1. Utilitaire pour calculer les seuils externes officiels applicables aux champs électromagnétiques

👉 Le calculateur utilise les valeurs seuils officielles fournies :

• Pour le public, par le Décret n° 2002-775 du 3 mai 2002 pris en application du 12° de l'article L. 32 du code des postes et télécommunications,

• Pour les travailleurs exposés de par leur métier aux champs électromagnétiques, par le Décret n° 2016-1074 du 3 août 2016 relatif à la protection des travailleurs contre les risques dus aux champs électromagnétiques.

👉 Ces seuils concernent les champs électriques et les champs magnétiques externes au corps humain, mesurables avec des champmètres et des analyseurs de spectre en l'absence de corps humain.

• Ils sont appelés "Niveaux de référence" pour le public et "Valeurs déclenchant l'action" pour les travailleurs.  

  • Ils sont différents des Valeurs Limites d'Exposition (VLE). Les VLE concernent des grandeurs internes ou biologiques, qui dépendent notamment du couplage du corps humain avec le champ électromagnétique et des propriétés des tissus, comme la conductivité ou la masse volumique. 

• Les seuils donnés dans les deux décrets dépendent de la fréquence. 

  • Ils varient aussi suivant la population concernée, public ou travailleurs.

👉 Fonctionnement de l'utilitaire

• L'utilisateur renseigne la valeur de la fréquence, avec son unité.

• Le calculateur fournit les seuils relatifs au champ électrique et au champ magnétique (appelé ici induction magnétique), pour les deux catégories de population. La formule utilisée pour calculer les seuils est décrite dans la cellule "Détails des seuils". Les résultats pour la fréquence renseignée sont rassemblés dans la cellule "Synthèse".

• Le calculateur propose aussi un graphique interactif. Celui-ci montre comment varient les seuils en fonction de la fréquence, selon la population considérée et, pour les travailleurs, selon le type d'effet induit par l'exposition. 

👉 Documentation à consulter sur le sujet :

• Guide INRS,

• Réglementation INRS,

• Présentation - Expositions aux champs électromagnétiques INRS.

👉 Cas des champs électromagnétiques contenant plusieurs fréquences

• Ce cas n'est pour l'instant pas traité par l'utilitaire.

• On calcule pour le champ électrique et le champ magnétique un indice d'Exposition en %, qui doit rester inférieur à 100 %.

  • Le calcul suppose que l'on connaît les composantes fréquentielles du signal. 

👉 Nomenclature : champ magnétique versus induction magnétique

En électromagnétisme, H, exprimé en Ampère par mètre (A/m), est appelé champ magnétique ou champ magnétisant ; B, exprimé en Teslas (T), est appelé induction magnétique ou densité de flux magnétique. C'est la nomenclature utilisée dans les deux décrets.

Dans un matériau de perméabilité magnétique mu, ces deux grandeurs sont liées par la relation B = mu H : ainsi, pour un même champ magnétisant H, plus la perméabilité mu du matériau est élevée et plus l’induction magnétique B devient élevée dans ce matériau.

C’est le principe utilisé par les matériaux à forte perméabilité, comme le mu-métal, qui canalisent les lignes de flux magnétique et servent au blindage contre les champs magnétiques.

Dans cet utilitaire, la grandeur affichée est l’induction magnétique B. Par habitude et pour simplifier la lecture, elle est souvent appelée champ magnétique dans les textes explicatifs.

👉 Évaluation des risques pour les travailleurs exposés

Publics concernés : entreprises et établissements régis par la quatrième partie du code du travail dont les travailleurs sont exposés aux champs électromagnétiques. Pour les travailleurs, il s’agit des personnes exposées aux champs électromagnétiques dans le cadre de leur activité professionnelle, par exemple lors de l’utilisation, de la maintenance ou de l’intervention à proximité d’équipements générant des champs électromagnétiques significatifs (techniciens intervenant sur les antennes-relais, personnel médical intervenant sur les appareils d'IRM et les scanners, etc.). Cela ne vise pas les expositions courantes du public en situation de travail, comme l'exposition à un routeur Wi-Fi dans un bureau.

