Champs électromagnétiques et santé publique: fréquences extrêmement basses (ELF)
Nous sommes tous exposés à un ensemble complexe de champs électromagnétiques (CEM) de différentes fréquences qui sont omniprésents dans notre environnement et cette exposition devient de plus en plus importante à mesure que la technologie progresse et que les nouvelles applications se multiplient.
S'il n'est pas question de remettre en cause les avantages énormes apportés par l'électricité dans la vie de tous les jours et notamment dans le domaine de la santé, le grand public se préoccupe de plus en plus, depuis une vingtaine d'années, des effets nocifs potentiels de l'exposition aux champs électriques et magnétiques de fréquence extrêmement basse (ELF). Cette exposition résulte principalement du transport et de l'utilisation de l'énergie électrique aux fréquences de 50/60 Hz.
L'Organisation mondiale de la Santé (OMS) étudie les problèmes de santé associés à l'exposition aux champs électromagnétiques dans le cadre du projet international CEM. Toutes les conséquences sur la santé doivent être clairement identifiées et des mesures correctives appropriées devront être prises si le besoin s'en fait sentir. Les résultats des recherches menées jusqu'à maintenant sont souvent contradictoires, ce qui ajoute à l'inquiétude du public en entretenant la confusion et la crainte que l'on ne puisse arriver à aucune conclusion fiable en matière de sécurité.
Le présent aide-mémoire vise à fournir des informations concernant l'exposition aux champs ELF et ses incidences éventuelles sur la santé dans la vie de tous les jours et sur les lieux de travail. Ces informations proviennent d'une étude de l'OMS sur la question et d'autres évaluations récentes faites par des spécialistes éminents.
Champs électriques et magnétiques à très basse fréquence
Les champs électromagnétiques sont constitués d'une onde électrique (E) et d'une onde magnétique (H) qui se déplacent ensemble à la vitesse de la lumière (voir diagramme ci-dessous) et qui sont caractérisés par une fréquence et une longueur d'onde. La fréquence est simplement le nombre d'oscillations de l'onde par unité de temps mesuré en hertz (1 Hz =1 cycle par seconde); la longueur d'onde est la distance parcourue par l'onde pendant la durée d'une oscillation (ou d'un cycle).
Par définition, les champs ELF sont ceux dont la fréquence est égale ou inférieure à 300 Hz. A des fréquences aussi basses, la longueur d'onde dans l'air est très grande (6000 km à 50 Hz et 5000 km à 60 Hz); en pratique, les champs électriques et magnétiques agissent indépendamment l'un de l'autre et sont mesurés séparément.
Un champ électrique est présent chaque fois qu'il existe une charge électrique. Il régit le mouvement des autres charges situées dans le champ. Les champs électriques sont mesurés en volts par mètre (V/m) ou en kilovolts par mètre (kV/m). Lorsque des charges s'accumulent sur des objets, elles ont tendance à se repousser si elles sont de même sens et à s'attirer si elles sont de sens contraire. Cette tendance est caractérisée par la tension électrique et se mesure en volts (V). Tout appareil branché sur une prise de courant électrique, même s'il n'est pas en fonctionnement, possède un champ électrique associé, proportionnel à la tension de la source à laquelle il est relié. L'intensité du champ est maximale à proximité de l'appareil et diminue avec la distance. Les matériaux courants, comme le bois et le métal, font écran aux champs électriques.
Un champ magnétique se produit lorsqu'il y a déplacement de charges électriques, c'est-à-dire en présence d'un courant électrique. Les champs magnétiques agissent sur les charges en mouvement. Ils sont mesurés en ampères par mètre (A/m), mais ils sont généralement caractérisés par l'induction magnétique correspondante qui s'exprime en teslas (T), millitesla (mT) ou microteslas (µT). Dans certains pays, on emploie couramment une autre unité, le gauss (G) pour mesurer l'induction magnétique (10 000 G = 1T, 1 G = 100 FT, 1 mT = 10 G, 1 µT = 10 mG). Tout appareil electrique en fonctionnement, c'est-à-dire dans lequel circule un courant électrique, possède un champ magnétique associé qui est proportionnel à l'intensité du courant. Le champ est maximal à proximité de l'appareil et diminue avec la distance. Les champs magnétiques ne sont pas arrêtés par la plupart des matériaux courants.
