Le spectre électromagnétique

Le spectre électromagnétique est un tableau qui regroupe l’ensemble des ondes connues qui nous entourent. Il peut se diviser en deux parties [1] :

  1. Celle des radiations dites ionisantes, qui se caractérisent par le fait que leur énergie est suffisante pour « casser » certaines molécules et chasser les électrons des orbites atomiques (exemple : rayons gamma, rayons X).
  2. Celle des radiations dites non ionisantes, dont l’énergie est théoriquement insuffisante pour chasser les électrons de leurs orbites atomiques ou provoquer des cassures de molécules (dans la pratique, il existe plusieurs exemples qui démontrent que ces radiations dites non-ionisantes peuvent s’avérer aussi ionisantes ; ex : ruptures de l’ADN chez le rat exposés aux micro-ondes des téléphones portables dans les études de Lai et al).

La plage commence aux ELF (extrêmement basses fréquences) puis continue dans les ondes radio (VHF), les micro-ondes ou hyperfréquences (UHF-EHF-SHF), la lumière, les infra-rouges et se termine dans une partie des ultra-violets.

Une onde électromagnétique est le résultat de l'association d'un champ électrique (E) et d'un champ magnétique (H) qui sont perpendiculaires entre eux et perpendiculaires également avec la direction de propagation (P). Ces champs varient de manière sinusoïdale.

  • E s'exprime en Volt par mètre (V/m)
  • H s'exprime en ampère par mètre (A/m)
  • P s'exprime en mW/cm² c'est à dire la densité de puissance véhiculée par unité de surface
  • L étant la longueur d'onde s'exprimant en mètre (distance crête à crête)

Une onde électromagnétique est caractérisée par [2] :

  • Sa longueur d'onde (L), exprimée en mètre : distance entre deux point de même état
  • Sa fréquence (F), exprimée en Hertz (Hz) : nombre de cycles par seconde.
    Un lien relie la longueur d'onde et la fréquence : sachant que C = 3.108 m/s (vitesse de l'onde dans l'air = vitesse de la lumière), L = C/F et F = C/L.

Donc, plus la fréquence est élevée, plus la longueur d'onde est petite et plus la zone de champ proche est limitée.

Pour les basses fréquences (ELF), comme celle des lignes à haute tension et du réseau électrique, on est toujours dans le champ proche de sorte que les champs électriques et magnétiques doivent être spécifiés séparément. La longueur d'onde du réseau 50 Hz est de 6.000 Km.

Par contre pour les hyper fréquences, c’est l’inverse. Pour les antennes relais GSM, les stations d’antennes radio ou TV, on peut être exposé à un champ proche de sorte que les rayonnements se mesurent séparément ou à un champ lointain de sorte que les rayonnements se mesurent ensemble.

Tableau du spectre électromagnétique [2]

Radiations ionisantes

Radioactivité Fréquence (F) Longueur d'onde (L) Utilisations
Rayons cosmiques Supérieure à
3000 THz
(3.10?Ghz)
Inférieure à
100.10??m (nm)
Astronomie
Rayons gamma Archéologie
Rayons X Radiographie

Radiations non ionisantes

Rayonnements optiques Fréquence (F) Longueur d'onde (L) Utilisations
Ultra-violet Frontière de l'ionisation Stérilisation
U.V. - C 1070 à 3000 THz 100 à 280 nm Soleil - retenu par la couche d'ozone
U.V. - B 952 à 1070 THz 280 à 315 nm Soleil + 1% des bancs solaires (peu pénétrant)
U.V. - A 0,3 à 10 THz 315 à 400 nm Soleil + 99% des bancs solaires (très pénétrant)
Lumière visible 385 à 750 THz 400 à 780 nm Optique - rayon laser
Infrarouge (proche, moyen, lointain) 0,3 THz à 100 THz 0,78 à 1000.10??m (µm) Détection - alarme - sécurité
Micro-ondes ou hyperfréquences Fréquence (F) Longueur d'onde (L) Utilisations
E.H.F. (Extremely High Frequency) 30 GHz à 300 GHz 1 à 10 nm Radars, altimétrie, satellites
S.H.F. (Super High Frequency) 3 GHz à 30 GHz 10 à 100 nm Communications satellites, radars, radioamateurs, relais, aéroports, aéronavale.
U.H.F. (Ultra High Frequency) 0,3 à 3 GHz 100 à 1000 nm Radioamateurs, taxis, police, G.S.M., antennes relais, télévision U.H.F., four à micro-ondes, diathermie médicale, chauffage industriel, téléphones portables.
Radiofréquences Fréquence (F) Longueur d'onde (L) Utilisations
V.H.F. (Very High Frequency) 30 à 300 MHz 1 à 10 m Polie, pompiers, gendarmerie, travaux publics, télévision V.H.F., radioamateurs, équipements industriels.
H.F (High Frequency) 3 à 30 MHz 10 à 100 m C.B., radioamateurs, diathermie médicale, anciens téléphones portables de maison, émissions en modulation d'amplitude.
M.F. (Medium Frequency) 0,3 à 3 MHz 100 à 1000 m Communication, radionavigation, marine, radioamateurs, station relais radio.
Basses fréquences Fréquence (F) Longueur d'onde (L) Utilisations
L.F. (LowFrequency) 30 à 300 KHz 1 à 10 Km Radiodiffusion en grandes ondes
V.L.F. (Very Low Frequency) 0,3 à 30 KHz 10 à 1000 Km Écran cathodique (téléviseur, ordinateur)
E.L.F. (Extremely Low Frequency) 3 à 300 Hz supérieur à 1000 Km Courant alternatif électrique industriel et téléphonique.

Références bibliographiques

[1] Roger Santini. « Notre Santé face aux Champs électriques et Magnétiques – Des faits scientifiques aux conseils pratiques » 156 pages - Ed. Sully 1995.
[2] Benoît Louppe : « Pollution électromagnétique ». Ed. Nature et Progrès. 2001.