Un peu de Science pour comprendre le monde moderne Saison

Un peu de Science pour comprendre le monde

moderne

Saison 1 – Pour débuter

Cette œuvre est sous licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale 4.0 International.

Bernard

Remaud

S1- Ep 1

Les ondes

[email protected]

https://www.un-peu-de-physique.fr

La chaîne YouTube Le blog

https://intraperso.univ-nantes.fr/m-bernard-remaud-4061.kjsp?RH=1273152357689

mailto:[email protected]

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https://www.un-peu-de-physique.fr/

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2020-2021Un peu de Physique pour comprendre le monde moderne - 2020

2

Différents phénomènes actuels empêchent la

majorité des gens, hors des cercles d’initiés que sont

les chercheurs d’une discipline, de distinguer aussi

aisément qu’auparavant une science robuste de

toute autre démarche qui n’en a que l’apparence.

(Le Journal CNRS, Janvier 2019)

L’enjeu


3

© Sarayut Thaneerat | Dreamstime.com)

Les ondes … une actualité brûlante

Un peu de Physique pour comprendre le monde moderne - 2020

4

La dépêche du Midi

2020-2021


5

Les ondes … bénéfiques

• Soigner par les ondes électromagnétiques

pulsées

• Les effets thérapeutiques des ondes

• Les ondes de forme

La biorésonance neutralise les agresseurs qui surchargent le

corps et répare les dommages qu’ils causent. © Regumed.d

2020-2021

Un stimulateur d'endorphine par ondes millimétriques« (Méthode) découverte par hasard par des soldats russes, qui ont constaté qu'ils se sentaient mieux lorsqu'ils se trouvaient près d'antennes radars qui utilisaient des ondes millimétriques, c'est-à-dire des ondes à très haute fréquence (Remedee Labs)

../1-2 Actualités/Soigner par les ondes pulsées.docx

../1-3 Documents/Les Ondes de forme.docx

https://maisonsaine.ca/wp-content/uploads/2015/01/regumed-baril.jpg


6

Qu’est-ce qu’une onde?

➢ une perturbation d'un milieu (de l'eau par

exemple) ou d’un champ (un champ électrique

par exemple)

➢ qui se propage de proche en proche (effet

domino)

➢ sans transport global de matière (uniquement

transfert d'énergie)

L’exemple des ronds dans l’eau

2020-2021

https://youtu.be/olEf1_AL-E4


7

Quels sont les principaux types d’ondes ?

Comment les caractériser ?

Comment agissent-elles sur la matière, sur le vivant?

Sont-elles dangereuses ou bénéfiques ?

Existe-t-il des ondes encore inconnues ?

Les questions qui se posent ?

Les ondes: à quoi çà sert ?

• A transporter de l’énergie (Ex le Soleil, le four à

microondes)

• A transporter de l’information (Ex Le son, les ondes

radio)

• A détecter (Ex le radar, l’échographie)

2020-2021


8

En résumé

• Une onde est une perturbation qui se propage, en ne

transportant que de l’énergie

2020-2021


9

Les paramètres des ondes

2 visions

Point fixe, évolution

au cours du temps

Période, fréquence

Source wikipedia

Temps fixe, évolution

dans l’espace

Vitesse, longueur d’onde

Ondes de surface

2020-2021


10


2 visions

Point fixe, évolution

au cours du temps

Période, fréquence

Temps fixe, évolution

dans l’espace

Vitesse, longueur d’onde

Ondes de volume

(pression) – le son

temps

pression

distance

2020-2021


11

• La vitesse de propagation V de la perturbation (pas

la vitesse des particules), se mesure en m/s, km/s.• La fréquence F ou (ν) : nombre d’oscillations par

seconde, se mesure en Hz, kHz, MHz (du nom de

Hertz)

• La période T : inverse de la fréquence, se mesure en

seconde, microseconde• La longueur d’onde (λ) : distance entre 2 crêtes, se

mesure en mètres (km, nanomètres)


λ = V / F (ou V * T)

Longueur d’onde = vitesse de l’onde/fréquence

2020-2021


12

Exemple le son : • V= 340 m/s (air)

La fréquence du « la » F= 440 HzLongueur d’onde λ = V/ F = 0,77 m

• V = 1300 m/s (corps humain)La fréquence d’un échographe F= 2,6 MHz (2,6 106 Hz)

Longueur d’onde λ = V/ F = 0,5 mm

Les 3 paramètres des ondes (suite)

Pour observer un fœtus, quelle longueur d’onde est la plus adaptée?