Sources
Les champs électriques et magnétiques naturels à 50/60 Hz sont extrêmement faibles, de l'ordre de 0,0001 V/m et 0,00001 µT respectivement. L'exposition humaine aux champs ELF est associee principalement à la production, au transport et à l'utilisation de l'énergie électrique. Les sources et les limites supérieures des champs ELF qui se rencontrent le plus souvent dans l'environnement général, l'environnement domestique et sur les lieux de travail sont indiquées si après.
Environnement général. L'énergie électrique en provenance des centrales est transportée jusqu'aux agglomérations par des lignes à haute tension. La tension est ensuite abaissée par des transformateurs auxquels se rattachent les lignes de distribution locale. Les champs électriques et magnétiques au-dessous des lignes aériennes peuvent atteindre respectivement 12 kV/m et 30 µT. A proximité des centrales et des sous-stations, les champs électriques peuvent atteindre 16 kV/m et les champs magnétiques 270 µT.
Environnement domestique. L'intensité des champs électriques et magnétiques dans les habitations dépend de nombreux facteurs, notamment de la distance aux lignes de transport, du nombre et du type d'appareils électriques utilisés, ou encore de la position et de la configuration des conducteurs électriques intérieurs. Les champs électriques au voisinage de la plupart des appareils domestiques ne dépassent pas 500 V/m et le champ magnétique est généralement inférieur à 150 µT. Dans les deux cas, le champ peut etre nettement plus élevé à proximité immédiate de l'appareil, mais il diminue rapidement avec la distance.
Lieu de travail. Des champs électriques et magnétiques existent autour du matériel électrique et des fils conducteurs dans tous les établissements industriels. Les travailleurs chargés de l'entretien des lignes de transport et de distribution de courant peuvent être exposés à des champs très importants. A l'intérieur des centrales et des sous-stations, les champs électriques peuvent dépasser 25 kV/m et les champs magnétiques 2 mT. Les soudeurs peuvent être exposés à des champs magnétiques atteignant 130 mT. Près des fours à induction et des cuves d'électrolyse, les champs magnétiques peuvent atteindre 50 mT. Les employés de bureau sont exposés à des champs beaucoup moins intenses lorsqu'ils utilisent des photocopieuses, des écrans vidéo ou d'autres matériels analogues.
Effets sur la santé
Le seul effet pratique que les champs ELF peuvent avoir sur les tissus vivants est l'induction de champs et de courants électriques au sein de ces tissus. Toutefois, l'intensité des courants induits par exposition aux champs ELF normalement présents dans l'environnement est inférieure à celle des courants qui circulent naturellement dans l'organisme.
Etudes sur les champs électriques. Toutes les données dont on dispose permettent de penser qu'en dehors de la stimulation résultant des charges électriques induites à la surface du corps, l'exposition à des champs atteignant 20 kV/m n'a que peu d'effets et que ceux-ci ne présentent aucun danger. Aucun effet sur la reproduction ou le développement n'a pu être mis en évidence chez des animaux exposés à des champs électriques dépassant 100 kV/m.
Etudes sur les champs magnétiques. Il existe peu d'indices que l'exposition aux champs magnétiques ELF rencontrés dans les habitations ou l'environnement puisse avoir un effet sur la physiologie et le comportement de l'homme. Chez des volontaires exposés pendant plusieurs heures à des champs ELF atteignant 5 mT, on n'a constaté que peu d'effets sur les paramètres cliniques et physiologiques (formule sanguine, ECG, rythme cardiaque, tension artérielle, température corporelle, etc.).
Mélatonine. Certains chercheurs ont signalé que les champs ELF pourraient supprimer la sécrétion de mélatonine, une hormone associée au rythme circadien. L'hypothèse a également été émise que la mélatonine pourrait avoir un effet protecteur contre le cancer du sein, de sorte que sa suppression pourrait contribuer à une augmentation de l'incidence des cancers de cet organe induits par d'autres substances. Si certains effets de la mélatonine ont pu être mis en évidence chez des animaux de laboratoire, ils n'ont pas été confirmés chez l'homme par des études sur des volontaires.
