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Champs micro-ondes et santé : danger ? André Vander Vorst Hyperfréquences UCL Février 2007.

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1 Champs micro-ondes et santé : danger ? André Vander Vorst Hyperfréquences UCL Février 2007

2 Présentation 1. Introduction 2. Mécanismes dinteraction 3. Effets biologiques 4. Appréhensions 5. Conclusions

3 2.1 Champs, puissance, fréquence, longueur donde Champ : distribution spatiale d'une grandeur physique ensemble des valeurs de température en tout point d'un local ensemble des valeurs de champ électrique, magnétique ou électromagnétique Fréquences élevées : radiofréquences et micro-ondes on doit parler de champ électromagnétique : il y a champ électrique et champ magnétique associée au produit des deux : densité de puissance électromagnétique onde électromagnétique, se propageant dans l'espace peut donc transporter puissance à distance 2. Mécanismes dinteraction

4

5 longueur donde x fréquence = constante = vitesse de phase dans milieu considéré longueur d'onde plus petite si fréquence élevée vide : vitesse de la lumière = km/s longueur d'onde dans vide km à 50 Hz 3 m à 100 MHz 33.3 cm à 900 MHz cm à 2.45 GHz 3 cm à 10 GHz 3 mm à 100 GHz longueur donde diffère daprès milieu de propagation longueur donde plus petite dans corps humain

6 rayonnements ionisants fréquences élevées : rayons X, etc. rayonnements non ionisants fréquences basses : radio, micro-ondes, infrarouge, visible micro-ondes (microwaves) ou hyperfréquences fréquence100 MHz à 300 GHz(jusquà 1 THz) longueurs d'onde 3 m à 1 mm vide(jusquà 0.3 mm) longueur d'onde du même ordre de grandeur que dimension objets couramment utilisés mètre, décimètre, centimètre, millimètre théories, techniques et méthodes de mesure particulières effets particuliers, notamment biologiques ?

7 2.2 Bioélectricité toutes cellules vivantes présentent phénomènes bioélectriques une variété réduite présente variations de potentiel électrique électrocardiogramme (cœur) électromyogramme (muscle) électroencéphalogramme (cerveau) magnétoencéphalogramme (cerveau) bioélectricité rôle fondamental dans organismes vivants utilité clinique tension électrique : reconstitution os, cartilages, tissus applications médicales micro-ondes effets pathogènes éventuels sur êtres humains et animaux

8 2.3 Caractérisation des tissus biologiques effets diélectriques caractérisés par permittivité (constante diélectrique) plus particulièrement permittivité relative compare la permittivité dun matériau à celle du vide pour tissu vivant très élevée à très basse fréquence 1 à 10 millions à 50 Hz élevée aux radiofréquences sang à 3 MHz environ micro-ondes permittivité relative = celle de leau décroît denviron 80 à partir de GHz vaut … 5 … aux fréquences millimétriques élevées

9 3.1 Absorption seul champ intérieur à matériau peut influencer celui-ci énergie micro-onde absorbée convertie en chaleur : chauffage pénétration de londe limitée par effet de peau effet caractérisé par profondeur de peau à 1 profondeur de peau : champ = (1/2.72) de valeur sur peau à 3 profondeurs de peau densité de puissance = 1% de valeur sur peau organes intérieurs « blindés » par couches extérieures théorie mètres profondeur de peau pulsation (2 fois la fréquence) perméabilité (propriétés magnétiques) conductivité (conduction électrique) 3. Effets biologiques

10 profondeur de peau

11 mesure dabsorption Taux dAbsorption Spécifique (TAS) watts par kilo (W/kg) Specific Absorption Rate (SAR) watts de puissance absorbée par kilo de matière absorbante matière absorbante : couche superficielle du corps (effet de peau!) grand nombre deffets thermiques observés SAR de 1 W/kg produit élévation de température du corps de 1°C dommages oculaires (cataracte) 100 mW/cm 2, au-delà de 1GHz dommages cornée SAR de 2.6 W kg, à 2.45 GHz dommages rétine SAR de 4 W/kg, à GHz nos mesures usage GSM caves du bâtiment Maxwell LlNeuve échauffement progressif, atteignant 0.7°C après 10 minutes puis T°C constante par thermorégulation due à circulation du sang effets comportementaux détectables à niveau dexposition plus faible que effets thermiques ondes pulsées de façon diverse effets détectables à niveau plus faible que ondes à caractère continu