PrincipeLa longueur d’onde est déterminante pour l’interaction d’une onde avec un objet

Longueur d’onde ≈ taille de l’objet

2020-2021


13

En résumé

• Une onde est une perturbation qui se propage, en ne transportant que de l’énergie

• Caractériser une onde (fréquence, longueur d’onde,

vitesse, énergie)

2020-2021


14

Les grands types d’onde

2020-2021


15

• Les ondes qui se propagent dans un milieu (air, eau,

solide…)

Ce sont les ondes sonores (dans les fluides) et plus

généralement les ondes mécaniques

• Les ondes qui peuvent se propager dans le vide :

Ce sont les ondes de champ

Les 2 grands types d’ondes

2020-2021


16

En résumé


• Caractériser une onde (fréquence, longueur d’onde, vitesse, énergie)

• Ondes mécaniques → ondes de champ

2020-2021


17

Les ondes mécaniques

2020-2021


18

• Les ondes mécaniques (sonores): un support matériel

(solide, liquide ou gazeux)

• Longitudinales/Transversales

• De surface/ de volume

Les 2 grands types d’ondes: ondes mécaniques

http://slideplayer.fr/

2020-2021


19Les ondes sonores

Emission Transmission avec

amortissement/réflexion

Réception

Ce sont des ondes de pression

longitudinales (vibrations dans le sens de

la propagation)La voix humaine : variations de pression de 1/100 000 de la

pression atmosphérique

λ

V

L’amplitude de l’onde est le paramètre

déterminant pour calculer l’énergie

transportée par l’onde

2020-2021


20Les ondes sonores

2 types d’émission

Le son

Emission ordonnée

Quelques fréquences sont

émises de manière

sélective

Le bruit blanc

Emission désordonnée

Toutes les fréquences sont

émises de manière

incohérente

2020-2021


21Les ondes sonores

2 types de réception

Ordonnée (résonante)

Les fréquences sont

transformées en une

autre forme d’énergie

(mécanique)

Désordonnée


absorbées : les ondes sont

transformées en chaleur

2020-2021


22Des ondes lentes (<6 km/s):

• Le son: onde compression, en première approximation,

plus le milieu est dense plus la vitesse est rapide

Les ondes sonores

http://www.cyberphon.ish-lyon.cnrs.fr/

Phase du

milieu

Nature du milieu Vitesse du son

(m/s)

Gazeux

Dioxyde de Carbone (CO2) 260

Oxygène 320

Air 330

Helium 930

Hydrogène 1 270

Liquide

Mercure 1 450

Eau douce 1 460

Eau de mer 1 520

Solide

Bois de pin 3 320

Acier 5 000

Verre 5 500

Granite 5 9502020-2021


23De fréquences allant de 1 Hz à plusieurs Mhz

• Limitées par l’inertie des molécules qui oscillent

• Plus la fréquence est haute plus le parcours est faible

Les ondes sonores - mécaniques

http://www.cyberphon.ish-lyon.cnrs.fr/

Type de sons Fréquences

Infra Sons Secousses sismiques Quelques Hz

Sons audibles

Voix parlée

(fréquence

fondamentale)

Homme 100 - 150 Hz

Femme 200 - 300 Hz

Enfant 300 - 450 Hz

Instruments

Trompette 190 - 990 Hz

Violon 200 – 2 650 Hz

Clarinette 75 – 1 800 Hz

Piano 27 – 4 150 Hz

Orgue 16 – 16 000 Hz

Ultrasons

Chauve-sourisOrientation 20 000 – 120 000

Hz

Dauphins

Communication 250 – 50 000 Hz

Orientation 40 000 – 150 000

Hz

EchographieProfonde 1,5 à 4,5 Mhz

Superficielle (peau) 7 Mhz

http://www.cyberphon.ish-

lyon.cnrs.fr/2020-2021


24Les ondes sonores

Peuvent avoir des effets dévastateurs (tremblements de

terre, ondes de choc…)

Mais

Ne sont pas inquiétantes:

• On perçoit le milieu, même si on ne les perçoit pas

Elles permettent de visualiser des concepts, valables pour

toutes les ondes

• Longueur d’ondes, fréquence, vitesse, énergie

• Emission-réception : ordonnée ou désordonnée

2020-2021


25

En résumé


• Caractériser une onde (fréquence, longueur d’onde, vitesse, énergie)• Ondes mécaniques → ondes de champ