Cancer. Il n'existe pas de preuves convaincantes que l'exposition aux champs ELF lèse directement des molécules biologiques, notamment l'ADN. Il est donc peu probable que ces champs puissent amorcer le processus de cancérogenèse. Toutefois, des études sont en cours pour déterminer si les champs ELF peuvent se comporter comme des promoteurs ou co-promoteurs de cancers. Des études effectuées récemment sur des animaux n'ont pas apporté la preuve que l'exposition aux champs ELF modifie l'incidence des cancers.
Etudes épidémiologiques. En 1979, Wertheimer et Leeper ont signalé une association entre des cas de leucémie infantile et certaines caractéristiques du branchement électrique du logement des enfants atteints. Depuis lors, un grand nombre d'études ont été menées sur cette importante question et elles ont été analysées par l'Académie nationale des Sciences des Etats-Unis en 1996. Selon cette analyse, le fait de résider à proximité d'une ligne de transport électrique pourrait être associé à une augmentation du risque de leucémie infantile (risque relatif RR = 1,5), mais le risque ne serait pas modifié pour d'autres cancers. Une telle association n'a pas été observée chez les adultes.
De nombreuses études publiées au cours des dix dernières années sur l'exposition professionnelle aux champs ELF ont abouti à des résultats contradictoires. Elles laissent entendre que le risque de leucémie pourrait être légèrement plus élevé chez les travailleurs de l'industrie électrique. Toutefois, dans bien des cas, les facteurs de confusion, comme une exposition éventuelle à des produits chimiques dans l'environnement professionnel, n'ont pas été suffisamment pris en compte. L'exposition aux champs ELF n'était pas nettement corrélée au risque de cancer chez les sujets exposés. En conséquence, le lien de cause à effet entre l'exposition aux champs ELF et le cancer n'a pas été confirmé.
Programme du NIEHS. Le National Institute of Environmental Health Sciences (NIEHS) des Etats-Unis a terminé un programme de cinq ans, appelé RAPID, qui consistait à refaire et à approfondir les études signalant les effets éventuels des champs ELF sur la santé et à entreprendre de nouvelles études pour déterminer si ces effets étaient réels. En juin 1998, le NIEHS a réuni un groupe de travail international pour évaluer les résultats de ces recherches. Le groupe a conclu, en se fondant sur les critères établis par le Centre international de Recherche sur le Cancer (CIRC), que les champs ELF devaient être considérés comme «peut-être cancérogènes pour l'homme».
«Peut-être cancérogène pour l'homme» est la plus basse des trois catégories («peut-être cancérogène pour l'homme», «probablement cancérogène pour l'homme» et «cancérogène pour l'homme») utilisées par le CIRC pour classer les preuves scientifiques d'une éventuelle cancérogénicité. Le CIRC utilise deux autres catégories pour classer les indices scientifiques de cancérogénicité potentielle : «non classable» et «probablement non cancérogène pour l'homme», mais le groupe de travail du NIEHS a estimé qu'il avait suffisamment d'arguments pour éliminer ces deux catégories.
La catégorie «peut-être cancérogène pour l'homme» est appliquée à un agent pour lequel il existe des indices limités de cancérogénicité chez l'homme et des indices insuffisants chez l'animal d'expérience. La classification est donc fondée sur le poids des arguments scientifiques et non sur le degré de cancérogénicité ou de risque de cancer présenté par l'agent en question. Ainsi, «peut-être cancérogène pour l'homme» signifie que les indices crédibles laissant pense que l'exposition aux champs ELF pourraient causer un cancer sont limités. S'il n'est pas exclu, au vu des données disponibles, que l'exposition aux champs ELF puissent provoquer un cancer, de nouvelles recherches rigoureuses et mieux ciblées sont maintenant indispensables pour résoudre cette question.
