Généralité sur les champs électromagnétiques

Champs électromagnétiques (CEM) 

Les champs électromagnétiques sont une combinaison de champs de force électriques et magnétiques. Ils sont constitués d’une onde électrique et d’une onde magnétique qui se déplacent ensemble à la vitesse de la lumière. Ils sont générés par des phénomènes naturels, mais aussi par les activités humaines (artificielles) principalement lors de l’utilisation d’électricité.

Champ électrique 

Le champ électrique caractérise l’effet d’attraction ou de répulsion exercé par une charge électrique sur une autre. Toute charge électrique produit un champ électrique, qui traduit l’accumulation de charges électriques, génère donc du champ électrique.

D’une manière évidente, lorsqu’une lampe est branchée au réseau électrique, il y a un champ électrique, même si la lampe n’est pas allumée. Son intensité E se mesure en volts par mètre (V/m). Le champ électrique dépend de la tension car plus la tension d’alimentation d’un appareil est élevée, plus le champ électrique qui en résulte augmente.

Champ magnétique 

Le champ magnétique apparaît lorsque les charges électriques se déplacent, c’est-à dire lorsqu’il y a circulation de courant électrique. Pour un même exemple précédent, lorsque la lampe est allumée, il existe, en plus du champ électrique, un champ magnétique généré par le passage du courant dans le câble d’alimentation et l’ampoule. Son intensité H se mesure en tesla (T) ou plus usuellement, microtesla (µT). L’ancienne unité, le gauss (G) et sa sous unité le milligauss (mG) sont toujours utilisées. Et, leur relation s’est donnée par : 1 µT = 10 mG

Le champ magnétique dépend du courant car plus l’intensité du courant est élevée, plus le champ magnétique qui en résulte augmente.

Champs naturels 

La plupart des champs électromagnétiques naturels ont une fréquence de 0 Hz : appelés aussi des champs statiques.
Le terme statique désigne les champs qui ne varient pas dans le temps.
L’exemple le plus notable est le champ magnétique terrestre, qui oriente l’aiguille aimantée de la boussole.

Ondes électromagnétiques 

Une onde électromagnétique est une représentation du rayonnement électromagnétique par un modèle qui rend le réel compréhensible. Le rayonnement est le phénomène physique, il est réel, tandis que l’onde est une forme de représentation. Une onde se définit par trois (03) paramètres : sa vitesse de propagation, qui dépend du milieu qu’elle traverse, son amplitude et sa longueur d’onde ou sa fréquence. “On dit qu’une onde oscille à une certaine fréquence”. Bien qu’ils ne soient pas perceptibles par l’homme, on ne peut pas nier que ces champs électromagnétiques sont présents partout dans notre environnement, car toute installation électrique dans notre voisinage en crée.

Comparaison des propriétés des champs électriques et magnétiques 

Comme toutes les ondes sinusoïdales, la plupart des champs électromagnétiques peuvent être caractérisés par leur fréquence (f), qui va des hautes radiofréquences (les téléphones portables) aux extrêmement basses fréquences (ELF) par exemple les lignes électriques, toute en passant par les fréquences intermédiaires (les écrans d’ordinateur, etc.).

Une fréquence c’est le nombre d’oscillation par seconde exprimé en Hertz (Hz), et la longueur d’onde λ , c’est-à-dire la distance entre un point d’une ondulation et le point homologue sur l’ondulation suivante, mesurée en mètre. Ces deux grandeurs sont indissociablement liées par la vitesse de propagation de l’onde (c). Plus la fréquence est élevée, plus la longueur d’onde est courte : λ = c / f

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Gamme de fréquence et longueur d’onde correspondante

Généralement, on peut classer les bandes de fréquence en deux (02) grandes catégories telles que : les Basses Fréquences (BF) et les Hautes Fréquences (HF).