• Les ondes matérielles (son) se propagent dans un milieu. Leurs

émissions peuvent être désordonnées ou résonantes. A la

réception, elles ont transformées en chaleur ou énergie

mécanique

2020-2021


26

Les ondes de champ

(électromagnétiques)

2020-2021


27

• Les ondes de champ

• Electromagnétiques (lumière, radio, x, etc…)

• Gravitationnelles

Les 2 grands types d’ondes: ondes de champ

Les ondes électromagnétiques: une découverte progressive

• La lumière est une onde: le prisme (Newton 1650)

• L’électromagnétisme (Maxwell 1860)

• Les ondes radio détectées par Hertz (1870-80)

• Les rayons X (1895, Roentgen)

2020-2021


28

Les champs électrique et magnétique

Un aimant crée un

champ magnétique

Une charge électrique crée un champ

électrique (modifie les propriétés de l’espace)

2020-2021

Un courant continu dans un fil- Pas de champ électrique - Champ magnétique (loi d’Ampère)

http://ressources.unisciel.fr/


29

Les ondes de champ électro-magnétique (1)

Un aimant (magnétisme) qui bouge dans un circuit

crée du courant électrique (la dynamo)

Un courant électrique crée un champ magnétique

(moteur électrique)

2020-2021


30

Un courant électrique alternatif dans un fil crée

➢ Un champ électrique

oscillant

➢ Un champ magnétique oscillant

Les 2 champs oscillants peuvent être couplés et créer une onde

électro-magnétique qui se propage à la vitesse de la lumière

(Maxwell 1850)


Wikipedia – antenne radioélectrique


31


Oscilllation électro-magnétique – JM Maxwell (1850)

- Dans le vide, elles sont éternelles (se propagent à

l’infini)

- Pas de support matériel (mort de la théorie de l’éther,

Michelson1881)

- Vitesse invariante pour tous les référentiels (299 792

458 m/s)

2020-2021


32

En résumé


• Caractériser une onde (fréquence, longueur d’onde, vitesse, énergie)• Ondes mécaniques → ondes de champ• Les ondes matérielles (son) se propagent dans un milieu. Leurs émissions

peuvent être désordonnées ou résonantes. A la réception, elles ont transformées en chaleur ou énergie mécanique

• Les ondes électromagnétiques (champ électrique et

magnétique découplés) peuvent se propager dans le vide à la

vitesse de la lumière

2020-2021


33

Le spectre des ondes électromagnétiques (1)

2020-2021


34


2020-2021

La puissance du signal décroît comme le carré de la distance

à la source

Limite aux hautes fréquences (taille de l’atome, création paire e- e+)

Quelles limites vers les basses et hautes fréquences ?

De plus en plus difficile à

émettre et à recevoir (notion de quart d’onde)

Le « record » d’énergie observé (2019)d’un photon cosmique est 450 TeV(énergie d’une balle de ping-pong)


35


Un spectre encombré, convoité et presque

saturé


36

En résumé




• Les ondes électromagnétiques (champ électrique et magnétique couplés) peuvent se propager dans le vide à la vitesse de la lumière

• Le spectre électromagnétique couvre des échelles de 1016 en

fréquences ; la lumière visible est une toute petite fenêtre en

fréquences

2020-2021


37

Ne pas confondre ondes et champs

• Champs magnétiques (ou électriques) :

Plaque à induction Ligne à haute tension IRM (résonance magnétique)

Des courants continus ou lentement variables

– Champs magnétique et électrique découplés, pas/peu de

rayonnement (à 50 Hz, longueur d’onde 6 000 km)

– Effets à courtes distances – nécessite des courants très intenses

• Ondes Champs électrique et magnétique couplés

Four à microondes Scanner

Voir la suite du cours2020-2021


38

Champs électromagnétiques et vie quotidienne

Champs découplés – basses fréquences

2020-2021

Comment les mesure-t-on :• Champ électrique en volts par

mètre (V/m)

• Champ magnétique en Teslas

(µT en général)58 µT à

latitude 50°

proportionnel à la tension

proportionnel à l’intensité


39

En résumé





• Le spectre électromagnétique couvre des échelles de 1016 en fréquences ; la lumière visible est une toute petite fenêtre en fréquences

• Les appareils électriques alimentés en courant alternatif sont

sources de champs magnétique et électrique découplés, de

courte portée.