12 système nerveux : trois fonctions percevoir variations dans le corps et à lextérieur interpréter et intégrer ces variations répondre en initiant des actions : contractions ou sécrétions système sensoriel : millions dorganes senseurs fonctions de base : rassembler linformation exemple : nerfs sensoriels de la peau signaux interprétés en pression, douleur, température, vibration transmettent impulsions au système nerveux central ces systèmes existent aussi pour ouïe, goût, odorat beaucoup de fonctions contrôlées par hypothalamus a ffectesystème cardiovasculaire température du corps appétit système endocrinien 3.2 Système nerveux

13 membranes cellulaires : site primaire interaction champs BF amplification signaux faibles associés à divers mécanismes flux ions (Ca++) jouent rôle primordial dans amplification stimulus gradient potentiel de membrane 10 7 V/m effet de micro-ondes sur molécules diverses a été analysé accent particulier sur questions relatives à lacide ADN cellules exposées à fréquences, niveaux dexposition, durées lésions chromosomiques plus nombreuses modèle théorique : propriétés diélectriques du noyau cellulaire SAR à endroits proches (nm) peuvent différer W/m 3 10 à 100 fois supérieure à environnement effet biologique dû à production de chaleur préférentielle ? non négligeable à lendroit des noyaux cellulaires 3.3 Cellules, membranes, molécules

14 dommages à cornée observés à SAR 2.6 W.kg, 2.45 GHz après prétraitement médicamenteux opioïdes : mêmes dommages observés à SAR dix fois plus faible opioïdes endogènes peuvent jouer rôle dans effets neurologiques ainsi : micro-ondes peuvent accentuer effets médicamenteux mesuré sur rats : accentuation de catalepsie, hyperthermie, etc. doù question: certains traitements médicamenteux peuvent-ils accentuer sensibilité aux micro-ondes? si quelquun se sent particulièrement sensible si absorbe médicament contenant opioïdes (réduire stress) possible que celui-ci accentue sensibilité aux micro-ondes 3.4 Influence de médicaments

15 effets non thermiques micro-ondes : question controversée question pas seulement scientifique : politique et commerciale accepter existence effets non thermiques : implique possibilité effets exposition à très faible niveau ! 1971 déjà, deux auteurs très respectés pour leurs travaux sur effets biologiques micro-ondes écrivaient : "Limportance de la différence entre les vues soviétique et occidentale apparaît dès quon réalise que la signification pratique de lexposition maximum permissible est basée sur lacceptation ou la réjection des effets non thermiques comme biologiquement significatifs" 3.5 Effets microthermiques et isothermes

16 la température nest pas un paramètre électromagnétique: conséquence dabsorption énergie micro-onde électromagnétisme ne permet pas dimposer une température constante pas possible détudier effets autres que thermiques en nutilisant que lélectromagnétisme il faut donc joindre à lélectromagnétisme une autre discipline pour laquelle la température est un paramètre il sagit de la thermodynamique on peut travailler à température constante et donc étudier effets isothermes mais alors : biologie ….. électromagnétisme ….. thermodynamique

17 effets microthermiques: champ ém très faible peut créer effet biologique significatif jouant le rôle de "gâchette" (trigger) exemple : système visuel, sensibilité proche de limite théorique entre énergie dun quantum de lumière et impulsion nerveuse : gain de plus dun million quantum agit comme gâchette pour impulsion nerveuse énergie de celle-ci fournie par le système biologique théorie : possibilité de déclencher des excitations cohérentes puissantes de membranes cellulaires sous leffet dactions non cohérentes, faibles lorsque certaines conditions sont réunies Effets microthermiques

18 Argument très général en faveur deffets microthermiques effets connus aux très basses fréquences (50 Hz) en termes de champ magnétique de même, effets connus aux radiofréquences essentiellement en termes de champ électrique, courants induits micro-ondes : on ne considère que échauffement, dû à puissance on nenvisage pas effets directement dus aux champs fréquences optiques énergie solaire utilisée en partie pour constituer et maintenir organisation très complexe dans systèmes biologiques végétaux le soleil chauffe effectivement les plantes pourtant, personne ne dit que laction du soleil sur les plantes est exclusivement thermique

19 exemple : luminescence chaleur convertie en rayonnement luminescent vient de lénergie thermique du cristal luminescent énergie luminescente peut être plus grande que énergie dexcitation absorbée aux dépens de énergie thermique matériau il en résulte refroidissement du matériau car lénergie dexcitation, ordonnée est transformée en énergie luminescente, moins ordonnée souvent appelé refroidissement optique Effets isothermes (température constante)

