Champ lectromagntique

Un champ lectromagntique est la reprsenta-tion dans l'espace de la force lectromagntiquequ'exercent des particules charges. Concept importantde l'lectromagntisme, ce champ reprsente l'ensembledes composantes de la force lectromagntique sappli-quant sur une particule charge se dplaant dans unrfrentiel galilen.

Orientation d'un solnode mobile en fonction du champ magn-tique terrestre

Une particule de charge q et de vecteur vitesse ~v subit uneforce qui sexprime par :

~F = q ( ~E + ~v ^ ~B)

o ~E est le champ lectrique et ~B est le champ ma-gntique. Le champ lectromagntique est l'ensemble( ~E; ~B) .Le champ lectromagntique est en eet la compositionde deux champs vectoriels que l'on peut mesurer ind-pendamment. Nanmoins ces deux entits sont indisso-ciables :

la sparation en composante magntique et lec-trique n'est qu'un point de vue dpendant du rf-rentiel d'tude,

les quations de Maxwell rgissant les deux com-posantes lectrique et magntique sont couples, sibien que toute variation de l'un induit une variationde l'autre.

Le comportement des champs lectromagntiques est d-crit de faon classique par les quations de Maxwell et demanire plus gnrale par l'lectrodynamique quantique.

La faon la plus gnrale de dnir le champ lectro-magntique est celle du tenseur lectromagntique de larelativit restreinte.

1 Transformation galilenne duchamp lectromagntique

La valeur attribue chacune des composantes lectriqueet magntique du champ lectromagntique dpend durfrentiel d'tude. En eet on considre gnralementen rgime statique que le champ lectrique est cr pardes charges au repos tandis que le champ magntiqueest cr par des charges en mouvement (courants lec-triques). Nanmoins la notion de repos et de mouvementest relative au rfrentiel d'tude.Cependant, depuis la dnition qu'en donnent les qua-tions de Maxwell et depuis l'interprtation d'Einstein,contrairement aux champs lectriques et magntiques quipeuvent tre statiques par rapport un rfrentiel correc-tement choisi, la particularit caractristique du champlectromagntique est toujours d'tre sujet propagation, la vitesse de la lumire, quel que soit le rfrentiel choi-si.Dans le cadre de la relativit galilenne, si on considredeux rfrentiels d'tude galilens (R) et (R'), avec (R') enmouvement rectiligne uniforme de vitesse V par rapport (R), et si on appelle v' la vitesse d'une charge q dans(R'), sa vitesse dans (R) est v = v' + V.Si on appelle (E, B) et (E', B') les composantes du champlectromagntique respectivement dans (R) et dans (R'),l'expression de la force lectromagntique devant treidentique dans les deux rfrentiels on obtient la trans-formation des champs lectromagntiques grce :

q[ ~E + (~v0 + ~V ) ^ ~B] = q( ~E0 + ~v0 ^ ~B0)

Cette relation tant vraie quelle que soit la valeur de v' ona :

~B0 = ~B et ~E0 = ~E + ~V ^ ~B

2 FrquenceLa frquence dun champ lectromagntique est lenombre de variations du champ par seconde. Elle sex-prime en hertz (Hz) ou cycles par seconde, et stend de

1

2 6 UTILISATION INDUSTRIELLE ET PROSPECTIVE

zro linni. Une classication simplie des frquencesest prsente ci-aprs, et quelques exemples dapplica-tions dans chaque gamme sont indiqus.Les rayonnements X et gamma peuvent rompre les liai-sons molculaires et tre l'origine d'ionisations, facteurcancrigne.Les rayonnements ultra-violets, visibles et infra-rouges(300 GHz - 385 THz)[1] peuvent modier les niveauxd'nergie au niveau des liaisons au sein des molcules.

3 Intensit et puissanceLintensit dun champ peut tre exprime laide de dif-frentes units :

pour le champ lectrique, le volt par mtre (V/m)

pour le champ magntique, le tesla (T) (1 T = 1Wb.m2 = 1 kg.s2.A1).

Selon le rayonnement dexposition, en densit sur-facique de puissance (DSP, en W/m2). La DSP estproportionnelle au produit du champ lectrique parle champ magntique : DSP = E x H = E / 377 =377 x H, ou encore : E = Racine (377 x DSP)

Le Vecteur de Poynting permet de reprsenter ladensit surfacique d'nergie d'une onde

La puissance globale contenue dans un champ lec-tromagntique peut aussi sexprimer en watts (W).

4 Autres propritsLa polarisation : orientation du champ lectrique dans lerayonnementLa modulation :

damplitude (AM),

de frquence (FM),

de phase (PW),

pas de modulation = mission continue (CW)

Lorsque lmission est module, il faut direncier lapuissance maximale, appele puissance-crte, et la puis-sance moyenne rsultant de la modulation. Par exemple,dans une mission radar avec des impulsions dune du-re de 1 ms toutes les secondes, la puissance moyenne est1000 fois infrieure la puissance-crte dans limpulsion.

5 Exposition aux champs lectro-magntiques

Article connexe : Pollution lectromagntique.

