La problématique du risque liée à l exposition aux champs électromagnétiques lors des opérations de contrôles magnétoscopiques.

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1 La problématique du risque liée à l exposition aux champs électromagnétiques lors des opérations de contrôles magnétoscopiques Eric CRESCENZO - Directeur R&D - IXTREM 9 rue Edouard Denis BALDUS CHALON SUR SAONE Résumé L exposition professionnelle aux champs électromagnétiques en particulier très basses fréquences (champs magnétiques statiques à quelques centaines de Hz) suscite des inquiétudes grandissantes de la part des opérateurs de CND effectuant les contrôles par magnétoscopique ainsi que des soudeurs depuis la parution de la Directive Européenne 2004/40/CE (prescriptions minimales de sécurité et de santé relatives à l exposition des travailleurs aux risques dus aux champs électromagnétiques). Cette publication vise à fournir des informations techniques permettant d intégrer dans les meilleures conditions les exigences de cette directive qui rappelons le ne traite pas des effets à long terme y compris les effets cancérigènes. D autre part, l objectif est de faire le point sur les connaissances scientifiques acquises à ce jour et sur les conséquences à en tirer à la fois au plan réglementaire, métrologique et plus généralement en termes de protection de travailleurs contre les risques pour la santé et la sécurité dus à l exposition aux champs électromagnétiques. En conclusion, bien que les exigences de la directive européenne puissent paraître sévères au niveau des valeurs limites d exposition et /ou d action ; il est important de mentionner qu elle fait totalement abstraction de l effet néanmoins scientifiquement reconnu des champs magnétiques sur certains organes comme le cœur et les yeux en s arrêtant à des valeurs d exposition localisées au niveau du système nerveux central de la tête et du tronc. Toutefois, bien que le sujet soit à controverse, il convient de considérer que certains risques potentiels ne sont toujours pas scientifiquement admis. Cela va de la co-promotion de différentes formes de cancer (leucémie, cerveau, mélanome, cancer du sein pour l homme), les altérations du sommeil, de l ouïe, de la vue et d autres effets annexes comme l hypersensibilité électromagnétique, modification de l activité hormonale, la prolifération lymphocytaire Côté métrologie, bien que les choses évoluent au niveau normatif avec les projets de normes internationales de la CEI (Commission Electrotechnique International) en particulier sur les aspects modélisation 2D des champs électromagnétiques et méthodes de calcul de l intensité des courants induits liés à l exposition des personnes réalisant les opérations de soudage, il n en reste pas moins que la mesure du champ magnétique dans un espace donné reste une affaire de spécialiste. Quant aux moyens de protection des travailleurs dans ce domaine de fréquence, ils sont très restreints et se limitent pratiquement à éloigner l opérateur ou le soudeur de la source électromagnétique. Dans ce contexte, l évolution des équipements de contrôle magnétoscopique et de soudage devient une nécessité pour réduire les valeurs d exposition.

