Blindage des terminaux à écran de visualisation › Bibliothequevirtuelle › santecom › ... · 2012-12-10 · l'absenct de rayone s "X" qu pourraieni êtrt e émi s par le tube

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mssT Institut de recherche en santé et en sécurité du travail du Québec

Blindage des terminaux à écran de visualisation Lambert La liberté

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Dépôt légal Bibliothèque national du Québec 4e trimestre 1986 ISBN: 2-551-06705-7 ISSN: 0820-8395

IRSST 505, boul. de Maisonneuve Ouest Montréal (Québec) H3A 3C2 Téléphone: (514) 288-1551 Télécopieur: 288-0998

Centre de documentation parlement de santé communautaln

B I L A N D E C O N N A I S S A N C E S

BLINDAGE DES TERMINAUX À ÉCRAN DE VISUALISATION

Lambert Laliberté Secteur soutien analytique

mmurmiom imAL DE SANTÉ PUBLinm nrmi^n

^ M ù E i x m m r S 1 Q m c

MONTRÉAL

"Cette étude a été financée par 1'IRSST. Les conclusions et recommandations sont celles de l'auteur."

© Institut de recherche en santé et en sécurité du travail du Québec, octobre 1986.

TABLE DES MATIERES PAGE

1.- Sommaire 1

2.- Identification des sources et types de radiations électromagnétiques émises par les t.e.v 3

3.- Blindage des t.e.v 10

4.- Les normes actuelles 11

5.- Exemples de blindage des t.e.v. par ordre croissant d'efficacité et de coût 12

6.- Tableau comparatif des matériaux à utiliser pour le blindage 20

7.- Bibliographie 34

LISTE DES FIGURES

1 a) Forme du courant circulant dans la bobine de déflexion verticale d'un t.e.v 6

1 b) Forme du courant circulant dans le filament d'une lampe de bureau 7

2 a) Contenu harmonique du courant circulant dans la bobine de déflexion verticale d'un t.e.v 8

2 b) Contenu harmonique du courant circulant dans le filament de la lampe de bureau 9

LISTE DES TABLEAUX

1- Tableau synthèse d'exemples de blindages pour les t.e.v. par ordre croissant d'efficacité et de coût 13

Exemple de blindage # 1 14






Tableaux comparatifs des matériaux à utiliser pour le blindage des t.e.v 20

Liste des matériaux à haute perméabilité pour le blin-dage du champ magnétique 32

1 /

SOMMAIRE

1. Sources

Quatre principales sources de champs électriques et magnétiques ont été identifiées dans les terminaux à écran de visualisation (t.e.v.). Il s1agit: - de la partie avant du tube cathodique où l'on retrouve un champ

électrostatique ; - de la bobine de déflexion verticale qui émet un champ magnéti-

que de fréquence extrêmement basse; - de la bobine de déflexion horizontale qui émet un champ magné-

tique de fréquence très basse. - du transformateur de haute tension qui est responsable du champ

électrique principal.

2. Réglementation

Il n'existe, présentement au Canada, aucune norme réglementant le niveau acceptable d'exposition aux champs électriques et magnétiques aux fréquences très basses et extrêmement basses.

3. Caractéristiques

L'intensité du champ électrique autour des appareils domestiques est au départ 100 à 200 fois plus basse que celle d'un t.e.v. étant alimenté à 120 volts alors que la tension du transformateur haute tension dans un t.e.v. se situe entre 9 000 et 30 000 volts.

2 /

Le champ électrique peut être encore beaucoup plus bas si l'appareil domestique est entouré de métal (ex: grille-pain, malaxeur, four, etc.)

Le champ magnétique d'un appareil domestique dépend entre autres de sa consommation d'énergie instantanée (puissance) et peut facilement être 10 fois plus élevé que celui d'un t.e.v, (ex: séchoir à cheveux, plinthe électrique).

4. Blindage

Tous les types de champs émis par un t.e.v. peuvent être éliminés par un blindage approprié. Celui relatif aux champs électrique et électrostatique peut être réalisé pour un coût d'environ 100 $. Toutefois, il s'avère plus difficile et coûteux d'éliminer les champs magnétiques. (entre 325,00$ et 700,00$).

Le prix d'un t.e.v. varie de 300,00$ à 2 000,00$ et le prix moyen est d'environ 1 200,00$.

Le blindage contre les rayons X n'a pas été envisagé en raison de l'absence d'émission par le tube cathodique (3).

