LES EFFETS DES CHAMPS ÉLECTROMAGNÉTIQUES. DE 50/60 Hz SUR. LA SANTÉ: bilan et perspectives de santé publique pour le Québec

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1 LES EFFETS DES CHAMPS ÉLECTROMAGNÉTIQUES DE 50/60 Hz SUR. LA SANTÉ: bilan et perspectives de santé publique pour le Québec Service Santé et Environnement Département de santé communautaire Centre Hospitalier de l'université Laval DSC3 Département de santé communautaire du Centre Hospitalier de l'université Laval ÔÔÔ 38!

2 Institut national d santé publique du Québec 4835, avenue Christophe-Colomb, bureau 200 Montréal (Québec) H2J3G8 Tél.: (514) LES EFFETS DES CHAMPS ÉLECTROMAGNÉTIQUES DE 50/60 Hz SUR LA SANTÉ: bilan et perspectives de santé publique pour le Québec Patrick Levallois, m.d., MSc, FRCP(C) Pierre Lajoie, m.d. MIH, FRCP(C) Denis Gauvin, MSc Service Santé et Environnement Département de santé communautaire Centre Hospitalier de l'université Laval Janvier 1991

3 AVANT-PROPOS Suite aux débats publics qui ont entouré l'examen des impacts de la construction et de l'opération de la ligne de transport d'électricité de Radisson à Nicolet, le gouvernement du Québec autorisa Hydro-Québec à poursuivre son projet mais selon certaines conditions 1. Une de ces conditions vise à permettre au gouvernement de suivre le dossier des impacts potentiels sur la santé humaine des lignes de haute tension. La condition 1 du décret définit ainsi qu'un "comité de suivi des études sur les effets des lignes à haute tension sur la santé" doit être mis sur pied et être coordonné par le ministère de la Santé et des Services sociaux (MSSS). Ce comité est un comité interministériel où siègent outre le MSSS, le ministère de l'environnement du Québec (MENVIQ), le ministère de l'énergie et des Ressources (MER) et le ministère de l'agriculture des Pêcheries et de l'alimentation (MAPAQ). Afin de disposer d'une expertise indépendante dans le domaine des effets sur la santé humaine générés par le transport de l'électricité, le MSSS s'est adjoint les services de l'équipe santé et environnement du Département de santé communautaire du Centre Hospitalier de l'université Laval. ISBN: er trimestre, 1991 Le mandat de l'équipe du CHUL est de faire un bilan de l'information disponible sur le sujet et de faire des recommandations au MSSS. Ce rapport est le premier bilan présenté par notre équipe. Il s'intéresse aux effets des champs alternatifs, l'aspect des champs continus étant très particulier sera présenté dans un rapport ultérieur. Bien qu'ayant eu le mandat de regarder les effets spécifiques du transport de hauts voltages, nous avons cru nécessaire de présenter dans le présent rapport un portrait global de la problématique des champs électrique et magnétique alternatifs afin de faire ressortir toute l'envergure de ce problème. La méthode utilisée pour réaliser ce premier rapport a consisté à réviser la littérature disponible sur le sujet jusqu'en mai De plus, nous avons assisté à 3 congrès ou conférences d'envergure internationale. 1 Décret de gouvernement du Québec N , 10 juin 1987 ii