La décision du groupe de travail du NIEHS se fonde principalement sur une cohérence apparente dans des études épidémiologiques laissant entendre que le fait de résider à proximité de lignes de transport d'électricité était associé à un risque apparemment plus élevé de leucémie chez l'enfant. Ce lien a été confirmé par des études établissant une relation entre l'incidence de la leucémie infantile à proximité des lignes de transport électrique et les champs magnétiques mesurés dans les habitations sur une période de 24 heures. En outre, le groupe de travail a trouvé quelques indices d'une augmentation de l'incidence de la leucémie lymphocytaire chronique en milieu professionnel.
Projet international CEM
Le Projet international CEM de l'OMS a été lancé pour résoudre les problèmes de santé posés par l'exposition aux champs électromagnétiques. La documentation scientifiques a été analysée et les points restant à éclaircir ont été identifiés. A la suite de ce travail, un programme de recherche a été établi pour les prochaines années en vue de mieux mesurer les risques pour la santé. Le CIRC a prévu de réunir en 2001 un groupe spécial qui évaluera les résultats. L'OMS adoptera ensuite les conclusions du CIRC et procédera à une évaluation des risques autres que les risques de cancer, évaluation qui devra être terminée en 2002.
Normes internationales
La Commission internationale de Protection contre les Rayonnements non ionisants (ICNIRP) a publié des directives sur les limites d'exposition à tous les CEM. Ces directives offrent une protection suffisante contre les effets connus sur la santé et contre ceux qui peuvent se produire lorsque l'on touche un objet chargé dans un champ électrique externe. Les limites d'exposition aux CEM recommandées dans de nombreux pays sont dans l'ensemble très proches de celles de l'ICNIRP, qui est une organisation non gouvernementale (ONG) officiellement reconnue par l'OMS et partenaire à part entière du Projet international CEM. L'ICNIRP réexaminera ses directives lorsque le Projet CEM aura terminé sa nouvelle évaluation des risques.
Mesures de protection
Les objets de grandes dimension constitués de matériaux conducteurs, comme les grilles, barrières ou autres structures métalliques, installées de façon permanente à proximité de lignes électriques à haute tension, doivent être mis à la terre. Dans le cas contraire, ils peuvent accumuler une charge électrique telle que, si une personne s'en approche ou les touche, elle risque de ressentir un choc désagréable. Une telle secousse peut aussi se produire lorsqu'une personne touche un véhicule stationné au-dessous ou à proximité d'une ligne à haute tension.
Grand public : Etant donné que les données scientifiques actuelles sont peu concluantes et n'établissent pas que l'exposition aux champs ELF normalement présents dans notre environnement habituel ont des effets néfastes sur la santé, aucune mesure spécifique ne s'impose pour le public en général. Là où il existe des sources d'exposition à des champs ELF élevés, leur accès est généralement interdit au public par des barrières ou des clôtures, de sorte qu'aucune mesure de protection supplémentaire n'est nécessaire.
Milieu professionnel : Il est relativement facile d'assurer la protection contre les champs électriques à 50-60 Hz par des écrans appropriés. Une telle mesure ne s'impose que pour les personnes travaillant dans des zones où il existe des champs très élevés. Le plus souvent, l'accès du personnel à de telles zones est limité. Il n'existe pas de moyen pratique et économique de se protéger contre les champs magnétiques ELF. Lorsque les champs magnétiques sont très intenses, la seule mesure de protection pratique consiste à limiter l'accès du personnel.
Perturbations électromagnétiques
Les champs ELF intenses provoquent des perturbations électromagnétiques dans les stimulateurs cardiaques et autres dispositifs électro-médicaux implantés. Les porteurs de tels dispositifs devraient consulter leur médecin pour déterminer leur sensibilité à ces perturbations. L'OMS invite instamment les fabricants à mettre au point des appareils beaucoup moins sensibles aux perturbations électromagnétiques.
Lorsque le champ magnétique ELF entourant un terminal d'ordinateur est supérieur à environ 1 µT (10 mG), il interfère avec les électrons qui produisent l'image sur l'écran, ce qui peut entraîner une instabilité de celle-ci. Une solution simple à ce problème consiste à placer l'ordinateur à un autre endroit de la pièce où le champ magnétique est inférieur à 1 µT. Ces champs magnétiques se rencontrent à proximité des câbles d'alimentation électrique des bureaux ou des appartements, ou près des transformateurs utilisés pour l'alimentation électrique des immeubles. Leur intensité est généralement trop faible pour entraîner des problèmes de santé.