2 1 LA DIRECTIVE EUROPEENNE 2004/40/CE DU 29 AVRIL Objectif et champ d application La directive porte sur les risques qu entraînent, pour la santé et la sécurité des travailleurs, les effets reconnus nocifs à court terme sur le corps humain, causés par la circulation de courants induits et par l absorption d énergie, ainsi que par les courants de contact résultant ou susceptibles de résulter d une exposition à des champs électromagnétiques (intègre dans cette définition les champs magnétiques statiques ; électriques ; magnétiques et électromagnétiques de 0 Hz à 300 GHz). Toutefois, la directive ne traite pas des effets à long terme, y compris les effets cancérigènes à propos desquels il n existe pas de données scientifiques probantes à ce jour qui permettent d établir un lien de causabilité. 1.2 Définitions «Valeurs limites d expositions» (VLE) : ce sont les limites d exposition aux champs électromagnétiques qui sont fondées directement sur des effets avérés sur la santé et des considérations biologiques. Le respect de ces limites garantira que les travailleurs exposés à des champs électromagnétiques sont protégés de tout effet nocif connu sur la santé (tout au moins à court terme). «Valeurs déclenchant l action» (VDA) : correspondent à des niveaux de paramètres directement mesurables, indiqués en termes d intensité de champ électrique (E), d intensité de champ magnétique (H), d induction magnétique (B) et de densité de puissance (S), à partir desquels il faut prendre une ou plusieurs des mesures prévues par la directive. Dans la gamme de fréquence qui nous intéresse 50 Hz et principaux harmoniques, cela conduit aux équations suivantes : Valeur déclenchant l action : B (µt) = 25 f f exprimé en KHz ; H (A/m) = 20/f Soit pour F = 50 Hz H = 400 A/m et B = 500 µt Valeur limite d exposition : J densité de courant induit en ma/m² = 10 Pour le public, les valeurs retenues seront cinq fois plus faibles. Ces valeurs sont très faibles lorsque l on sait que le contrôle magnétoscopique requiert une valeur de champ magnétique comprise entre 2400 et 4000 A/m à la surface de la pièce. Pour arriver à ces valeurs, un électro-aimant produit à proximité directe de son bobinage des valeurs supérieures à A/m et qu une simple spire de diamètre 500 mm alimenté par un courant de 1000 A produit en son centre un champ magnétique de 1000 A/m. Toutefois, ces valeurs limites d exposition et de déclenchant l action sont fondées sur les effets reconnus nocifs sur le système nerveux central (l encéphale : cerveau, cervelet,

3 tronc cérébral et la moelle épinière), voir même la directive autorise des densités de courant plus élevées dans les tissus corporels autres que le système nerveux central dans les même conditions. Il s avère donc que la directive omette l influence sur d autres organes pourtant identifiés comme sensibles aux effets des champs électromagnétiques par l OMS (Organisation Mondiale de la Santé) le cœur des les yeux. Effets répertoriés des champs électromagnétiques sur les individus : - Entre 1 à 10 A/m² pas d effet scientifiquement reconnu ; - Entre 10 à 100 ma/m² phénomènes constatés sur le système nerveux et la vision ; - Entre 100 et ma/m² stimulation des tissus excitables et en particulier le cœur ; - Au delà de ma/m² des effets aigus ont été rapportés : fibrillation ventriculaire et des extrasystoles (contraction prématurées d une cavité du cœur) ; - En dessous de 10 KV/m pour le champ électrique, une infime minorité de personnes ont une sensation de «souffle» sur la peau qui se transforme en picotements pour des champs électriques supérieurs à 12 KV/m ; à partir de 20KV/m 5% des personnes perçoivent des picotements désagréables. Il est aussi reconnu que les champs électromagnétiques peuvent générer des effets «non scientifiquement prouvés». Ainsi il est assez fréquent que les personnes travaillant de façon habituelle et prolongée près des sources électromagnétiques se plaignent de fatigue, irritabilité, pertes de mémoire, maux de tête, troubles du sommeil 1.3 Obligation de l employeur La réduction des risques résultant de l exposition à des champs électromagnétiques repose sur les principes généraux de prévention figurant en autre dans la directive 89/391/CEE et au niveau de l article du code de travail français (selon une démarche plus générique d analyse de risque quelque soit les différents facteurs ou agents physiques qui constituent l environnement des salariés). Doit formaliser par écrit l évaluation des risques dans un document unique qu il mettra à jour périodiquement Employeur Eviter les risques En les combattants à la source Adapter le travail à l homme Tenir compte de l évolution de la technique Limitant la durée et l intensité des expositions En évaluant ceux qui ne peuvent être évités En remplaçant ce qui est dangereux Conception et agencement des lieux et postes de travail : Signalisation adéquate indiquant les risques d exposition aux champs électromagnétiques Choix de : Méthode de travail et production Equipements de travail, mécanisme de verrouillage, blindage... =>Entraînant une exposition moindre aux champs électromagnétiques Planifier la prévention de manière cohérente en intégrant les aspects: Techniques Organisationnels et conditions de travail