4 REMERCIEMENTS Nous tenons à remercier les personnes suivantes qui ont bien voulu réviser une version préliminaire de différents chapitres de ce rapport et nous faire part de leurs commentaires: Chapitre 1: - Jan Erik Deadman, MSc. en sciences de la Santé au Travail, École de santé au travail, Université McGill Chapitre 2: - Paul Héroux, Ph.D., physicien, École de santé au travail, Université McGill - Andreas Zachmann, Ph.D.,biologiste, chercheur invité, Dép. de biologie, Université de Montréal. - Michel Plante, MD.,Direction de la santé et sécurité du travail, Hydro-Québec. Chapitre 3: - Gilles Thériault, MD., Dr.PH., épidémiologiste. Directeur de l'école de santé au travail, Université McGill. Chapitres 4 et 5: - Claude Cardinal, PhD., physicien. Chargé de programmes. Vice-présidence Environnement, Hydro-Québec Chapitre 6: - Éric Dewailly, MD, Ph.D., toxicologue. Coordonnateur de l'équipe santé et environnement, DSC-CHUL Nous tenons également à remercier Monsieur René Verreault, médecin et épidémiologiste, qui a révisé le rapport au complet et nous a fait part de ses commentaires. Nous désirons finalement remercier Madame Antonyne Bourassa pour son travail de traitement de texte, Mesdames Lise Côté et Christiane Brunelle pour leur travail de relecture. iv

5 TABLE DES MATIÈRES Pages AVANT-PROPOS ii REMERCIEMENTS LISTE DES ABRÉVIATIONS RÉSUMÉ INTRODUCTION 1 i v xi Xiv CHAPITRE I L'EXPOSITION HUMAINE AUX CHAMPS ÉLECTROMAGNÉTIQUES 1.0 Introduction Caractéristiques physiques des champs électromagnétiques Le courant alternatif Le champ électrique Le champ magnétique Évaluation de l'exposition Mesures directes Mesures indirectes en en milieu résidentiel Mesures indirectes en milieu de travail Sources et niveaux d'exposition En milieu résidentiel En milieu de travail Conclusion 34 Bibliographie.36 vi

6 CHAPITRE II LES EFFETS BIOLOGIQUES: CHAPITRE III LES EFFETS OBSERVÉS CHEZ L'HUMAIN: RÉSULTATS DES ÉTUDES EXPÉRIMENTALES RÉSULTATS DES ÉTUDES ÉPIDÉMIOLOGIQUES 2.0 Introduction Introduction 2.1 Interaction avec les tissus Le risque de cancer Champs et courants induits Exposition résidentielle Effets sur la cellule Exposition en milieu de travail Effets sur les systèmes biologiques Problèmes méthodologiques H Système neuroendocrinien Résumé et interprétation des études 2.2.2Système nerveux 57 portant sur le cancer Système cardiovasculaire Les troubles de la reproduction Système immunitaire Système reproducteur CEM et cancer synthèse des résultats sur les effets biologiques Cellule Système neuroendocrinien Système nerveux Système cardiovasculaire Système immunitaire Système reproducteur Exposition résidentielle Exposition en milieu de travail Résumé et interprétation des études portant sur les troubles de la reproduction Autres problèmes de santé Exposition résidentielle Exposition en milieu de travail Résumé et interprétation des études portant sur les autres problèmes de santé Conclusion ^ Cancer 70 Bibliographie Discussion et interprétation des résultats Qualité scientifique des études 71 CHAPITRE IV LA PROTECTION DE LA SANTÉ PUBLIQUE: 2.4.2Extrapolation de l'animal à l'homme 72 NORMES ET RAPPORTS D'EXPERTS Signification clinique chez l'homme Conclusion Introduction Bibliographie Normes ^ Dans le monde Au Québec et au Canada 173 vii 4.2 Point de vue des comités d'experts 174 viii

7 4.2.1 American Institute of Biological Sciences (AIBS) L'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) New York State Power Lines Projet (NYSPLP) Environmental Protection Agency (EPA) Ontario Ministry of Health Task Force Report (Rosen et al) Office of Technology Assessment Ministère Fédérale de la Santé et du Bien-Être social Conclusion 185 Bibliographie Évaluation du risque Gestion du risque Recommandations au ministère de la Santé et des Services sociaux 227 Bibliographie 231 CHAPITRE V LA SITUATION QUÉBÉCOISE: ÉVALUATION ET GESTION DU RISQUE 5.0 Introduction Évaluation de l'exposition des populations Études complétées Projets en cours Évaluation des effets sur la santé Effets des CEM sur la cellule et l'animal Effets des CEM sur l'humain Gestion du risque Mise au point de normes Information du public Conclusion 210 Bibliographie 211 CHAPITRE VI SYNTHÈSE ET RECOMMANDATIONS 6.0 Introduction Synthèse 218 xxiii x