3 /

IDENTIFICATION DES TYPES ET SOURCES DE RADIATIONS ÉLECTROMAGNÉTI-QUES ÉMISES PAR UN T.E.V.

a) Radiation non-ionisante

Quatre (4) types de champs électriques et magnétiques ont été identifiés. Ceux-ci sont tous dans la partie la plus basse du spectre électromagnétique (0 à 125 KHz). L'intensité des sources de radiations électromagnétiques provenant des t.e.v. varie d'un modèle à l'autre. Par ordre de fréquence croissante, on retrouve le champ électrostatique (0 Hz) associé au haut potentiel appliqué à la surface interne de 1'écran cathodique ; le champ magnétique de fréquence extrêmement basse (30 à 60 Hz pour la fondamentale et jusqu'à environ 8,5 KHz pour ces harmoniques importantes), généré par la bobine de déflexion verticale; le champ magnétique de fréquences basses (15 à 30 KHz pour la fondamentale et jusqu'à environ 125 KHz pour ses harmoniques importantes) généré par la bobine de déflexion horizontale; et finalement, un champ électrique de fréquences basses (15 à 30 KHz pour la fondamentale et jusqu'à environ 125 KHz pour ses harmoniques importantes) généré par le transformateur de haute tension (flyback transformer).(1) (2)

Tous ces champs, sauf le champ électrostatique, sont puisés. Un champ puisé signifie un champ dont l'intensité varie brusquement. En effet, les champs autour d'un t.e.v. (sauf le champ électrostatique) sont formés par une variation brusque du courant (la forme du courant dans la bobine de déflexion verticale est similaire à une dent de scie, voir figure 1 a). Cette transition rapide de l'intensité du courant donne naissance à une multitude de composantes de l'onde appelées harmoniques, qui s'étendent sur une large bande de fréquences (voir figure 2 a).

4 /

Plus l'émission du champ, engendré par le courant, se fait sur un grand nombre de fréquences, plus il y a de chance de tomber sur une ou des fréquences qui peuvent agir sur l'organisme.

Les champs que l'on retrouve autour des lignes de distribution électrique sont formés par une variation relativement lente du courant (la forme du courant est une sinusoïde (voir figure 1 b) et n'engendre pratiquement aucune composante ou harmonique. L'émission n'a donc lieu que sur quelques fréquences (voir figure 2 b).

L'intensité du champ électrique autour des appareils domestiques est au départ 100 à 200 fois plus basse que celle d'un t.e.v. étant alimenté à 120 volts alors que la tension du transformateur haute tension dans un t.e.v. se situe entre 9 000 et 30 000 volts.

Le champ électrique peut être encore beaucoup plus bas si l'appareil domestique est entouré de métal (ex: grille-pain, malaxeur, four, etc.).

Le champ magnétique émis par un appareil domestique dépend entre autres de sa consommation d'énergie instantanée (puissance) de la présence ou non de bobinage (moteur) et peut facilement être 10 fois plus élevé que celui d'un t.e.v. (ex: malaxeur de cuisine/ plinthe électrique).

Généralement, les appareils domestiques n'engendrent pas de champs puisés, à moins d'être muni d'un contrôle électronique de vitesse ou d'intensité.

5 /

b) Radiation ionisante

Toutes les études sur les t.e.v. démontrent l'absence de rayons "X" qui pourraient être émis par le tube cathodique. (3)

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BLINDAGE DES T.E.V.

a) Champ électrique

Il est présentement possible d'éliminer tous les champs électriques en provenance d'un t.e.v. en utilisant des matériaux conducteurs pour un coût variant de 10,00$ à 120,00$. (Voir section 6).

b) Champ magnétique

Pour éliminer ou réduire les champs magnétiques, il faut utiliser des matériaux dits "à haute perméabilité" (Voir section 6). Ces matériaux sont cependant coûteux (325,00$ à 750,00$)

Un blindage partiel peut être fait en installant ce type de matériau autour du tube cathodique et des bobines de déflexion. Plus l'atténuation désirée est élevée, plus le matériaux doit comporter de couches dont les compositions métalliques varient, ce qui entraine donc une hausse de coût.

Un blindage plus efficace peut être obtenu en rajoutant un filtre semi-transparent à haute perméabilité devant l'écran (TECKNIT EMC 711), mais le coût est comparativement élevé. Cependant, ce filtre étant un bon conducteur, le champ électrique et le champ électrostatique seront également éliminés.

1 1 /

c) Champ électrostatique

Lorsqu'un filtre contre les champs électriques est installé devant l'écran cathodique, le champ électrostatique est également éliminé.

LES NORMES ACTUELLES

Présentement, seul le U.S. Air Force, 1 ' ACGIH/NATO et la République fédérale d'Allemagne possèdent des normes pour les fréquences aussi basse que 10 KHz. Mais il a été démontré que les niveaux d'exposition stipulés dans ces normes sont beaucoup trop élevés; de plus, il n'existe aucune norme pour les fréquences inférieures à 10 KHz. Puisque les effets biologiques des champs à très basses fréquences sur les humains sont mal connus et qu'il n'existe aucune limite d'exposition pour ces champs, "il est raisonnable de maintenir les expositions aux radiofréquences le plus bas possible, compte tenu de nos connaissances de leurs effets sur l'être humain, surtout en ce qui a trait aux effets athermiques". (Recommandation ACGIH). ( 4 )

12 /

5.- EXEMPLES DE BLINDAGE DES T.E.V. PAR ORDRE CROISSANT D'EFFICACITÉ ET DE COUT

Attention: Les niveaux de voltage présents dans un terminal sont dangeureux (supérieur à 20 KV) . Assurez-vous d'avoir débranché l'appareil et d'avoir mis à la masse les conducteurs haute tension avant d'entreprendre des modifications.

