« Extrêmement basse fréquence » : différence entre les versions
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| ⚫ | En raison de la difficulté de construire des antennes pouvant rayonner ces ondes longues, ces fréquences ne sont que très peu utilisées par les télécommunication. Ces ondes se propageant dans l'eau de mer, elles se montrent utiles pour la communication avec les sous-marins ou des robots sous-marins dans la bande supérieure {{unité|30 à 300|Hz}}. Les États-Unis, la Russie et l'Inde seraient les seuls pays à avoir construit des installations de communication |
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<ref name="NavyFactSheet">{{cite web |last= |first= |title=Extremely Low Frequency Transmitter Site, Clam Lake, Wisconsin |work=Navy Fact File |publisher=United States Navy |date=28 June 2001 |url=http://www.fas.org/nuke/guide/usa/c3i/fs_clam_lake_elf2003.pdf |format= |doi= |accessdate=17 February 2012}} at the [http://www.fas.org/ Federation of American Scientists website]</ref><ref name="Wolkoff">{{cite conference |first=E. A. |last=Wolkoff |author2=W. A. Kraimer |title=Pattern Measurements of U.S. Navy ELF Antennas |booktitle=ELF/VLF/LF Radio Propagation and Systems Aspects |pages=26.1–26.10 |publisher=AGARD Conference proceedings 28 Sept. – 2 Oct. 1992, NATO |date=May 1993 |location=Belgium |url=http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a267991.pdf |doi= |id= |accessdate=17 February 2012}}</ref><ref name="Coe">{{cite book |last=Coe |first=Lewis |title=Wireless Radio: A brief history |publisher=McFarland |year=2006 |location=USA |pages=143–144 |url=http://books.google.com/books?id=W1JAeg1PiWIC&pg=PA143&dq=%22extremely+low+frequency%22+ELF+propagation+waveguide&hl=en&sa=X&ei=rsw3T8y9D6egiQKWw5WqCg&ved=0CEUQ6AEwAjgK#v=onepage&q=%22extremely%20low%20frequency%22%20ELF%20propagation%20waveguide&f=false |doi= |id= |isbn=0786426624}}</ref><ref name="Sterling">{{cite book |last=Sterling ELF|first=Christopher H. |title=Military communications: from ancient times to the 21st century |publisher=ABC-CLIO |year=2008 |location= |pages=431–432 |url=http://books.google.com/books?id=RBC2nY1rp5MC&printsec=frontcover&source=gbs_atb#v=snippet&q=zevs&f=false |doi= |id= |isbn=1851097325}}</ref>{{,}}<ref name="Sterling"/>{{,}}<ref name="Bashkuev">{{cite journal |last=Bashkuev |first=Yu. B. |author2=V. B. Khaptanov |author3=A. V. Khankharaev |title=Analysis of Propagation Conditions of ELF Radio Waves on the "Zeus"–Transbaikalia Path |journal=Radiophysics and Quantum Electronics |volume=46 |issue=12 |pages=909–917 |publisher=Plenum |location= |date=December 2003 |url=http://www.springerlink.com/content/vg073205217452u1/ |issn= |doi=10.1023/B:RAQE.0000029585.02723.11 |id= |accessdate=17 February 2012|bibcode = 2003R&QE...46..909B }}</ref>{{,}}<ref name="Trond">{{cite web |last=Jacobsen |first=Trond |title=ZEVS, The Russian 82 Hz ELF Transmitter |work=[http://www.vlf.it/index.htm Radio Waves Below 22 kHz] |publisher=Renato Romero webpage |year=2001 |url=http://www.vlf.it/zevs/zevs.htm |doi= |accessdate=17 February 2012}}</ref>{{,}}<ref name="janes">{{cite web |last1=Hardy |first1=James |title=India makes headway with ELF site construction |url=http://www.janes.com/article/11147/india-makes-headway-with-elf-site-construction |publisher=[[Jane's Information Group|IHS Jane's Defence Weekly]] |accessdate=23 February 2014 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20140223135343/http://www.janes.com/article/11147/india-makes-headway-with-elf-site-construction |archivedate=23 February 2014 |date=28 February 2013}}</ref>{{,}}<ref name="toi14">{{cite web |url=http://timesofindia.indiatimes.com/india/Navy-gets-new-facility-to-communicate-with-nuclear-submarines-prowling-underwater/articleshow/39371121.cms |title=Navy gets new facility to communicate with nuclear submarines prowling underwater |date=31 July 2014 |work=[[The Times of India]]}}</ref>. |
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La bande des ''extrêmement basse fréquence'' ne semble pas être utilisée en télécommunications. |
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=== Lien externe === |
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* "''[http://www.vlf.it/ Radio waves below 22kHz]: Nature's signals and strange emission at very low frequency''" - a site specialising in low-frequency signals . |
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* Jacobsen, Trond, "''[http://www.vlf.it/zevs/zevs.htm ZEVS, the Russian 82 Hz ELF transmitter]: An Extrem Low Frequency transmission-system, using the real longwaves''" ALFLAB, Halden, Norway. |
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* [http://spaceweather.com/glossary/inspire.html NASA live streaming ELF ; VLF Receiver] |
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=== Bibliographie === |
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Version du 28 mai 2016 à 20:14
Cet article est une ébauche concernant l’électromagnétisme.