8 A ACE ADN AIBS ALARA AMEX ARN BPA BPC CCHMT CEM CHUL CIRC DOE DSC ECG EEG EFEM EMDEX EPA EPRI G GHz HCC 5-HIAA HVA Hz ICM INIRC IREQ IRPA IRSST kv/m LAM LCC LCM LLC MA MAPAQ MENVIQ MER MF MHQ LISTE DES ABRÉVIATIONS Ampère Association Canadienne de l'électricité Acide désoxyribonucléique American Institute of Biological Sciences As Low As Reasonably Achievable Average Magnetic Field Exposure Acide ribonucléique Bonneville Power Administration Biphényles Polychlorés Comité Consultatif Fédéral et Provincial sur l'hygiène du Milieu et du Travail Champs électromagnétiques Centre Hospitalier de l'université Laval Centre International de Recherche sur le Cancer Department of Energy Département de santé communautaire Électrocardiogramme Électroencéphalogramme Electric Field Exposure Monitor Electric and Magnetic Field Digital Exposure Environmental Protection Agency Electric Power Research Institute Gauss Gigahertz (1GHz = 1 milliard de Hz) High-Current Configuration Acide 5-Hydroxyndolacétique Acide Homovanilique Hertz Indice Comparatif de Mortalité International Non-Ionizing Radiation Committee Institut de Recherche en Électricité du Québec International Radiation Protection Association Institut de Recherche en Santé et Sécurité au Travail Kilovolt par mètre Leucémie Aiguë Myéloïde Low-Current Configuration Leucémie Chronique Myéloïde Leucémie Lymphoïde Chronique Modulation d'amplitude Ministère de l'agriculture, des Pêcheries et de l'alimentation Ministère de l'environnement du Québec Ministère de l'énergie et des Ressources Modulation de fréquence Mental Health Questionnaire MHz MMPI MSSS NAT NESC NRPB NYSPLP ODC OHCC OHEA 6-OHMS 0LCC 0MS 0TA PIM PIR PMR RMS RC RR SIR SNC T V/m VHCC VLCC WHO Mégahertz (1 MHz = 1 million de Hz) Minnesota Multiphasic Personnality Inventory Ministère de la Santé et des Services sociaux N-Acétyl-Transferase National Electrical Safety Code National Radiological Protection Board New York State Power Lines Project Ornithine Décarboxylase Ordinary High Current Configuration Office of Health and Environmental Assessment 6-Hydroxy mélatonine sulfate Ordinary Low Current Configuration Organisation Mondiale de la Santé Office of Technology Assessment Protéines Intramembranaires Proportional Incidence Ratio Proportional Mortality Ratio Root Mean Square Rapport de cote, équivalent du Odds'Ratio anglais Risque relatif Standardized Incidence Ratio Système Nerveux Central Tesla Volt par mètre Very High Current Configuration Very Low Current Configuration World Health Organisation xi xxiii xi