2020-2021


40

Les ondes de champ électro-magnétique

Oscilllation électro-magnétique – JM Maxwell (1850)

Propriété fondamentale (Mécanique quantique)

Les Ondes e-m ne peuvent échanger l’énergie que par

paquets (photons)

Énergie d’un photon = h F (h = 4,135 10-15 eV⋅s)

- Ondes radio 1 photon = 0,000 000 01 eV

- Ondes Wi-Fi 1 photon = 0,000 01 eV

- Rayon X 1 photon = 1 000 eV

http://ressources.unisciel.fr

2020-2021


41Les ondes électromagnétiques

Emission Transmission avec

amortissement/réflexion

Réception

2 types (principaux) d’émission/réception

• Désordonnée (analogue bruit blanc)

• Ordonnée (résonante)

2020-2021

Emission Réception


42Les ondes électromagnétiques : émission/réception

Désordonnée

Le corps « noir »

Désordonnée

Chaleur

OrdonnéeAntennes, Led, …

OrdonnéeTéléphone mobile,

photovoltaïque

2020-2021

Le « corps noir » parfait


43

Corps creux qui :

- Absorbe toutes les radiations

venant de l’extérieur

(graphite ?)

- Température à l’équilibre T

On observe la « lumière » de

l’intérieur par un petit trou.

La couleur (fréquence)

dépend de la températureT=800°T=600°T=950°T=1300°

2020-2021


44

Le corps « noir »

Tout corps émet des ondes électromagnétiques Les fréquences émises ne dépendent que de la température

en K (Kelvins, degrés Celsius + 273)

• 5 800 K : le soleil (et les étoiles en général, peuvent

monter à 20 000 degrés)

• 2 800 K : la lampe à incandescence (tungstène)

• 2 000 K : l’acier en fusion

• 1 500 K : flamme d’une bougie

• 310 K : corps humain

• 2,7K : l’univers actuel

2020-2021


45

D’où vient le rayonnement du corps noir

Agitation désordonnée des molécules

la conversion de l’énergie

thermique d'un corps

en énergie

électromagnétique

Loi de Planck

𝐼0 𝜈 =2ℎ𝜈3

𝑐21

𝑒ℎ𝜈𝑘𝑇−1

𝜈 en HzT en Kelvins

2020-2021

Tout corps à une température non-nulle

(> 0°K) émet des ondes électro-

magnétiques


46

Le corps noir

Un corps à une température non-nulle (> 0°K)

émet des ondes électro-magnétiques

2020-2021

L’aire sous les courbes est liée à la puissance émise


47

Le soleil comme corps noir

- Le soleil n’est pas un corps noir parfait

- Son rayonnement est filtré en partie par

l’atmosphère terrestre

2020-2021


48

Le rayonnement du corps noir

Loi de Wien

λ𝑀𝑎𝑥 =2,9 10−3

𝑇λ en mètreT en Kelvins

Un corps « noir » émet avec une longueur d’onde

dominante qui lui donne sa « couleur ».

Impression visuelle selon la température

2020-2021

Soleil

T = 5 800° K

λ𝑀𝑎𝑥 = 0,5 10-6 m

Lumière visible

Corps humain

T = 310° K

λ𝑀𝑎𝑥 = 0,9 10-5 m

Infra-Rouge

Univers

T = 2,7° K

λ𝑀𝑎𝑥 = 1,1 10-3 m

Ondes radio


49

En résumé






• Les appareils électriques alimentés en courant alternatif sont sources de champs magnétique et électrique découplés, de courte portée.

• Tout corps à température non nulle (> -273° C) émet des ondes

électromagnétiques dans un spectre de fréquences qui

dépend uniquement de sa température

2020-2021


50Effets des ondes électromagnétiques

2 types d’absorption

Ordonnée (résonante)

Les fréquences sont

transformées en une

autre forme d’énergie

(électrique, chimique,

mécanique)

Désordonnée


absorbées : les ondes sont

transformées en chaleur

2020-2021

Puissance en Watt/m2 - Pour les

rayonnement peu pénétrants

Puissance en Watt/kg - Pour les

rayonnements absorbés plus en profondeur

A partir d’un certain seuil en

énergie (fréquence élevée), les

photons peuvent

• casser les molécules (comme

l’ADN → mutations)

• éjecter les électrons des

atomes(ionisation)


51

Absorption des ondes

La conversion de l'énergie

électromagnétique d'un

rayonnement en énergie

thermique

Pas changement de structure

moléculaire

3 façons de mesurer (tout l’énergie des ondes est

transformée en chaleur)

• Puissance en Watt/m2 (Ex Rayonnement solaire max

sur un panneau solaire : 1 100 W/ m2)

• Puissance en Watt/kg ( Ex DAS, débit d’absorption

spécifique des téléphones mobiles)

• Energie en Grey (1Gy= 1 Joule/m2) (Ex dose pour les

radiations ionisantes, dose mortelle 5-10 Gy)

2020-2021

https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_thermique

https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_%C3%A9lectromagn%C3%A9tique


52

En résumé







• Tout corps à température non nulle (> -273° C) émet des ondes électromagnétiques dans un spectre de fréquences qui dépend uniquement de sa température

• Lo mode dominant d’absorption des ondes em est leur

transformation en chaleur

2020-2021


53

Emission/Réception ordonnée (résonante)

En mécanique quantique, l’énergie des atomes,

molécules (rotation, vibration, excitation) est quantifiée.