Les champs lectromagntiques peuvent avoir une in-uence non dsire sur certains quipements lectriquesou lectroniques (on parlera de compatibilit lectro-magntique) et sur la sant des personnes, la faune oul'environnement (on parlera alors de pollution lectroma-gntique).[rf. ncessaire]

Des rglementations spciques ont t adoptes dans laplupart des pays pour limiter les expositions aux champslectromagntiques ; pour les quipements (directiveCEM en Europe) et pour les personnes (recommandation1999/519/CE et directive 2004/40/CE en Europe).Dans le monde, l'exposition des personnes et del'environnement et les facteurs de risques font depuis lesannes 1960 l'objet d'tudes, contradictoire, portant surl'tude sur le degr potentiel de nocivit ou non nocivitde certains champs lectromagntiques. ce jour, il estrecommand, par principe de prcaution, de limiter lex-position des personnes risque, tels les femmes enceintes,les enfants, ainsi que les personnes lectrosensibles .Les principales sources viter sont les lignes haute-tension, les IRM, et tout metteur radiofrquence (GSM,3G, Wi-Fi...).Pour amliorer la connaissance et le contrle del'exposition du public, en France, suite aux lois Grenelle1 et Grenelle 2, un dcret du 1er dcembre 2011 im-pose aux gestionnaires du rseau public de transportd'lectricit un contrle et des mesure des ondes lec-tromagntiques produites par les lignes lectriques trshaute tension (THT), lors de toute mise (ou remise) enservice d'une ligne[2].

6 Utilisation industrielle et pros-pective

Des gnrateurs d'impulsion lectromagntique(IEM) permettent d'largir ou resserrer des tuyauxen aluminium

Comme alternative la dcoupe laser (lente, trsconsommatrice d'nergie et polluant l'air quand ellevaporise le mtal), des procds innovants[3] uti-lisent une puissante impulsion lectromagntiquepour dcouper ou percer des mtaux trs durs (tlesde carrosserie pour voiture par exemple, exprimen-talement encore) ; 200 millisecondes susent pourpercer un trou, contre 1,4 seconde pour le laser dansun mme acier (7 fois moins rapide et le trou n'estpas net). Une puissante bobine transforme une ner-gie pulse en champ magntique qui expulse littra-lement la surface dcouper hors de la tle (pression

8.1 Liens externes 3

quivalente 3500 bars environ).

7 Notes et rfrences[1] Duchne, A., & Joussot-Dubien, J., Les eets biologiques

des rayonnements non ionisants., Mdecine-Sciences,Flammarion, (2001), 85 p.

[2] Envirolex, Sant-environnement, Les ondes lectromagn-tiques gnres par les lignes trs haute tension mieux sur-veilles, 2011-12-05

[3] Institut Fraunhofer de recherche sur les machines-outilset les techniques de transformation (IWU) de Chemnitz(Saxe), http://www.univ-valenciennes.fr/stimat/pdf/03-2010StimatDecoupeparchampelectromagnetique.pdf

8 Articles connexes Rayonnement lectromagntique lectricit Compatibilit lectromagntique Pollution lectromagntique

8.1 Liens externes Champ lectromagntique OMS Champ lectromagntique sur le site de l'UE Champ lectromagntique AFSSET Une antenne prs de chez moi sur le site de la Fd-

ration Franaise des Tlcoms

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4 9 SOURCES, CONTRIBUTEURS ET LICENCES DU TEXTE ET DE LIMAGE

9 Sources, contributeurs et licences du texte et de limage9.1 Texte

Champ lectromagntique Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Champ_%C3%A9lectromagn%C3%A9tique?oldid=111008433Contributeurs : Renard~frwiki, Nataraja, Looxix, Yves, Orthogae, Igor~frwiki, Cdang, HasharBot, R, Sam Hocevar, Pino~frwiki,Phe-bot, Poulpy, Wku2m5rr, Sherbrooke, DocteurCosmos, Chobot, RobotE, lfgar, Fred, David Berardan, Gzen92, RobotQuistnix,YurikBot, StBot, MMBot, Loveless, Vivars, MelancholieBot, SashatoBot, Lamiot, Giordano Bruno, H2eaux, Escarbot, Kropotkine 113,Rmih, JAnDbot, BOT-Superzerocool, Eiele, Caristo 2, Rei-bot, Salebot, Gerakibot, Idioma-bot, Aibot, VolkovBot, Mathieu Perrin,SieBot, Laddo, Louperibot, Ski, Hu12, Ibou02, Grard GOSSENT, Kelam, Hercule, Elgauchito, GLec, Bunsen~frwiki, BOTarate,HerculeBot, SilvonenBot, ZetudBot, LeoTheLion, Bubs wikibot, LaaknorBot, Lbop, Luckas-bot, Amirobot, Micbot, Raoul Deux, Zarp,Nieder, MauritsBot, Yohado, ArthurBot, Xqbot, Lopio, Coyote du 57, Lomita, TobeBot, RedBot, Dinamik-bot, EmausBot, Netgold1908,Richbosq, Locataires14, DG-IRAO, Nicophil, BonifaceFR, Addbot, Bipbap230 et Anonyme : 31

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C3%A9tique.jpg Licence : Public domain Contributeurs : Leons de Physique ; ditions Vuibert et Nony Artiste dorigine : Gillard Fichier:Logo_physics.svg Source : https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cc/Logo_physics.svg Licence : CC BY 2.5Contri-

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