Aux frquences utilises en tlphonie mobile, la taille de la zone de champs ractifs est trs limite (quelques dizaines de cm) ; du point de vue de la scurit, elle ne prsente dintrt que pour les personnes amenes travailler proximit immdiate dune antenne. Dans le cas des antennes monopoles ou diples, il est tabli que le champ proche rayonn est suprieur aux champs ractifs au-del dune distance gale / (o reprsente la longueur donde) ; cette distance ne devrait pas tre trs diffrente avec les antennes panneaux utilises en radiocommunication mobile, puisquelles sont constitues dune ou plusieurs ranges de diples.\nIl sagit de la zone o le CEM est exclusivement rayonn (onde plane); elle dbute une distance de la source dmission (appele distance de Fraunhofer) donne par : dFR o : D: plus grande dimension de l'antenne mesure dans la direction perpendiculaire la direction du rayonnement (en m) ; en fait, il sagit de la plus grande dimension de lantenne vue depuis le point considr. Lorsquil sagit dune antenne panneau, D est maximale lorsquon se trouve en face de lantenne; longueur d'onde (en m) qui est lie la frquence f (en MHz) par la relation : 300 = ------f (A2) 2 D2 = ---------- (A1)\nLe contour dlimitant les zones de champ loign et de transition (figure A1) est obtenu en reprsentant, dans un diagramme polaire, la relation : 2 H cos dFR() = ------------------ avec : : angle entre laxe horizontal et la direction de propagation dFR() : distance de Fraunhoffer dans la direction formant un angle avec laxe horizontal Le terme H cos au numrateur de lexpression (A3) reprsente la plus grande dimension de lantenne vue depuis le point considr. Dans notre exemple de la figure A1 (antenne GSM 900 de 2,7 m de hauteur), la distance de Rayleigh atteint une longueur de 10,9 m dans la direction horizontale ; ensuite, elle diminue lorsque augmente pour tendre vers zro lorsque sapproche de 90 (ou de - 90). Il y a toutefois lieu de noter que, sous lantenne, cest--dire lorsque est proche de 90, la plus grande dimension de celle-ci dans la direction perpendiculaire la direction de propagation est la largeur de lantenne (gnralement moins de 30 cm) ; il lui correspond une distance de Fraunhofer gale 60 cm qui, en principe, devrait tre reprsente par deux arcs de cercle (au-dessus pour = - 90 et en dessous pour = 90) ; ce rayon de 60 cm est tellement court, (A3)\nnotamment par rapport la hauteur de lantenne, que les deux arcs de cercle se confondent pratiquement avec lorigine des axes de la figure A1. Prcisons que ce qui prcde sapplique aux antennes panneau ; ces antennes ont au moins une dimension gale plusieurs longueurs donde. Pour les antennes de petite taille (antenne quart donde, diple demi-onde, ) la distance de Fraunhofer est gale 10 , cest--dire 3,3 m 900 MHz. Dans la zone de champ loign, les champs lectrique et magntique sont inversement proportionnels la distance et sont respectivement donns par les relations (A4) et (A5), gnralement appeles formules du champ loign . 1 E = d 1 H = d avec : P G : puissance injecte la base de lantenne (en W) : gain de l'antenne, par rapport une antenne isotrope, dans la direction o lintensit du rayonnement est maximale (nombre sans dimension) A(,) : perte de puissance dans la direction considre par rapport la direction o lintensit du rayonnement est maximale (nombre sans dimension) : angle dlvation (en degrs) : angle form avec lazimut de rfrence (en degrs) d : distance par rapport l'antenne (en m) Le terme A(,) est dduit des diagrammes de rayonnement horizontal et vertical de lantenne. et sont gnralement mesurs par rapport la direction o lintensit du rayonnement est maximale (axe du faisceau). c) Zone de transition\n30 P . G / A(,) 0,08 P . G / A(,)\nEntre la zone de Rayleigh et la zone de champ loign se trouve la zone de transition; le champ y prsente des variations plus importantes en fonction de la distance. A lintrieur de la zone de transition, il est couramment admis que les relations (A4) et (A5), normalement applicables en champ loign, permettent de calculer la valeur moyenne du champ (moyenne calcule sur une courte distance pour liminer linfluence des variations spatiales) avec une assez bonne prcision. En fait, dans la zone de transition, ces deux relations ont plutt tendance fournir un rsultat suprieur la moyenne du champ rel ; un tel cart est nanmoins acceptable, puisquil va dans le sens de la scurit.