Lorsque le système passe

d’un état excité vers un

état moins excité, il émet

un photon d’énergie

égale à la différence

d’énergie des 2 états.

Inversement lorsqu’il

reçoit (absorbe) un

photon d’énergie

correspondante, il passe

à l’état excité

correspondant.

2020-2021


54

Emission/Réception résonante

En mécanique quantique, l’énergie des atomes,

molécules et noyaux est quantifiée.

Si l’énergie du photon incident est suffisante →

ionisation (atomes et

molécules très réactifs)

Mêmes phénomènes

pour les noyaux, mais à

des énergies beaucoup

plus grandes (rayons

gamma)

2020-2021


55

En résumé








• Lo mode dominant d’absorption des ondes em est leur transformation en chaleur

• A l’échelle quantique, les ondes sont émises ou absorbées,

lorsque leur énergie correspond aux différences entre niveaux

d’énergie.

2020-2021


56

Les effets des ondes

Effets physiques en fonction de l’énergie

Agitation (sans

modifier la

structure)

production

directe de

chaleur

Vibration (sans

modifier les

propriétés

chimiques)

production

indirecte de

chaleur

Rupture de

liaison

Effets

mutagènes

carcinogènes

Ionisation-

excitation

atomique

Mutation/lésion

cellulaire

Excitation

nucléaire

Mort cellulaire

2020-2021


57

Les effets des ondes

Objet Taille Fréquence Type Effet

Corps humain

1 m 108 Hz Ondes radioThermiques

Bactérie 1 µm (10-6 m) 1014 Hz Lumière visible

Gène ADN(largeur)

10 nm (10-8

m)1016 Hz UV Mutagène

Carcinogène

Molécule 0,1 –10 nm(10-10-10-8 m)

1016 Hz-1018 Hz

UV-Rayons X

Atome 1 Ä (10-10 m) 1018 Hz Rayons X LésionADN

Noyau atomique

1 fermi (10-13m)

1023 Hz Rayons Gamma

Mort cellulaire

Lien taille de l’objet et longueur d’onde

2020-2021


58

En résumé








• Lo mode dominant d’absorption des ondes em est leur transformation en chaleur

• A l’échelle quantique, les ondes sont émises ou absorbées, lorsque leur énergie correspond aux différences entre niveaux d’énergie.

• La transformation de l’énergie des ondes em en énergie

chimique ou électrique nécessite des fréquences élevées –

ultraviolet, X et rayons gamma.

2020-2021


59

Effets des champs et ondes sur les

organismes vivants

2020-2021


60

Effets sanitaires des champs et des ondes

2020-2021

Les 3 niveaux d’effets potentiels sur un corps humain

Effets physiques sur les

cellules

Effets physiologiques

sur les organismes

Effets

psychologiques

sur les individus

Chaleur

Mutations génétiques

Sommeil

Performances

cognitives

Attention

Irritabilitéhttps://neurosciencenews.com/

Le cours ne traitera que des effets physiques


61

Comment se construit une norme de sécurité ?

2020-2021

Vo

ir le site

AN

SES.fr


62

Les normes de sécurité pour l’exposition aux champs

créés par les ondes EM

La France adopte les normes de la

Commission internationale de protection

contre les rayonnements non ionisants

(ICNIRP).

Certains pays sont plus restrictifs pour

certaines fréquences

http://www.radiofrequences.gouv.fr/IMG/pdf/etat_des_lieux_des_reglementations_relatives_aux_radiofrequences_dans_l_union.pdf


63

Champs électrique et magnétique et vie quotidienne

Propriétés des courants de très

basse fréquence(comme le courant électrique 50Hz)


64

Champs électrique et magnétiques et vie quotidienne

Champ magnétique

terrestre

47 µT

Un appareil IRM

3 à 10 Teslas

A 30 cm0,25 et 1 V/m0,01 µT et 0,05 µT

Et Linky ?