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L’extrêmement basse fréquence (ou ELF, extremely low frequency en anglais) est la bande de rayonnement électromagnétique (radiofréquences) comprise entre 3 et 30 Hz (longueur d'onde de 100 000 à 10 000 km).
Dans le domaine des sciences de l'atmosphère, une définition alternative est généralement retenue : de 3 Hz à 3 kHz.
La fréquence du courant alternatif dans les réseaux électriques (50 ou 60 Hz) est située dans la bande de ELF, ce qui fait des réseaux électriques une source involontaire de rayonnement ELF.
Utilisations
En raison de la difficulté de construire des antennes pouvant rayonner ces ondes longues, ces fréquences ne sont que très peu utilisées par les télécommunication. Ces ondes se propageant dans l'eau de mer, elles se montrent utiles pour la communication avec les sous-marins ou des robots sous-marins dans la bande supérieure 30 à 300 Hz. Les États-Unis, la Russie et l'Inde seraient les seuls pays à avoir construit des installations de communication [1][2][3][4],[4],[5],[6],[7],[8]. Les installations américaines ont été utilisée de 1985 à 2004, maintenant hors service.
Ces ondes peuvent aussi pénétrer des distances importantes dans la roche et le sous-sol, ce pourquoi elles sont utilisées par certains systèmes de communication minière (fréquences de 300 à 3000 Hz)[4].
La bande des extrêmement basse fréquence ne semble pas être utilisée en télécommunications.
Elles est cependant exploitée pour à détecter certains phénomènes naturels, générateurs d'impulsions radioélectriques (foudre et certaines perturbations naturelles du champ magnétique terrestres).
Ondes ELF naturelles
Des ondes ELF naturelles sont présentes sur Terre, créées par les éclairs de foudre qui déclenchent l’oscillation des électrons de l’atmosphère. Le mode de résonance principal de la cavité Terre-ionosphère a une longueur d’onde égale à la circonférence de la terre, soit 7,8 Hz. Ainsi cette fréquence et ses harmoniques (14, 20, 26, 32 Hz) apparaissent comme des pics de bruit dans le spectre ELF et sont appelées « résonance Schumann ».
Ces ondes semblent avoir été détectées sur Titan, la lune de Saturne . La surface de Titan étant peu réfléchissante en ELF, elles pourraient être réfléchies, selon certain modèles théoriques, par la transition liquide-solide de l’océan d’ammoniaque[9]. L’ionosphère de Titan est plus complexe que celle de la Terre, avec une première couche à 1 200 km d’altitude, et une seconde couche chargée à 63 km, ce qui séparerait deux cavités résonnantes. La source d’ondes ELF est cependant peu claire, car Titan ne présente pas d’activité orageuse observée.
Enfin des émissions ELF de puissance énorme, de l’ordre de 100 000 fois l’énergie lumineuse du soleil, sont théoriquement émis par une forme de pulsars appelés magnétars. Ainsi le pulsar de la nébuleuse du Crabe émettrait cette puissance à la fréquence de 30 Hz[10], mais cette fréquence est inférieure à la fréquence de Langmuir du milieu interstellaire, la rendant inobservable depuis la Terre.
Effets physiques sur l'organisme animal ou humain
Le milieu interne d'un organisme vivant (ou mort) placé dans un champ électrique et magnétiques EBF subit des champs et des courants électriques induits. Et le corps humain (ou animal) dans son ensemble interagit avec le champs EBF en modifiant sa distribution spatiale d'une manière qui dépend aussi de la nature, taille, forme et posture de l'organisme[11].