13 /

TABLEAU 1: TABLEAU SYNTHESE D'EXEMPLES DE BLINDAGE POUR LES T.E.V. PAR ORDRE CROISSANT D'EFFICACITÉ ET DE COUT

CHAMPS BLINDÉS EXEMPLE ÉLECTROSTATIQUE ÉLECTRIQUE MAGNÉTIQUE COUT $ *

1 NON OUI NON 10,00$

2 NON OUI NON 45,00$

3 OUI OUI NON 85,00$

4 OUI OUI NON 120,00$

5 OUI OUI OUI 400,00$

6 OUI OUI OUI 750,00$

NOTE: Le prix d'un t.e.v. varie de 300,00$ à 2 000,00$ et le prix moyen est d'environ 1 200,00$.

* Prix unitaire

1 4 /

EXEMPLE DE B L I N D A G E # 1

A T T É N U A T I O N 1 DU: C H A M P É L E C T R O S T A T I Q U E : NON C H A M P É L E C T R I Q U E : OUI C H A M P M A G N É T I Q U E : NON

COOT DES MATÉRIAUX: APPROXIMATIVEMENT 1 0 , 0 0 $

P R O C É D U R E S : ~ Enveloppe conductrice autour du transformateur haute tension (Voir a sur dessin) Gaine conductrice autour du conducteur haute t e n s i o n (Voir b sur dessin)

Bobines de déflexion verticale et horizontale

Source des champs magnétiques puisés

Source d 'un champ é l e c t r o s t a t i q u e ^

Ajouter isolant (silicone) si nécessaire pour diminuer la contrainte électrique

Transformateur de haute tension Source d'un chamn électrique pulsé^

Conducteur haute tension

Source d'un chamj électrique pulsé-

OPÉRATRICE (EUR;

NOTE 1 : Voir la valeur des atténuations dans le tableau comparatif des matériaux de blindage

NOTE 2 : Le transformateur et son conducteur peuvent être situés d'un côté ou de l'autre du tube cathodique

NOTE 3 : Champ d o m i n a n t

1 5 /

E X E M P L E DE B L I N D A G E # 2

ATTÉNUATION 1 DU: CHAMP ÉLECTROSTATIQUE: NON CHAMP ÉLECTRIQUE: OUI CHAMP MAGNÉTIQUE: NON

COÛT DES MATÉRIAUX: APPROXIMATIVEMENT 4 5 , 0 0 $

PROCÉDURES: - Entourer le t.e.v., sauf pour le devant, d'une cage conductrice: soit un boîtier de bois ou de plastique sur lequel on appliquera un film conducteur ou gril-lage conducteur. (Voir a sur dessin)

OPÉRATRICE (EUR!

NOTE : Voir la valeur des atténuations dans le tableau comparatif des matériaux de blindage

2 NOTE : Le transformateur et son conducteur peuvent être situés d'un côté ou de

l'autre du tube cathodique

NOTE J : Champ d o m i n a n t

1 6 /

ATTÉNUATION 1 DU: CHAMP ÉLECTROSTATIQUE: CHAMP ÉLECTRIQUE: OUI CHAMP MAGNÉTIQUE: NON


OUI

CO0T DES MATÉRIAUX: APPROXIMATIVEMENT 8 5 , 0 0 $

PROCÉDURES: - Enveloppe conductrice autour du transformateur h a u t e t e n s i o n ( V o i r a s u r d e s s i n ) Gaine conductrice autour du conducteur haute tension (Voir b sur dessin) F i l t r e c o n d u c t e u r s e m i - t r a n s p a r e n t s u r l a f a c e a v a n t ( V o i r c s u r d e s s i n )

Bobines de d é f l e x i o n v e r t i c a l e e t h o r i z o n t a l e

Source des champs magnét iques p u i s é s

Source d 'un champ é l e c t r o s t a t i q u e 3

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T rans f ormateur de haute t ens ion Source d 'un chamn é l e c t r i q u e p u i s é 3

2 Conducteur h a u t e t ens ion

Source d 'un champ é l e c t r i q u e p u i s é 3

OPÉRATRICE (EUR)