Limite légale

87 V/m et 6,25 µTSource ANFR

https://www.anfr.fr

2020-2021


65

Les ondes électromagnétiques

Extrait de:Etude de l’exposition du public aux ondes

radioélectriques – 2017

Figure 10 : synthèse des contributeurs principaux selon la typologie des lieux

réalisée sur les résultats des 1 508 mesures effectuées en 2017 selon le cas B du

protocole

2020-2021

https://www.anfr.fr/fileadmin/mediatheque/documents/expace/20180919-Analyse-mesures-2017.pdf


66

Les ondes de la téléphonie mobile (1)

Un sujet de débat toujours actuel

Les bandes de fréquence concernées (1 à 4 109 Hz)

• Téléphonie mobile dont la 4G : 700 MHz à 2 400 MHz

• Four à micro-ondes : 2 450 MHz

• Téléphonie mobile 5G : 3 400-3 800 MHz

• Future Téléphonie mobile 5G : 26 000MHz

Longueur d’onde autour de 0,1m (faible absorption dans

l’air ou dans les matériaux de construction)

2020-2021

• Absorption désordonnée

• Absorption résonante

• Autres effets


67


Absorption désordonnée

Hypothèse: toutes les ondes sont absorbées sous forme de chaleur

L’indice DAS (débit d'absorption spécifique) est mesuré en Watts

par kilo (W/kg)

Les téléphones mobiles actuels : de 0,2 à 1 W/kg

La norme française

• 2 W/kg max mesurée sur 10g de tissu humain

Théoriquement: 0,2-2,0 W sur une tête humaine

Soit : 0,5 – 5 calories pour un appel de 10 minutes

• 0,082 W/kg max, en moyenne sur le corps humain

Théoriquement: 6,5 W sur le corps humain

NB : Une tête de profil en plein soleil reçoit 1 000 W/m2 x 0,04 m2= 40 W dont absorbés ( 60% → 24 W)

2020-2021

Comment caractériser les ondes émises par les appareils ?


68


Mais l’absorption est progressive et variable selon

les individus

Les effets calorifiques des ondes mobiles sont de

l’ordre de 1 à 20% de ceux du rayonnement solaire

2020-2021


69Absorption résonante, effets cancérogènes ?Les ondes de la téléphonie mobile

Fréquences : 800 à 3 000 MHzLongueurs d’onde : 40 cm à 10 cmEnergie 100 000 fois plus faible que les infra-rouges

Un groupe de travail de chercheurs, affilié à l'Organisation

mondiale de la santé (OMS, 2011), a classé comme « peut-

être cancérogènes pour l'homme (Groupe 2B) » les champs

électromagnétiques de radiofréquence, dont ceux de la

téléphonie mobile.(OMS 2018, cité par Wikipedia)

2020-2021

Effets sanitaires de la téléphonie mobile

En 2018, l’OMS concluait : « À ce jour, aucun effet nuisible sur la santé causé par l'usage d'un téléphone mobile n'a été démontré. » Les impacts sur le très long terme de l'exposition au rayonnement électromagnétique issus des appareils modernes restent encore relativement méconnus


70

2020-2021

http

s://slide

pla

ye

r.fr/slide

/37

523

28/

Synthèse des effets physiques des ondes


71

2020-2021

Effets sanitaires des champs électrique (magnétique)

Effets physiologiques ?Le cerveau est une machine électrique complexe dont le

fonctionnement peut être influencé/perturbé/soigné par les

champs électriques

• L’activité du cerveau crée un champ électrique

C’est le principe de l’encéphalographie : mesure l'activité

électrique du cerveau

• Le champ électrique induit dans le cerveau (stimulation

cérébrale)


72Effets psychologiques ?L’usage intensif des téléphones mobiles

a-t-il des effets psychologiques (sur les

ados) ?

Pour s’informer, voir le rapport détaillé:Exposition aux radiofréquences et santé des enfants de l’ANSES

2020-2021

Effets sanitaires de la téléphonie mobile

Exemples de conclusions de l’ANSESPour le sommeil, « les données disponibles ne permettent pas de conclure à l'existence ou non d’un effet des radiofréquences sur le sommeil chez l’enfant. » Pour fonctions cognitives, « les données disponibles permettent de conclure à un effet possible des radiofréquences sur les fonctions cognitives de l’enfant.