La [[dosimétrie]) peut chercher à évaluer l'intensité du phénomène en mesurant le rapport entre le champ externe et les champ électriques et la densité de courant induits évalués ou modélisés à l'intérieur de l’organisme. Ces deux paramètres (champ électrique induit, densité de courant induits) peuvent interagir avec certains tissus électriquement excitables (rétine, nerfs, muscles)[11].
Effet physique du champ électrique
Dans les basses fréquences, un organisme est « bon conducteur, et les lignes du champ perturbé à l’extérieur de l’organisme sont presque perpendiculaires à la surface de son corps »[11]. Des charges oscillantes sont induites sur cette surface, qui produisent des courants au sein de l'organisme, sachant que :
- En temps normal le champ électrique à l'intérieur d'un organisme est cinq à six fois moindre qu'à son extérieur[11] ;
- si l'exposition se fait dans un champ vertical, alors les champs induits seront majoritairement verticaux[11] ;
- dans un champ électrique externe connu, c'est dans le corps en contact parfait avec le sol et par l’intermédiaire des pieds (mise à la terre électrique) que les champs induits seront les plus forts. Inversement, il seront les plus faibles dans le corps isolé du sol ou dans une cage de faraday[11] ;
- le courant induit dans un organisme (en contact parfait avec le sol) dépend moins de la conductivité des tissus que de la taille et de la posture ou forme de ce dernier. Néanmoins la conductivité des tissus et organes est responsable du pattern de distribution de ces courants induits dans les organes et tissus ;
- le champ électrique induit va aussi se distribuer selon les variations de conductivités du milieu interne, mais moins que pour le courant induit[11] ;
- tout contact avec un objet conducteur situé dans un champ électrique peut par ailleurs aussi générer un courant induit dans l’organisme[11].
Effet du champ magnétique
Les tissus vivants y sont aussi perméables que l'air. Un organe ou tissus interne est donc exposé au même champ que s'il était situé à l'extérieur du corps. La matière du corps animal ne perturbe que très peu ce champ. Leur principal mode d'interaction est l'induction (loi de Faraday, de champs électriques et des densités de courant associées dans les tissus conducteurs)[11].
- C'est l'orientation du champ extérieur qui va moduler le champ et le courant électrique induit dans le corps [11];
- Si l'on considère l'organisme dans sa globalité, les champs induits dans les tissus sont plus grands si le champ est aligné de l'avant vers l'arrière du corps. Cependant certains organes voient leurs valeurs les plus élevées survenir quand l'exposition au champ se fait de profil.
Pour l'homme, les champs électriques les plus faibles « sont induits par un champ magnétique orienté le long de l’axe vertical du corps »[11] ; - plus un organisme est grand, plus - à intensité et orientation égale du champ magnétique - les champs électriques induits seront intenses ;
- La distribution du champ électrique induit est modifiée par la conductivité des divers organes et tissus. Ceux-ci ont un effet limité sur la distribution de la densité du courant induit[11].
Dans le secteur de l'industrie et de l'alimentation électrique, des agents peuvent être exposés à des champs électriques élevés (jusu'à 30 kV m-1)[11].
Impacts sanitaires
De tels champs peuvent être induits par les lignes à haute-tension[12] ou les gros transformateurs.
Certaines études épidémiologiques suggèrent un lien possible entre l'exposition à des ELF et l'apparition de certains types de tumeurs cérébrales[13].
Après une dizaine d'années d'observations, le CIRC a conduit l'OMS à revoir le statut des ELF dans le classement des substances et ondes nocives ; de "non cancérigènes", les ELF ont été reclassées "peut-être cancérigènes". Mais des efforts restent encore à faire pour préciser ces classements. Les enfants vivant à proximité de lignes à haute tension auraient en Europe deux fois plus de risque de développer une leucémie avant l'âge de 15 ans[réf. nécessaire]. D'autres effets sont suspectés, notamment concernant le risque de dépression[14] ou la diminution des défenses immunitaires de personnes exposées au champ d'un transformateur haute tension[15]. Les études sur les leucémies infantiles (risque significatif à partir de 0,4 mT) ont conduit la Suède à adopter une norme de 0,2 mT.
