Définition d indicateurs pour la caractérisation de l exposition radioélectrique Projet

Transcription

1 Définition d indicateurs pour la caractérisation de l exposition radioélectrique Projet Julien Caudeville, Ineris François Gaudaire, CSTB

2 Projet DICER APR EST 2011 Durée de 3 ans, entre 2012 et partenaires : Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB) - coordinateur l Institut National de Recherche et de Sécurité (INRS) Institut National de l Environnement Industriel et des risques (Ineris) Orange labs Telecom Bretagne

3 Le contexte Débats, polémiques, controverses autour des champs électromagnétiques radiofréquences dans l environnement De quoi parle-t-on? Les sources prépondérantes : o Les émetteurs radio, télédiffusion o Téléphonie mobile : stations de base (macro, micro, pico cellules, etc.) o Téléphonie mobile : terminaux (Smartphones, tablettes, etc.) o Téléphonie sans fil DECT o Wifi, o Objets communicants, réseaux sans fils, etc. o Machines industrielles spécifiques Fréquences : entre 100 khz et 6 GHz Des sources multiples et diverses

4 Les usages des configurations d exposition multiples et diverses - Population - lieu de vie / lieu public - une pièce, intérieur d un bâtiment - une personne, ses activités, ses déplacements - un poste de travail La physique et la biologie différents paramètres En champ proche : le débit d absorption spécifique (DAS) Localisé, tête, corps entier, valeur maximum, moyenne, etc. En champ lointain : champ électrique, champ magnétique

5 Connaitre l exposition des personnes? Deux approches complémentaires : - Des mesures : DAS, champs E et H / laboratoire ou in situ - Des modélisations numériques : DAS, champs E et H Beaucoup de paramètres / équipements / méthodes large bande / spectrale, valeur moyenne ou maximum, moyennage temporel et spatial, extrapolation (trafic), budget espace temps, etc.

6 Beaucoup de données d exposition disponibles Mesures et modélisation de DAS : normalisés, projets de recherche (enfant, fœtus, évolution des usages, etc.) Mesures des niveaux d exposition du public : mesures «protocole ANFR», exposimétrie individuelle, cartographie + Etude Copic (MEDDE ) : Modélisations numériques de l exposition dans 17 communes Campagnes de mesures multiples

7 L objectif du projet DICER Etudier différentes méthodologies permettant de proposer des indicateurs pertinents caractérisant l exposition des populations aux champs électromagnétiques radiofréquences Choix d indicateurs d exposition représentatifs et reproductibles pour caractériser tous les types d exposition Prendre en compte les différentes configurations d exposition rencontrées Radiofréquences entre 100 khz et 6 GHz Focalisation sur les sources d exposition prépondérantes public et travailleurs

8 Méthode Tâche 1 : analyse comparative multi domaines Tâche 2 : configurations spécifiques en milieu industriel Tâche 3 : vers une matrice d exposition multi critères Tâche 4 : variabilité et configurations d exposition en champ lointain Tâche 5 : segmentation en profils d exposition Tâche 6 : exposition en champ proche et lien entre DAS et champ électrique

9 Analyse comparative avec d autres domaines physiques Acoustique, vibrations en milieu industriel, qualité de l air et éclairage Méthodes indicateurs utilisés - réglementation Pragmatisme dans les approches Segmentation en fonction des configurations d exposition et des sources Distinction population / personne Niveau moyen, niveau maximum, émergence Normalisation Indicateurs Outil de communication et concertation Evolution des indicateurs avec la R&D

10 Configurations spécifiques en milieu industriel Méthode Spécifique une réglementation dédiée (directive travailleurs) des configurations particulières (poste de travail) des équipements identifiés et localisés (industrie) Identification des sources industrielles dans le domaine radiofréquences Réalisation de campagnes de mesures sur des postes de travail Analyse des résultats, segmentation et définition d indice d exposition

11 Configurations spécifiques en milieu industriel Résultats Trois familles identifiées Chauffage et soudage par induction Soudage par pertes diélectrique Chauffage par micro-ondes Mesures réalisées sur 400 postes de travail

12 Segmentation et familles et sous familles Configurations spécifiques en milieu industriel Résultats Les critères : La partie du corps exposée (mains, tête et tronc) La distance poste de travail / source de rayonnement La puissance de la source, etc. Mise au point d un Outil Simple d Evaluation des RAyonnements (OSERA) permettre aux entreprises d estimer sans mesures le risque de dépassement des valeurs réglementaires d exposition aux champs électromagnétiques. Outil téléchargeable sur le site web de l INRS

13 Mise au point d une matrice d exposition multicritères Méthode Pour la mise en place d une segmentation et d une métrique particulière : Définition et mis au point d une matrice d exposition multicritères multidimensionnelle Construire et répertorier différents types de variables Sur une échelle micro à macroscopique, du caractère global à local de l exposition En tenant compte de la disponibilité et de la représentativité des données disponibles

14 Matrice d exposition multicritères Identification des variables d entrée de l analyse multicritères de l'exposition radiofréquences

15 Matrice d exposition multicritères

16 Segmentation en profils d exposition Objectifs -Construction d un outil permettant la caractérisation de l exposition aux radiofréquences de groupes de population -Définir des profils d exposition pour différents groupes populationnels d intérêt. -Proposer des recommandations pour la collecte des données - Etudier l impact de variables populationnelles et géographiques dans l exposition