https://www.anses.fr/fr/system/files/AP2012SA0091Ra.pdf


73

En résumé

• Caractériser une onde (fréquence, longueur d’onde, vitesse, énergie)• Ondes mécaniques → ondes de champ• Son (onde mécanique) : vitesse lente, fréquences basses• Emission du son : bruit → fréquences définies• Absorption du son : chaleur et/ou mécanique• Ondes e-m : sans support, vitesse de la lumière, « éternelles », fréquences F

de 0 à ∞, énergie, énergie hF• Champs électriques et/ou magnétiques : courte portée, mesurés en V/m ou

µT• Tout corps rayonne des ondes e-m en fonction de sa température (corps

noir)• Absorption désordonnée des ondes → chaleur• Absorption résonante : fréquences spécifiques liées aux résonances

spécifiques des molécules, atomes, noyaux atomiques

• Téléphonie mobile : effets calorifiques modérés, effets

résonants faibles ou nuls, effets physiologiques possibles.

2020-2021


74

Et le CPL, Linky ?

Principe : CPL (Courant porteur en ligne, utiliser le réseau électrique)

Fréquences CPL: bas débit 10-150 kHz (105 Hz)

haut débit 3 à 30 MHz(107 Hz)

Longueur d’ondes CPL : 30 à 3 000 mètres

Fréquences Linky: 20-500 kHz (105 Hz)

Fréquence de la Radio

Longueur d’ondes Linky : 3 000 mètres

2020-2021


75

Le compteur Linky

Source Agence Nationale des Fréquences

2020-2021


77

Et le four à microondes ?

Le débit d'absorption spécifique mesuré à une distance de

5 cm, pour un débit de fuite égal au maximum toléré, est de

0,256 W/kg soit 10 fois moins que la valeur limite

recommandée pour un mobile GSM (Wikipedia)

2020-2021


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En résumé




noir)• Absorption désordonnée des ondes → chaleur• Absorption résonante : fréquences spécifiques liées aux résonances

spécifiques des molécules, atomes, noyaux atomiques• Téléphonie mobile : effets calorifiques modérés, effets résonants faibles ou

nuls, effets physiologiques possibles.

• Linky, CPL : idem téléphonie mobile, ordres de grandeur

plus faibles

2020-2021


79

Existe-t-il d’autres ondes ? (1)

Electromagnétiques ?

Non:

• Les fréquences ont toutes été explorées (et utilisées,

on manque de fréquences libres)

• La limite en haute énergie est liée aux mécanismes

pour les produire; en 2014 l’évènement le plus violent

(10 9 MeV = même énergie qu’un grain de sable à

50km/h)

Gravitationnelles ?

Non:

On a observé les premières en 2016, reste à explorer les

différentes fréquences (spectre)

D’autres inconnues ?

2020-2021


80

Existe-t-il d’autres ondes ? (2)

D’autres ondes encore inconnues ?

• Ondes mécaniques/sonores

Non : avec de nouveaux matériaux, seules

changent les vitesses de propagation et les

fréquences

• Ondes de champ

Non sans doute (hélas)Les 4 types de champ de forces

Interaction Vecteur Masse Portée

Electro-magnétique photon 0 ∞

Nucléaire faible bosons Z, W >> 0 10-18 m

Nucléaire forte gluons >> 0 10-15 m

Gravitation graviton 0 ∞

Mais les “ondes” de la Mécanique quantique ?

c’est une autre histoire ….. (voir chapitre IV)

2020-2021


81

En résumé




noir)• Absorption désordonnée → chaleur• Absorption résonante : fréquences spécifiques liées aux résonances

spécifiques des molécules, atomes, noyaux atomiques• Téléphonie mobile : effets calorifiques modérés, effets résonnants faibles ou

nuls, effets physiologiques possibles.• Linky, CPL : idem téléphonie mobile, ordres de grandeur plus faibles

• Etat actuel et prévisible des connaissances : ondes

matérielles, ondes électromagnétiques, ondes

gravitationnelles

2020-2021


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En résumé

• Caractériser une onde (fréquence, longueur d’onde, vitesse,

énergie)

• Ondes mécaniques → ondes de champ

• Son (onde mécanique) : vitesse lente, fréquences basses

• Emission du son : bruit → fréquences définies

• Absorption du son : chaleur et/ou mécanique

• Ondes e-m : sans support, vitesse de la lumière, « éternelles »,

fréquences F de 0 à ∞, énergie, énergie hF

• Tout corps rayonne des ondes e-m en fonction de sa température

(corps noir)

• Absorption désordonnée des ondes → chaleur

• Absorption résonante : fréquences spécifiques liées aux

résonances spécifiques des molécules, atomes, noyaux atomiques

• Téléphonie mobile : effets calorifiques modérés, effets résonnants

faibles ou nuls, effets physiologiques possibles.