\nLa zone de Rayleigh est comprise entre la zone des champs ractifs et la zone de transition ; elle stend jusqu la distance de Rayleigh donne par : D dR = ------2 (A6)\no et D ont la mme signification que dans la relation (A1). La distance de Rayleigh vaut le quart de la distance de Fraunhofer. Comme pour la zone de transition, le contour de la zone de Rayleigh est obtenu en reprsentant, dans un diagramme polaire, la relation : H cos dR() = ----------------2 avec : dR() : distance de Rayleigh dans la direction formant un angle avec laxe horizontal Dans la zone de Rayleigh, il peut tre dmontr que, pour les antennes de type panneau , la valeur moyenne du champ lectrique et du champ magntique volue approximativement avec la distance selon une loi en 1/d et la densit de puissance suivant une loi en 1/d ; ce rsultat permet destimer les champs lectrique et magntique en de de la distance de Rayleigh. Il suffit pour ce faire dextrapoler les champs ou la densit de puissance obtenus partir des formules du champ loign pour la distance de Rayleigh. Le volume complet correspondant aux zones de Rayleigh et de transition est obtenu en faisant pivoter la figure A1 dun angle de 360 autour de laxe vertical ; ces volumes ont donc la forme dun tore aplati. A.2.2. Formules applicables en pratique En pratique, il savre que la relation (A4) permet de traiter la toute grande majorit des cas dexposition du public aux champs gnrs par les antennes de tlphonie mobile, puisque la zone normalement accessible se trouve, soit dans la zone de champ loign, soit dans la zone de transition. En effet, la figure A1, tablie pour un cas reprsentatif, montre que la zone de Rayleigh et la zone des champs ractifs se trouvent en face de lantenne et proximit immdiate. Ajoutons toutefois que lexpression (A4) ne tient compte que de londe directe, c'est-dire le signal venant directement de lantenne. Or, tout point de l'espace reoit\nCEM et tlphonie mobile 46/47\ngnralement une onde directe et des signaux ayant subi une ou plusieurs rflexions sur des obstacles. Le champ rsultant, au point considr, est gal la somme vectorielle des diffrentes contributions, ce qui donne lieu, dans lespace, des variations importantes de lintensit du CEM. Il est clair que les relations (A4) et (A5) ne tiennent pas compte de ce phnomne ; cependant, lexprience montre que le rsultat quelles fournissent correspond la valeur moyenne du champ calcul sur une courte distance (quelques longueurs donde). Le dcoupage en zones, comme prsent ci-dessus, appelle plusieurs remarques : les limites des zones ne dpendent que des dimensions de lantenne et de la longueur donde ; elles ne dpendent en aucun cas de la puissance mise (les diverses zones pour une antenne sont les mmes, que ce soit pour 1 mW ou pour 10 kW ; les zones de champs ractifs et de Rayleigh sont des zones o les formules du champ loign, cest--dire (A4) et (A5), ne sont pas applicables ; cela ne signifie pas ncessairement que lintensit du champ y soit importante ; dans les zones de champs ractifs et de Rayleigh, les champs lectrique et magntique peuvent tre dtermins par calcul, mais ceux-ci sont relativement complexes ; dans les zones de champs ractifs et de Rayleigh, les champs lectrique et magntique peuvent tre mesurs, notamment au moyen dun analyseur de spectres et dantennes appropries chacune de ses composantes30.\nA notre connaissance, il nexiste pas, sur le march, dantenne sensible au champ magntique aux frquences de 900 et 1800 MHz. LISSeP construit une antenne de ce type pour ces besoins propres. 47/47\n  PIRARD W. - Champs lectromagntiques proximit des antennes-relais de mobilophonie - Rapport final - Mai 2000 (www.issep.be). PIRARD W. - Conclusions de ltude mene par lISSeP concernant les champs lectromagntiques proximit des antennes-relais de mobilophonie - Mars 2000 (www.issep.be). GERIN. A. STOCKBROECKX B. et VANDER VORST A. - Champs microondes et sant - 1999. ICNIRP Guidelines - Guidelines for limiting exposure to time varying electric, magnetic and electromagnetic fields (up to 300 GHz) 1998. PIRARD W. - Etude des risques lis lexposition aux champs lectromagntiques rayonns par les faisceaux hertziens utiliss par les oprateurs de tlphonie mobile - Etude ralise la demande de la Rgion de Bruxelles-Capitale - Novembre 2001 (www.issep.be). AFSSE - Rapport lAgence Franaise de Scurit Sanitaire Environnementale : Tlphonie Mobile et Sant - Mars 2003 (www.afsse.fr). CEPT - Measuring non-ionising radiation (9 kHz - 300 GHz) Draft CEPT/ERC/Recommendation January 2002. GOF - Manuel de Scurit pour les Travaux sur ou Proximit dune Infrastructure GSM avril 2001.\nDocuments similaires à CEM Et Telephonie Mobile\nCanaux de contrôl\nDair - Cab Sran 16.10 Yakro 2017oct09ed001\nCommunication intercellulaire etsignalisation moléculaire.pdf\nDes Matériaux PPt\nWww Pise Info Algo Fichiers Htm\nAsg 9 Reseaux Industriels\nHamza Ibrahim Hafidi\nFalaise de Corse PDF\nEchoes - Steve Lehman\nEnsa Acoustique Du Batiment\nSuggestions Pour Charger Le Conteneur - Expedom