Les Basses Fréquences (BF) 

Toutes les fréquences se situant entre 0 Hz à 300 kHz constituent les BF. Et les BF se subdivisent en :

Extra Low Frequences (ELF), inférieur à 300 Hz ;
Very Low Frequences (VLF), 300 Hz à 30 kHz ;
Low Frequences (LF), 30 kHz à 300 KHz ;

Moyennes Fréquences (MF) 

Les moyennes fréquences se situent entre 300 kHz à 3 MHz.

Les Hautes Fréquences (HF) 

Les hautes fréquences se situent aux fréquences supérieures à 100 kHz, dans lesquelles constituent :
Hautes Fréquences (HF), 3 MHz à 30 MHz ;
Very Hight Frequences (VHF), 30 MHz à 300 MHz ;
Ultra Hight Frequences (UHF), 300 MHz à 3 GHz ;
Special Hight Freauences (SHF), 3 GHz à 30 GHz ;
Extra Hight Frequences (EHF), 30 GHz à 300 GHz.

Table des matières

INTRODUCTION
Chapitre I. GENERALITE SUR LES CHAMPS ELECTROMAGNETIQUES
I-1. Définitions
I-1-1. Champs électromagnétiques
I-1-2. Champ électrique
I-1-3. Champ magnétique
I-1-4. Champs naturels
I-1-5. Ondes électromagnétiques
I-2. Comparaison des propriétés des champs électriques et magnétiques
I-3. Gamme de fréquence et longueur d’onde correspondante
I-3-1. Les basses fréquences
I-3-2. Les moyennes fréquences
I-3-3. Les hautes fréquences
I-3-4. Les rayonnements ionisants
I-3-5. Les rayonnements non-ionisants
I-4. Les appareillages ou sources d’émission du CEM
I-5. Classification de quelques appareils suivant leurs fréquences appropriées
Chapitre II. EFFETS DES RAYONNEMENTS ELECTROMAGNETIQUES SUR LES VIVANTS
II-1. Effets des rayonnements électromagnétiques sur l’homme
II-1-1. Exemple d’interaction humaine avec des CEM
II-1-2. Effets directs
II-1-3. Effets des Ultraviolets
II-1-4. Effets indirects
II-2. Effets des rayonnements électromagnétiques sur les animaux
II-3. Effets des rayonnements électromagnétiques sur les végétaux
Chapitre III. DETECTION DE CHAMPS ELECTROMAGNETIQUES
III-1. Mesurage du CEM en fonction de la distance à la source
III-1-1. Méthode et grandeurs physiques mesurées
III-1-2. Exemples
III-2. Appareils de mesure ou de détection des CEM
III-2-1. Exemple d’appareils de mesure
III-2-2. Comparaison d’utilisation entre les appareils
Chapitre IV. PREVENTION DES RISQUES
IV-1. Normes et protections
IV-1-1. Les valeurs limites d’exposition
IV-1-2. Diminution du champ électromagnétique en fonction de la distance
IV-2. Etude d’un cas particulier : les “ Ordinateurs ”
IV-2-1. Principe de fonctionnement
IV-2-2. Les pollutions produites
IV-2-3. Incidences sur la santé
IV-2-4. Normes et directive d’utilisation
Chapitre V. IMPLICATION PEDAGOGIQUE
Fiche pédagogique
V-1. Notion fondamentale de base
V-1-1. Historique
V-1-2. Phénomène d’attraction des aimants
V-1-3. Champ magnétique et électrique
V-2. Champ d’induction magnétique
V-2-1. Définition
V-2-2. Ligne de champ magnétique et flux magnétique
V-3. Loi de Gauss du magnétisme
V-4. Force de Lorentz et mouvement d’une particule dans un champ magnétique
V-5. Loi d’Ampère et applications
V-5-1. Théorème d’Ampère
V-5-2. Condition d’utilisation de la loi d’Ampère et domaines d’application
V-6. Loi de Biot-Savart
Théorème de Biot-Savart et ses applications
CONCLUSION

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