Art. R. 4453-7. du décret de 2016 : Lorsque l’évaluation des risques réalisée à partir des données documentaires ne permet pas de conclure à l’absence de risque de dépassement des valeurs déclenchant l’action ou des valeurs limites d’exposition, l’employeur procède à la mesure, au calcul ou à la simulation numérique des niveaux de champs électromagnétiques auxquels les travailleurs sont susceptibles d’être exposés. 

Exemples

👉 Pour la fréquence 50 Hz du secteur basse tension:

• Pour le public, les valeurs de référence pour le champ électrique et le champ magnétique sont respectivement de 5000 V/m et 100 µT.

• Pour les travailleurs, les valeurs déclenchant l'action pour le champ électrique et le champ magnétique sont respectivement de 20000 V/m et 6000 µT.

👉 Pour la fréquence moyenne Linky G3 de 60 kHz :

• Pour le public, les valeurs de référence pour le champ électrique et le champ magnétique sont respectivement de 87 V/m et 6,25 µT.

• Pour les travailleurs, les valeurs déclenchant l'action pour le champ électrique et le champ magnétique sont respectivement de 610 V/m et 100 µT.

2. Distance de sécurité aux antennes 5G 3500 MHz pour le public et pour les travailleurs

👉 Cet utilitaire évalue la distance de sécurité aux antennes-relais 5G 3500 MHz  sur l'axe des antennes pour le public (à partir des valeurs de référence) et pour les travailleurs exposés aux champs électromagnétiques (à partir des valeurs déclenchant l'action).

 👉 Fonctionnement

• Les informations suivantes doivent être fournies :

  • La fréquence de l'antenne 5G 3500 MHz,

  • La puissance PIRE de l'antenne 5G 3500 MHz. Cette information est donnée par les opérateurs dans les dossiers d'information mairie (DIM),

    • L'utilitaire accepte aussi la puissance électrique en entrée d'antenne et le gain d'antenne,

  • L'utilisation (recommandée) d'une marge de sécurité additionnelle dans les calculs consistant à majorer la puissance PIRE d'un facteur égal à 1,5 dB.

• Le calculateur fournit les distances de sécurité en mètres, ainsi que les informations utilisées pour les calculs. 

⚠️ Ce calculateur a été développé dans un but pédagogique uniquement.  

• Les distances calculées ne constituent pas une étude réglementaire de conformité et ne remplacent pas les calculs, mesures, modélisations ou prescriptions réalisés par les opérateurs, les fabricants, les bureaux d'études compétents ou les organismes habilités.

• Les valeurs fournies par cet utilitaire ne doivent donc pas être utilisées telles quelles pour définir une zone de sécurité réelle, autoriser un accès, réaliser une installation ou prendre une décision opérationnelle. 

3. Application au calcul des distances de sécurité des antennes 5G 3500 MHz Ericsson

4. Application au calcul des distances de sécurité des antennes 5G 3500 MHz Nokia

5. Pour les antennes 5G 3500 MHz, le ratio des distances de sécurité public / travailleurs exposés dans l'axe de l'antenne est constant et vaut 2,24

👉 Ce résultat intéressant découle de la physique des antennes.

👉 Les distances de sécurité pour le public et pour les travailleurs sont définies par la valeur de la puissance surfacique de l'onde. Le calculateur n° 1 donne la valeur de référence et la valeur déclenchant l'action pour une onde de fréquence 3500 MHz :

• Valeur de référence public pour la puissance surfacique : 10 W/m²,

• Valeur déclenchant l'action pour les travailleurs exposés pour la puissance surfacique : 50 W/m².

👉 Le ratio des deux puissances surfaciques, PuissanceSurfaciqueTravailleurs / PuissanceSurfaciquePublic, est donc égal à 5.