• Linky, CPL : idem téléphonie mobile, ordres de grandeur plus

faibles

• Etat actuel et prévisible des connaissances : ondes matérielles,

ondes électromagnétiques, ondes gravitationnelles

2020-2021


83

Complément

5G (29-1-2020)

2020-2021


84

Les ondes de la téléphonie mobile – la 5G

Téléphonie mobile 5G

• En cours de déploiement : 3 400-3 800 MHz

Longueur d’onde autour du dm (0,1m)

• Future Téléphonie mobile 5G : 26 000MHz

Longueur d’onde autour du cm (0,01m)

2020-2021

Effets physiques

• Chaleur oui En surface pour le 26 GHz ; plus grande absorption par

les tissus.

• Résonants (effets ionisants) non

5G - A

actuelle

5G - B en

projet


85


2020-2021

Effets physiologiques (rapport ANSES) :

5G-A extrapolation de la téléphonie mobile 3-4 G

• « chez l’humain, avec des éléments de preuve limités, une

augmentation du risque de neurinomes du nerf vestibulo-

acoustique et du risque de gliome pour les utilisateurs

intensifs ayant cumulé plus de 1 640 h d’exposition au

téléphone mobile ;

• chez l’humain, avec des éléments de preuve suffisants,

une modification physiologique à court terme de l’activité

cérébrale pendant le sommeil. »

5G - A

actuelle

5G - B en

projet


86


2020-2021

Effets physiologiques (rapport ANSES) :

5G-B « Le CES souligne l’intérêt d’étendre jusqu’à 60 GHz voire 100 GHz

l’évaluation des effets biologiques et sanitaires liés à l’exposition dans la bande de fréquences autour de 26 GHz. D’une part, lors de l’expertise de 2010, le groupe de travail avait considéré que les effets biologiques et sanitaires potentiels des ondes électromagnétiques émises par les scanners étudiés (fréquences autour de 24 GHz) étaient similaires à ceux des champs dont les fréquences sont légèrement plus élevées (comprises entre 40 et 60 GHz). …Le CES recommande toutefois que soient menées des études portant spécifiquement sur l’exposition à la bande de fréquences [24,25 – 27,5] GHz, compte tenu du manque de données dans cette bande. »

5G - A

actuelle

5G - B en

projet


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Mais c’est méconnaître le principe selon lequel la science ne peut pas prouver qu’un effet n’existe pas. Autrement dit, la méthode scientifique permet de quantifier les effets d’une cause mesurable.

2020-2021

Principe de précaution … ou de prudence

« Aucune étude n’a prouvé que l’exposition aux champs

électromagnétiques ne présente pas de risques »

Nov 2020Science et Opinion Publique - Pornic -

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Ces ondes qui tuent !

Les ondes électromagnétiques artificielles qui nous envahissent de manière exponentielle sont des ondes de mort, des ondes morbides…

On ne peut pas exclure le fait que dans certaines conditions (notamment avec des expositions à des signaux modulés), les radiofréquences : • puissent favoriser l’oxydation de

l’ADN (…). Néanmoins, ces dernières sont souvent de faible ampleur (proche du bruit de fond naturel

• cependant, aucun effet pérenne des radiofréquences sur la perte d’intégrité de l’ADN n’a été mis en évidence à un faible niveau d’exposition

• aucun effet mutagène ou co-mutagène des radiofréquences n’a été observé ;

• aucune donnée ne semble indiquer que l’exposition aux radiofréquences induise de problème de ségrégation des chromosomes lors de la mitose

Un site associatif et militant http://www.electroprevention.com/

Que pèse l’avis scientifique vis-à-vis de l’opinion ?

Un site officiel de spécialisteshttps://www.anses.fr/fr

Extrait d’un rapport de 350 pages

Qui va

gagner

dans

l’opinion ?

http://www.electroprevention.com/2016/04/ces-ondes-qui-tuent.html

https://www.anses.fr/fr

Un peu de Physique pour comprendre le monde moderne - débutant

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Pour aller plus loin

Des vidéo conférences sur la chaîne

YouTube : la Science de Bernie –

Saison 1

Des cours en ligne ou présentiels

à l’Université Permanente de

Nantes : https://up.univ-

nantes.fr/

Mon blog https://un-peu-de-

physique.fr/

Des cours, des ressources…

Saison 1

2020-2021

https://up.univ-nantes.fr/

https://un-peu-de-physique.fr/


90

Merci

2020-2021