1 NOTE : Voir l a v a l e u r des a t t é n u a t i o n s dans l e t a b l e a u c o m p a r a t i f des matér iaux

de b l indage

Le t r a n s f o r n l ' a u t r e du tube cathodique

2 NOTE : Le t r a n s f o r m a t e u r e t son conduc teur peuvent ê t r e s i t u é s d ' un cô té ou de


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E X E M P L E DE B L I N D A G E # 4

ATTÉNUATION 1 DU: CHAMP ÉLECTROSTATIQUE: .OUI CHAMP ÉLECTRIQUE: OUI CHAMP MAGNÉTIQUE: NON

CO0T DES MATÉRIAUX: APPROXIMATIVEMENT 1 2 0 , 0 0 $

PROCÉDURES: - Entourer le t.e.v., sauf pour le devant, d'une cage conductrice (Voir a sur dessin) Filtre conducteur semi-transparent sur la face avant (Voir b sur dessin)

OPÉRATRICE (EUR)

1 NOTE : Voir l a v a l e u r des a t t e n u a t i o n s dans l e t a b l e a u c o m p a r a t i f des matériaux

de b l indage 2

NOTE : Le t r a n s f o r m a t e u r e t son conduc teu r peuvent e t r e s i t u é s d ' un cô té ou de l ' a u t r e du tube cathodique

NOTE Champ d o m i n a n t

1 8 /


ATTÉNUATION 1 DU: CHAMP ÉLECTROSTATIQUE : OUI CHAMP ÉLECTRIQUE: OUI CHAMP MAGNÉTIQUE: OUI

COCT DES MATÉRIAUX: APPROXIMATIVEMENT 400,00$

P R O C É D U R E S : Enveloppe conductrice autour du transformateur haute tension (Voir a sur dessin) Gaine conductrice autour du conducteur haute tension • (Voir b sur dessin) Filtre conducteur semi-transparent sur la face avant (Voir c si\r dessin) Enveloppe a haute permitivité (Mumetal, Permaloy, etc.) autour des bobines de déflexion et du tube cathodique , (Voir d sur dessin)

Bobines de d é f l e x i o n v e r t i c a l e e t h o r i z o n t a l e


Source d 'un champ é l e c t r o s t a t i q u e 3

j o u t e r i s o l a n t ( s i l i c o n e ) s i n é c e s s a i r e pour diminuer l a c o n t r a i n t e é l e c t r i q u e

Trans f ormateur de hau te t e n s i o n Source d 'un chamn é l e c t r i q u e p u l s é J

Conducteur h a u t e t ens ion

Source d 'un chamj; é l e c t r i q u e pulsé-

OPÉRATRICE (EUR]

1 NOTE : Voir l a va l eu r des a t t é n u a t i o n s dans l e t a b l e a u c o m p a r a t i f des ma té r i aux

de b l indage 2

NOTE : Le t r a n s f o r m a t e u r e t son conduc teu r peuvent ê t r e s i t u é s d ' u n c ô t é ou de l ' a u t r e du tube ca thodique


19 /


A T T É N U A T I O N DU: CHAMP ÉLECTROSTATIQUE: OUI CHAMP ÉLECTRIQUE: OUI CHAMP MAGNÉTIQUE: OUI

CO0T DES MATÉRIAUX: APPROXIMATIVEMENT 7 5 0 , 0 0 $

PROCÉDURES: ~ Enveloppe conductrice autour du transformateur haute tension- (Voir a sur dessin) Gaine conductrice autour du conducteur haute tension (Voir b sur dessin,) Filtre conducteur à haute permitivité semi-transparent sur la face avant. (Voir c sur dessin) Enveloppe à haute permitivité (Mumétal, Permaloy, etc.,) autour des bobines de déflexion et du tube cathodique. (Voir d sur dessin) •Ajouter i s o l a n t ( s i l i c o n e )

s i nécessa i r e pour diminuer l a c o n t r a i n t e é l e c t r i q u e

Bobines de déflexion verticale et horizontale

2 Transformateur de haute t ens ion Source d 'un chamn é l e c t r i q u e p u i s é 3 3


2 Conducteur hau te t ens ion

Source d 'un champ é l e c t r o s t a t i q u e

Source d 'un cham é l e c t r i q u e pu isé

OPÉRATRICE (EUR)

NOTE : Voir l a v a l e u r des a t t é n u a t i o n s dans l e t a b l e a u compara t i f des matér iaux de b l indage

NOTE : Le t r a n s f o r m a t e u r e t son conduc teu r peuvent ê t r e s i t u é s d 'un côté ou de l ' a u t r e du tube cathodique


20

TABLEAUX COMPARATIFS DES MATÉRIAUX A UTILISER POUR LE BLINDAGE DES T.E.V.

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LISTE DES MATÉRIAUX A HAUTE PERMÉABILITÉ POUR LE BLINDAGE DU CHAMP MAGNÉTIQUE

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La l i be r të , Lambert

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