17 Segmentation en profils d exposition Définition des profils d exposition Couplage des résultats des exposimètres aux descriptions des budget espace-temps (activités/localisation ) Scenario Date : Localisations Hors déplacement Déplacement Domicile Travail Autre Marche Moto ou vélo Voiture ou taxi Bus ou tramway Métro ou train int # # ext. int ext. int. ext. Comportement Type d'urbanisation 18 h 19 h 20 h 21 h 22 h 23 h Age 24 h - 6 h 6 h 7 h Remarques et précisions localisation ou activités Activités portable 5 5 Conversation avec téléphone fixe sans fil Four à micro-ondes 4 Ordinateur avec réseau WIFI Autres sources 8 Distributions de référence de l exposition associée à l utilisation a) du téléphone mobile et b) du téléphone fixe.

18 Segmentation en profils d exposition Couplage avec la dimension spatiale Extraction et géoréférencement des expositions ambiantes aux localisations Analyse des relations des expositions ambiantes Couches géographiques des données populationnelles et topographiques Estimation du modèle de prédiction des expositions fonction des variables géographiques et des variables géographiques Scénarisation des temps de localisation par groupe populationnel/zone Indicateur Bâtiment Indicateur socioéconomique FDep08 Indicateur Topographique

19 Segmentation en profils d exposition Mise en place de la modélisation et analyse des déterminants Simulation probabiliste pour permettre l intégration de l exposition de différents types et de la dimension temporelle Estimation de la médiane de l exposition ambiante estimée sur les communes du département de la Marne (en V/m). Caractérisation des distributions pour construire les descripteurs a) b) Contribution sur le percentile 95 a) des différentes activités et localisations et b) des activités seules (scénario agglomération réalisé sur le département de la Marne).

20 Variabilité et configurations d exposition Méthode Analyses paramétriques et statistiques de l exposition - Configuration d exposition de la population aux émetteurs fixes Variabilité spatiale locale du niveau de champ électrique Variabilité globale à échelle urbaine de l exposition Les critères : répartition des émetteurs, caractéristiques topographiques, densité de bâti, relief, etc. Objectifs: caractériser rapidement l exposition à l échelle d une ville en fonction de sa typologie (urbain dense, centre-ville ancien, ) et de simulations numériques ou mesures réduites sur quelques zones

21 Variabilité et configurations d exposition Méthode Travail réalisé à partir des données disponibles : Résultats de modélisation et de mesures sur 17 villes dans le cadre de l étude Copic, Données d exposition publiques (Cost, ) ou issus de projet de recherche (ANR, ) Analyse de corrélation (indice de Moran) sur ces résultats complétées + Modélisations numériques et campagnes de mesures complémentaires

22 Variabilité et configurations d exposition Résultats Définition de «zones de visibilité» autour d un émetteur en milieu urbain Application sur un exemple (Saint Mandé, 94) à partir de la position des antennes de téléphonie mobile Zone 1 Zone 2 Zone 3

23 Caractérisation de la dépendance spatiale Pour chaque zone de visibilité En fonction des bandes de fréquences (FM, TV, GSM, UMTS, ) Variabilité et configurations d exposition Résultats Identification d de lois de distribution du niveau d exposition - loi GEV (valeurs extrêmes généralisées) en zones 1 et 2 - loi normale en zone 3 Validation sur les résultats des 17 villes modélisées et mesurées dans l étude Copic

24 Lien entre DAS et champ électrique champ proche / champ lointain Méthode Caractériser le lien entre le débit d absorption spécifique (DAS) et le champ électrique Développer un indicateur commun d exposition en combinant l'exposition induite par les terminaux mobiles et celle induite par les stations de base Modèles numériques de corps humains, différentes positions Méthodes des différences finie dans le domaine temporel (FDTD), Calculs de DAS induits par un mobile et des stations de base Comparaison des expositions associées

25 Lien entre DAS et champ électrique champ proche / champ lointain Résultats Volumes moyens en Ko de données échangées Par utilisateur et par jour Pour différentes zones géographiques Pour un réseau 3G DAS moyen sur 10g mobile DAS induit par la station de base > pour un usage voix

26 Lien entre DAS et champ électrique champ proche / champ lointain Résultats Définition d un indicateur global d exposition (IGE) Combine uplink et downlink En lien avec la matrice d exposition multicritères Prend en compte le temps d exposition volume de données échangées, débit, durée de communication «voix» durée d utilisation du mobile en mode «data» WBSAR : DAS corps entier T 11 : temps de communication sur une période T T 12 : temps d exposition pour une utilisation du mobile en mode «data» sur la période T

27 Conclusions Développements d outils d analyse pour la définition d indicateurs d exposition Milieu industriel : Outil simple d évaluation des rayonnements Matrice d exposition multi critères (cadre du travail) Segmentation en profils d exposition (spatial, individuel) Outil d analyse intégré de résultats (Julien?) Définition d un indicateur global d exposition des travaux qui se poursuivent chez les partenaires (R&D, projets européens, Anses, ANR)

28 Merci de votre attention