20 phénomène semblable : luciole émet énergie luminescente dans le noir par transformation de lénergie lumineuse reçue de jour luminescence démontrée sur interface air - tissu humain sur interface air - eau et interface air - tissu humain mesures faites sur eau diversement salée interface exposée à faisceau incliné ondes millimétriques, de 48 à 120 GHz interface ré-émet rayonnement aux ondes décimétriques dans plan différent du plan incident mesuré à 0.4 et 1 GHz (figure) densité puissance incidente 1 W/cm 2, soit 10 mW/m 2 mille fois inférieur à niveau limite admis par OMS au-delà de 2 GHz pour être humain Luminescence biologique

21 luminescence biologique

22 3.6 Études épidémiologiques difficulté : établir relation de cause à effet étude épidémiologique négale pas lien cause - effet ! à ce jour : études nétablissent pas clairement risque de cancer même si exposition ninduisait pas de cancer milliers dutilisateurs développeraient cancer chaque année car centaines de millions dutilisateurs dans monde après apparition dune nouvelle cause possible de cancer il faut au moins …10…15… 20 ans pour tumeurs décelables GSM introduit dans nos pays et développé attendre pour constater phénomène éventuel normes aujourdhui ne doivent pas viser à protéger seulement dun effet connu: elles doivent aussi protéger deffets éventuels dont on sait quon ne connaîtra les résultats que vers 2015+

23 novembre 2004 : TNO étude effets GSM sur comportement résultat positif, fort intéressante, à approfondir, échantillon trop petit décembre 2004 : Reflex étude européenne sur cellule vivante a montré effets positifs sur ADN avril 2005 : étude danoise sur cancer plus de personnes résultat négatif quant à usage accentué de GSM auteurs disent : il faut durée détude plus longue, préférable de limiter usage GSM par enfants, utiliser oreillette mai 2005 : étude suédoise sur cancer personnes à tumeur et personnes saines risque plus élevé à la campagne, lié à antennes plus disséminées et impliquant donc usage de puissances plus élevées août 2007 : étude suisse concernant effet UMTS sur comportement expositions espacées dune semaine: résultat négatif

24 étude épidémiologique sur rats se termine à UCL, Belgique grande amplitude : 124 rats longue durée : 21 mois faible niveau dexposition : « OMS pour rats » exposition diversifiée 4 groupes de 31 rats 1 GHz CW, 1 GHz « radar » 10%, 10 GHz CW, témoin niveau exposition : méthode OMS pour humains appliquée à rats compare résultats groupes exposés à groupe témoin modalités décrites dans littérature rats exposés 2 h/jour, 7 jours/7, pendant 21 mois correspond à environ à 70% de leur durée de vie (1 mois rat = 3 ans humain) premiers résultats bientôt publiés paramètres étudiés : monocytes, tumeurs, mortalité, mémoire

25 4.1 Exposition de longue durée à faible niveau et modulation numérique exposition micro-ondes pulsées faible niveau affecte neurochimie du cerveau de manière semblable au stress similitude effets micro-ondes avec sources établies de stress spéculation sur exposition micro-onde comme facteur de stress conséquences à long terme exposition répétée dépendent des paramètres dexposition effets irréversibles dus à exposition répétée faible niveau ? actuellement : pas dévidence 4. Appréhensions

26 développement mobilophonie sans fil signaux très spécifiques, dits numériques en particulier signaux système GSM signal à porteuse micro-onde modulation par impulsions modulation contient fréquences très basses 217 Hz permanent et 8.3 Hz certaines conditions pas le cas pour modulation amplitude / fréquence, dits analogiques doù question "paquets" micro-ondes et/ou très basses fréquences dans le signal sont-ils susceptibles dexercer influence négative sur tissus humains et/ou cerveau en induisant des effets non thermiques ?

27 4.2 Hypersensibilité électromagnétique nombre croissant de personnes se plaignent de troubles divers attribués à exposition ém, notamment micro-onde fatigue, céphalées, concentration, vertiges, nausées, … niveaux très bas changement de style de vie ou évitement de certaines sources recherches scandinaves : plaintes dermatologiques rougeurs, picotements, sensations de brûlure,... constaté : perturbations psychophysiologiques hyper-réactivité du système nerveux central déséquilibre au niveau du système nerveux autonome facteur prédisposant ? ou conséquence de la souffrance ? symptômes réels (CSH) liaison « objective » aux champs ém ? syndrome micro-onde ? exposition faible niveau ambassade US Moscou par URSS (1960)

28 Pour notre part contact avec trentaine personnes, rencontré vingtaine la plupart explicitent de façon très précise ce dont elles souffrent, à quel endroit et sous quelle forme cela se manifeste nous nous sommes souvent demandés : y a-t-il effet exacerbé par médicaments divers ? depuis peu, hypothèse personnelle de travail : lien cause - effet entre exposition micro-onde et troubles décrits doù exposés techniques sur façon de se protéger, « se blinder » sans guère de difficultés sans trop de frais de façon relativement conviviale a débouché dans quelques cas sur accès à vie plus normale