4 Nota : obligation d information et formation, de consultation et participation des travailleurs, enfin de surveillance de la santé en toute hypothèse lorsque l exposition dépasse les valeurs limites. 2 INFLUENCE DES CHAMPS MAGNETIQUES BASSE FREQUENCE SUR LA SANTE Les trois mécanismes bien établis par lesquels les champs magnétiques statiques et/ou variables agissent sur la matière vivante sont : a) Les interactions électromagnétiques avec les électrolytes en mouvement. Principalement l effet de la force Lorentz généré par des champs statiques qui produisent des courants électriques induits. b) Les courants de Faraday induits dans les tissus vivants. c) Les effets magnéto-mécaniques des champs statiques : l orientation magnétique des molécules dia et paramagnétiques (dans cette catégorie figure les photopigments de la rétine et les hématies falciformes (personnes anémiées) ; la translation magnéto-mécanique qui s adresse aux particules paramagnétiques (cristaux de magnétites que l on trouve dans le cerveau, les lymphocytes ). Certains effets résultant de ces mécanismes sont assez bien maîtrisés (effet sur le système nerveux et la vision) ainsi que les perturbations susceptibles d être engendrées sur des appareils médicaux implantés (Irnich et Batz ont montré que 87% des stimulateurs implantés sont influencés par un flux magnétique de 2 mt, avec un seuil d interférence à 0,31 mt). Parmi les effets potentiels des champs magnétiques et électromagnétiques : troubles dépressifs et suicides, la reproduction, différents types de cancer (leucémies, tumeurs du cerveau, mélanome, cancer du sein chez l homme ), les études épidémiologiques réalisées à ce jour en situation résidentielles sont assez discordantes et de méthodologie souvent critiquable. Toutefois, une étude suédoise récente suggère une augmentation du risque de leucémie myéloïde. Concernant l exposition professionnelle aux champs électriques et magnétiques, les résultats de trois dernières études récentes publiés sont beaucoup plus probants bien qu il ne s agit pas toujours du même type de leucémies, de plus il semblerait y avoir des risques cumulés par l exposition à la fois chimique et physique (champs magnétiques et électriques). Cependant les expériences sur l animal n ont jamais montré d effets carcinogènes. A ce jour, à priori il n existerait pas de mécanismes établis, responsables d effets biologiques en dessous de 5mT (VLA pour 50Hz), toutefois selon le physicien Robert ADAIR, la limite absolue des effets biologiques des champs magnétiques BF se situerait à 50 µt pour des organes non spécialisés. Chez l enfant, un seul de 0,4 µt est suspecté comme étant un facteur de risque non négligeable de leucémie. 3 LA PROBLEMATIQUE DU CONTROLE MAGNETOSCOPIQUE Indépendamment de certaines impositions du contrôle magnétoscopique qui oblige d observer la formation des spectres magnétique, il existe de nombreuses situations d exposition dépassant largement la VLA (Valeur limite d action).

5 Parmi les situations à risque, nous pouvons noter, sans être exhaustif, la manipulation d électro-aimant en situation plafond ou paroi verticale (source électromagnétique localisée près du visage), maintien des câbles durant l aimantation, localisation de l opérateur dans une boucle formée par les câbles d alimentation des électrodes de passage de courant électrique ou bobines, proximité directe de la bobine d aimantation Chaque cas doit être traité séparément en particulier lorsque l on utilise des générateurs de courant pilotés par des Thyristors de puissance, la génération d harmoniques oblige de réduire la VLA par 2, 3 voir 4 fonction du rang de l harmonique considéré. Exemples de valeurs de champs magnétiques obtenus en fonction des harmoniques générées Production du champ magnétique à l aide d un câble enroulé Forme d onde du champ magnétique au centre des spires Résultats obtenus : Large bande 4,25 mt (3,4 ka/m) ; Taux harmonique 42% ; Harmonique 2 (100 Hz) : 0,037 mt (30 A/m) ; Harmonique 3 (150 Hz) : 1,8 mt (1,4 ka/m) VDA calculée pour ce spectre de fréquence (VDA 150 Hz x 40%) + (VDA 50 Hz x 60%) soit 290 A/m au lieu de 400 A/m à 50 Hz. 4 MESURE DE L EXPOSITION Pour rappel, la Directive Européenne 2004/40/CE définit deux valeurs de référence en fonction de la fréquence des champs électromagnétiques : - La VLA : Valeur limite d action pour l intensité du champ électrique E (V/m), l intensité du champ magnétique H (A/m) et enfin de l induction magnétique B (µt). - La VLD : Valeur limite d exposition pour la densité du courant pour la tête et le tronc ma/m² (valeur efficace).