Bruit, ozone et effet couronne
On peut entendre un bourdonnement ou un grésillement autour des transformateurs électriques ou des lignes à haute tension qui sont le siège d'un effet couronne (voir ci-dessous). Si le bruit peut être gênant, il ne s'accompagne d'aucun effet néfaste sur la santé.
Les appareils électriques comme les photocopieuses ou tout autre dispositif fonctionnant sous haute tension peuvent produire de l'ozone, gaz incolore à odeur piquante. Les décharges électriques dans l'air convertissent les molécules d'oxygène en ozone. Bien que l'odeur d'ozone puisse être facilement détectée, les concentrations produites autour des photocopieuses ou des appareils analogues sont bien inférieures aux limites imposées pour des raisons de santé.
Les lignes électriques à haute tension produisent des décharges électriques dans l'air environnant. Ce phénomène est appelé effet couronne. Cet effet est parfois visible la nuit par temps humide ou pluvieux et peut s'accompagner de bruit et d'une production d'ozone. Le niveau de bruit et la concentration d'ozone rencontrés à proximité des lignes de transport électrique n'ont pas de conséquences sur la santé.
Que faire pendant que les recherches continuent ?
Un des objectifs du Projet international CEM est d'aider les autorités nationales à faire le bilan des avantages procurés par la technologie des champs électromagnétiques et des inconvénients qui pourraient en découler pour la santé, et de décider des mesures de protection à prendre, le cas échéant. Il faudra attendre quelques années avant que les recherches nécessaires soient menées à bien, évaluées et publiées par l'OMS. En attendant, l'OMS formule les recommandations suivantes :
- Respect rigoureux des normes de sécurité nationales ou internationales en vigueur : Ces normes, fondées sur les connaissances actuelles, ont été établies pour protéger l'ensemble de la population.
- Mesures simples de protection : L'installation de clôtures autour des sources de champs ELF intenses empêche l'accès non autorisé aux zones où les limites d'exposition nationales ou internationales risquent d'être dépassées.
- Consultation avec les autorités locales et le public sur l'implantation des nouvelles lignes électriques : Les lignes à haute tension doivent évidemment être installées de façon à assurer le transport de l'électricité jusqu'aux consommateurs. Même si l'intensité des champs ELF autour des lignes de transport et de distribution n'est pas considérée comme un facteur de risque pour la santé, les décisions concernant leur implantation doivent souvent prendre en compte l'aspect esthétique et les préoccupations du public. Un dialogue ouvert et une bonne communication entre l'exploitant du réseau électrique et le public au stade de la planification peuvent contribuer à améliorer la compréhension de la population et à mieux faire accepter les nouvelles implantations.
- Un système efficace d'information sur la santé et de communication entre les experts scientifiques, le gouvernement, l'industrie et le public peut aider à mieux faire connaître les programmes traitant de l'exposition aux champs ELF et à dissiper la méfiance et les craintes.
Documentation
ICNIRP (1998). International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection. Guidelines for limiting exposure to time varying electric, magnetic and electromagnetic fields (up to 300 GHz). Health Physics, 74(4): 494-522.
NIEHS (1998). Assessment of health effects from exposure to power-line frequency electric and magnetic fields. Portier C. J. and Wolfe M. S. (eds). NIEHS Working Group Report, National Institute of Environmental Health Sciences of the National Institute of Health, Research Triangle Park, NC, Etats-Unis d'Amérique, p. 523. Disponible auprès du NIEHS ou sur la site web.
Repacholi M. et Greenebaum B. (1998). Interaction of static and extremely low frequency electric and magnetic fields with living systems: health effects and research needs. Bioelectromagnetics (sous presse). (Rapport sommaire de la réunion d'évaluation scientifique de l'OMS sur les champs statiques et ELF de Bologne, 1997.)
OMS (1997). WHO's Agenda for EMF Research. Document de l'Organisation mondiale de la Santé, WHO/EHG/98.13, OMS, Genève. Disponible également sur la site web du Projet international CEM