Parmi les solutions pour diminuer ce type de champ à proximité des habitations ou lieux de travail figurent le repositionnement, rehausse ou enfouissement des câbles, l'éloignement de transformateurs, l'utilisation de tensions moins hautes.
Notes et références
- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « ELF » (voir la liste des auteurs).
- E. A. Wolkoff et W. A. Kraimer « Pattern Measurements of U.S. Navy ELF Antennas » () (lire en ligne, consulté le )
— « (ibid.) », dans ELF/VLF/LF Radio Propagation and Systems Aspects, Belgium, AGARD Conference proceedings 28 Sept. – 2 Oct. 1992, NATO, p. 26.1–26.10 - (en) Lewis Coe, Wireless Radio: A brief history, USA, McFarland, , 143–144 p. (ISBN 0786426624, lire en ligne)
- (en) Christopher H. Sterling ELF, Military communications: from ancient times to the 21st century, ABC-CLIO, , 431–432 p. (ISBN 1851097325, lire en ligne)
- Yu. B. Bashkuev, V. B. Khaptanov et A. V. Khankharaev, « Analysis of Propagation Conditions of ELF Radio Waves on the "Zeus"–Transbaikalia Path », Radiophysics and Quantum Electronics, Plenum, vol. 46, no 12, , p. 909–917 (DOI 10.1023/B:RAQE.0000029585.02723.11, Bibcode 2003R&QE...46..909B, lire en ligne, consulté le )
- Trond Jacobsen, « ZEVS, The Russian 82 Hz ELF Transmitter », Radio Waves Below 22 kHz, Renato Romero webpage, (consulté le )
- James Hardy, « India makes headway with ELF site construction » [archive du ], IHS Jane's Defence Weekly, (consulté le )
- « Navy gets new facility to communicate with nuclear submarines prowling underwater », The Times of India,
- (en) « Titan's Mysterious Radio Wave », Jet Propulsion Laboratory, (consulté le )
- Pulsars
- OMS Résumé et recommandations relatives aux études à mener, rapport complet Extremely Low Frequency Fields
- RTE, un nouveau service d’information et de mesures sur les champs magnétiques de très basse fréquence (50 Hz)
- Voir l'article d'Isabelle Baldi et al. intitulé Occupational and residential exposure to electromagnetic fields and risk of brain tumors in adults: a case–control study in Gironde, France. Disponible en ligne : http://onlinelibrary.wiley.com/store/10.1002/ijc.25765/asset/25765_ftp.pdf?v=1&t=hv51ufae&s=b368810187f6834d27f02c98189aacd564dd5718
- Verkasalo P.K. "Magnetic Fields of Transmission Lines and Depression", American journal of epidemiology, 147 (1997)
- F.Szabazon, L.Bonhomme-Faivre, S.Déoux, P.Déoux, R.Santini, "Significant Increase of Leucocytes, NK and Interleukines 2 in Humans After the End of 0.4 uT-12uT Subchronic Exposure". 24 th annual meeting BEMS, P 247, 2002 Québec
Voir aussi
Articles connexes
Lien externe
- Extremely low frequency (ELF) fields (EHC 35, 1984)
- "Radio waves below 22kHz: Nature's signals and strange emission at very low frequency" - a site specialising in low-frequency signals .
- Jacobsen, Trond, "ZEVS, the Russian 82 Hz ELF transmitter: An Extrem Low Frequency transmission-system, using the real longwaves" ALFLAB, Halden, Norway.
- NASA live streaming ELF ; VLF Receiver
Bibliographie
- ANSES (2010) Effets sanitaires des champs électromagnétiques extrêmement basses fréquences, Rapport d’expertise collective, Agence nationale de sécurité sanitaire, de l’alimentation,de l’environnement et du travail, mars 2010, 181 p.
- Direction générale de la santé (France) (2014) Champs électromagnétiques d’extrêmement basse fréquence - Effets sur la santé (DGS février 2014)
- Lambrozo, J. (2010). L’électricité et les champs électriques et magnétiques d’extrêmement basse fréquence. In Champs électromagnétiques, environnement et santé (pp. 41-56). Springer Paris.
- Miro, L. (2001). Risques liés aux champs électromagnétiques d’extrêmement basses fréquences (ELF) et de fréquences intermédiaires. EMC Toxicologie–Pathologie professionnelle, 133, 16-512 (http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-2-8178-0133-9_5 résumé]).
- OMS (2007) Environmental Health Criteria 238, Extremly low frequency fields lien