6 A basse fréquence il n y a pas de moyen fiable de mesure directe de la VLD qui oblige de passer par des calculs analytiques et/ou des calculs numériques utilisant des éléments finis en considérant différentes valeurs de conductivité électrique des organes concernés par l exposition. Compte tenu des impératifs de la Directive, il est préférable de ne pas avoir à se justifier du dépassement de la VLD mais plutôt rester en dessous de la VLA. Cette mesure de VLA n est pas aussi simple que l on pourrait le présumer (mesure selon les trois directions de l espace, tenir compte des harmoniques, mesures de E et H ) Assez rapidement on se heurte à des problèmes métrologiques complexes : réponse spectrale de la source d émission, choix de la chaine de mesure, facteurs influents, homogénéité du champ magnétique et électrique qui conduit à utiliser des capteurs de tailles différentes Capteur de champ magnétique Mesure localisée avec un capteur magnétique Hall ponctuel Mesure 3D intégrée avec une sonde «volumique» (3 bobines imbriquées l une dans l autre à 90 ) Par ailleurs, la mesure de l exposition ne constitue qu une partie de la problématique de prévention des risques contre les champs électromagnétiques, à la suite il faut également trouver des solutions techniques industrielles pour réduire cette exposition principalement par : - La réduction à la source : diminution de la puissance en utilisant des moyens d aimantation adaptés, «jouer» sur la conception des installations (blindage), et sur l entretien. - La réduction de l exposition : les champs électromagnétiques décroissent rapidement avec la distance, l éloignement de l opérateur par rapport à la source constitue la meilleure protection. - La protection individuelle (ex : vêtement) est efficace uniquement pour certains champs électriques, pas pour les champs magnétiques basses fréquences.

7 BIBLIOGRAPHIE 1. Base de données IXTREM «MagRisk» dédiée à la prévention et la protection contre les radiations électromagnétiques ( Rubrique documentation). 2. Cours de formation IXTREM : protection contre les radiations électromagnétiques (0 1 KHz) ( Rubrique formation). 3. Guide pour l établissement de limites d exposition aux champs électriques, magnétiques et électromagnétiques ; champs alternatifs (de fréquence variable dans le temps, jusqu à 300 GHz Rudiger MATTHES Secrétariat de l ICNIRP 4. Guide pour l établissement des limites d exposition aux champs magnétiques statiques Rudiger MATTHES Secrétariat de l ICNIRP 5. Champs magnétiques d extrêmement basse fréquence et santé Rapport remise à la D4S le 8 novembre 2004 A. AURENGO, J. CLAVEL, R. DE SEZE, P. GUENEL, J. JOUSSOT-DUBIEN, B. VEYRET 6. Effet des champs électriques et magnétiques de très basse fréquences sur la santé Analyse de la littérature épidémiologique P. GUENEL, J. LELLOUCH INSERM 7. Environmental Health criteria 69 Magnetic fields world health organization Geneva Directive Européenne 2004/40/Ce concernant les prescriptions minimales de sécurité et de santé relatives à l exposition des travailleurs aux risques dus aux agents physiques (champs électromagnétiques).