29 4.3 Barrière sang-cerveau (BBB) (hémato-encéphalique) protège cerveau des mammifères de composants potentiellement dangereux qui se trouveraient dans le sang pouvant causer : oedèmes cérébraux, augmentation de pression intracrânienne, voire dommage cérébral irréversible défense naturelle : « barrière » perméable de façon sélective 30 investigations expérimentales sur rats rapportées fin 2001 réparties par moitié entre effets positifs et effets négatifs certains effets positifstransfert de sérum dalbumine observés à SAR de W/kg soit 5 fois plus bas que niveau OMS question sous leffet de téléphones portables, albumine ou autres molécules toxiques peuvent-elles se porter au cerveau et sy accumuler ?

30 4.4 Critique du texte initial de lOMS pourquoi controverse risques éventuels micro-ondes ? première recommandation OMS publiée en 1993 avant implantation du GSM, 1 er janvier 1994 plusieurs années avant son développement massif recommandation particulièrement ambigüe surtout : maintenue telle quelle en 1998 par ICNIRP International Commission for Non-Ionizing Radiation Protection

31 texte initial 1993 (p.21, ) In normal thermal environments, an SAR of 1-4 W/kg for 30 minutes produces average body temperature increases of less than 1°C for healthy adults ce texte établit safety factor de 50 pour grand public (p.23, ) calculé à partir de 4 W/kg et non 1 W/kg, incorrect ! de plus, facteur entre travailleurs et public est 5 il est de 20 en Belgique pour rayonnements ionisants ! doù limite à 900 MHz : 41.2 V/m Organisation mondiale de la santé OMS

32 ICNIRP 1998 maintient cette recommandation pour : facteur sécurité calculé à partir de 4 W/kg exposition 24 h/24 et non 30 minutes tout être humain et non seulement adulte en bonne santé ne pas sétonner si certains estiment que les recommandations ICNIRP/OMS ne sont pas assez exigeantes ! norme belge plus exigeante : 2x en champ E, 4x en puissance doù limite à 900 MHz : 20.6 V/m c-à-d facteur de sécurité de 50 par rapport à 1 W/kg : correct ! ramène le T à 0.02°C : élimine leffet thermique ICNIRP

33 5. Conclusions controverse au sujet des normes et recommandations mécanismes de chauffage diélectrique : très bien connus mécanismes autres que chauffage : ce nest pas le cas en dautres termes : pas ou guère de valeurs chiffrées concernant ces autres effets fixation des normes locales dépend donc surtout de : la sensibilité des populations à la problématique lattention que les politiques portent à cette sensibilité

34 Tableau de normes et recommandations valeurs pour le grand public, exprimées en V/m à 900 MHz (1) OMS, ICNIRP, Union européenne ne pas dépasser 41.2 V/m (2) plusieurs gouvernements européens ont normes plus exigeantes Belgique : 20.6 V/m Italie : 20 V/m ou 6 V/m, daprès la durée dexposition Suisse : 6 ou 4 V/m, daprès la durée dexposition Luxembourg : 3 V/m (3) effets sur barrière sang-cerveau (BBB) certains effets positifs observés à W/kg, soit 18 V/m (4) effets isothermes ou microthermiques au moins 100 (en puissance) soit 4 V/m (5) études épidémiologiques : exposition TV/FM deux études/quatre : doublement taux leucémie, de 2 à 4 V/m

35 (6) 1998, notre recommandation a été : 3 V/m Région wallonne, Région bruxelloise il sagit dune valeur maximum tient compte de toutes émissions 10 MHz - 10 GHz (7) 2001 et 2006, CSH belge : 3 V/m + ALARA facteur 50 en puissance par rapport à norme belge effets autres que thermiques (« T » réduit de 0.02°C à °C) il sagit dune valeur maximum tient compte de toutes émissions 10 MHz - 10 GHz (8) février 2003, Ville de Paris : de 1 à 2 V/m (accord entre Ville et opérateurs) il sagit dune valeur moyenne par jour ne porte que sur GSM (9) juin 2000, Ville de Salzbourg : 0.6 V/m il sagit dune valeur moyenne par an ne porte que sur GSM (UMTS?) rapport entre valeurs extrêmes de champ électrique 41.2/0.6 =68.67 rapport entre valeurs extrêmes de puissance (41.2/0.6) 2 =4720


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