👉 Or, à puissance PIRE identique, ce qui est le cas ici, le ratio des puissances surfaciques est égal à l'inverse du carré des deux distances de sécurité.

Donc PuissanceSurfaciqueTravailleurs / PuissanceSurfaciquePublic = 5 = (dPublic / dTravailleurs)²

On en déduit que dPublic = √5 × dTravailleurs. Or √5 est égal à 2,24.

👉 On vient de montrer que, quels que soit la puissance PIRE et le modèle de l'antenne 5G 3500 MHz, la distance de sécurité pour le public, déterminée à partir de la valeur de référence du décret de 2002, est toujours égale à 2,24 fois la distance de sécurité pour les travailleurs exposés, déterminée à partir de la valeur déclenchant l'action du décret de 2016, dans l'axe de l'antenne et sous l'hypothèse d'une décroissance en 1/d².

👉 Vérification à partir des deux rapports Ericsson et Nokia.

• Pour l'antenne 5G 3500 MHz Ericsson, le rapport donne un distance de sécurité de 22,26 m pour le public et de 9,95 m pour les travailleurs exposés. Le ratio des deux valeurs est égal à 2,24.

• Pour l'antenne 5G 3500 MHz Nokia, le rapport donne un distance de sécurité de 29,2 m pour le public et de 13,0 m pour les travailleurs exposés. Le ratio des deux valeurs est égal à 2,25.

6. Distance de sécurité (calcul simplifié) aux antennes à faisceau fixe et faisceau orientable 5G 3500 MHz pour le public et pour les travailleurs exposés

👉 Le calculateur suppose :

• que tous les éléments radiatifs de l'antenne à faisceau fixe et de l'antenne à faisceau orientable sont situés exactement au même endroit, sur l'horizontale et la verticale, et ont tous le même tilt vers le sol de leurs axes,

• que tous les éléments radiatifs émettent à pleine puissance (puissance électromagnétique émise : leur puissance PIRE),

👉 Le calculateur évalue :

• les distances de sécurité pour les deux populations "public" et "travailleurs exposés".

• Les Expositions à la distance de sécurité calculée

  • Ces résultats sont fournis pour l'antenne à faisceau fixe, l'antenne à faisceau orientable et la combinaison des deux antennes.

👉 Méthode de calcul :

• L'utilisateur renseigne la puissance PIRE en dBW de chaque élément radiatif de l'antenne à faisceau fixe et la puissance PIRE de l'antenne 5G 3500 MHz si elle existe.

• Le calculateur utilise les valeurs de référence du décret 2002 et les valeurs déclenchant l'action du décret 2016 pour évaluer les seuils à ne pas dépasser en fonction de la fréquence. Les distances de sécurité sont calculées à partir de ces seuils, des puissances PIRE et des fréquences.

• L'utilisateur peut ajouter une marge de sécurité en majorant de 1,5 dB chaque puissance PIRE, pour les éléments radiatifs de l'antenne à faisceau fixe et pour l'antenne à faisceau orientable.

• Au-dessus de 2 GHz, le calculateur privilégie la densité de puissance surfacique S, car les seuils public et travailleurs sont directement exprimés en W/m² et la relation avec la PIRE est directe : S = PIRE / (4 pi d²).

• En dessous de 2 GHz, le calculateur utilise les seuils de champ électrique E et l’indice d’exposition, ce qui est plus homogène pour traiter les travailleurs exposés et les situations comportant plusieurs fréquences.

⚠️ Ce calculateur a été développé dans un but pédagogique uniquement.  

• Les distances calculées ne constituent pas une étude réglementaire de conformité et ne remplacent pas les calculs, mesures, modélisations ou prescriptions réalisés par les opérateurs, les fabricants, les bureaux d'études compétents ou les organismes habilités.

• Les valeurs fournies par cet utilitaire ne doivent donc pas être utilisées telles quelles pour définir une zone de sécurité réelle, autoriser un accès, réaliser une installation ou prendre une décision opérationnelle.