9 RÉSUMÉ INTRODUCTION Bien que l'on utilise l'électricité depuis longtemps, ce n'est que très récemment que l'on s'est intéressé à ses effets secondaires. En effet, l'impact sur la santé de l'exposition aux champs électrique et magnétique de fréquence extrêmement basse, principalement de 50/60 hertz (Hz), a été étudié principalement depuis les années 70. L'importance pour la santé publique de certains effets potentiels a généré beaucoup de recherches et obligé de plus en plus les gouvernements à s'y intéresser. 1. L'EXPOSITION HUMAINE AUX CHAMPS ÉLECTROMAGNÉTIQUES Les réseaux de transport d'électricité au Québec sont principalement exploités en courant alternatif à une fréquence de 60 hertz, c'est-à-dire, 60 cycles par seconde. Ils sont associés à la présence de champs électrique et magnétique dans l'environnement. Toutefois, les lignes à haute tension ne constituent pas les seules sources d'exposition à ces champs. En effet, les lignes de distribution, l'utilisation d'appareils ménagers électriques, le câblage à l'intérieur de la résidence et l'utilisation d'appareils électriques en milieu de travail sont également des sources de champs électromagnétiques. En présence de ces champs, il y a induction de très faibles courants électriques à l'intérieur d'objets conducteurs, tels que le corps humain. Caractéristiques des champs Le champ électrique est dû à la présence d'une distribution inégale des charges électriques de polarités différentes. Il s'exprime en volt par mètre (V/m). Le champ magnétique apparaît lorsqu'il y a passage du courant électrique dans un conducteur. Le champ magnétique s'exprime principalement en densité de flux magnétique dont l'unité de mesure est le Tesla (T) ou le Gauss (G). Un Tesla équivaut à Gauss. Le champ électrique est perturbé par la présence d'objet conducteur tandis que le champ magnétique passe librement à travers la plupart des structures. xiv

10 Sources et niveaux d'exposition 2. LES EFFETS BIOLOGIQUES: Résultats des études expérimentales. Les niveaux d'exposition des populations aux champs magnétique et électrique sont très variables. La proximité des infrastructures électriques représente, un facteur important car les niveaux d'exposition diminuent grandement avec la distance. Au Québec, les niveaux de champs maximums sous les lignes à haute tension sont de 10 kv/m pour le champ électrique et de 600 mg pour le champ magnétique (ligne à 735 kv). En bordure d'emprise pour ce type de ligne, soit à 40 mètres, ces niveaux sont d'environ 2 kv/m et de 140 mg. En milieux urbains et ruraux près des lignes de distribution, on a observé que les niveaux de champs maximums (1 % des valeurs supérieures) sont de 248 V/m pour le champ électrique et de mg pour le champ magnétique. Les valeurs médianes sont de 31.6 V/m et de 1.64 mg respectivement. L'utilisation d'appareils électriques domestiques peut également entraîner à des niveaux importants de champs. Les niveaux et les durées d'exposition seront fonction du type d'appareil et de son utilisation. En milieu de travail, le niveau d'exposition peut être supérieur à ce qui est observé en milieu résidentiel, principalement pour les travailleurs de l'électricité. Évaluation de l'exposition La nécessité de bien connaître les diverses sources d'exposition a conduit au développement de méthodes d'évaluation de l'exposition des populations, soit par des mesures directes où à l'aide d'estimations théoriques. L'avènement des moniteurs portatifs a permis une meilleure caractérisation de l'exposition des diverses populations. Comme le mécanisme d'action des champs électrique et magnétique sur les systèmes biologiques n'est pas connu, il est nécessaire que ces appareils de mesure permettent la saisie des divers indices et paramètres d'exposition. Toutefois, le problème de l'évaluation de l'exposition antérieure demeure. Le raffinement des techniques indirectes d'évaluation, telles que la codification des câblages électriques, peut aider à mieux caractériser les niveaux de champs. Au cours des dernières années, plusieurs centaines d'études ont été réalisées en laboratoire sur la cellule, chez l'animal et chez l'homme pour évaluer si les champs électromagnétiques avaient des effets biologiques décelables. Des effets ont été observés au niveau des tissus de même qu'au niveau des différents systèmes biologiques. Interaction avec les tissus - Champs et courants induits Le corps humain est un conducteur. En présence de champs électrique et magnétique, des champs et des courants électrique et magnétique sont induits à l'intérieur de celui-ci. Ces champs et ces courants sont cependant plus faibles que ceux que l'on rencontre habituellement au niveau tissulaire. Ainsi un champ électrique externe de 1 kv/m induira un champ électrique de 0.1 à 100 mv/m et un courant de ma, ce qui est nettement inférieur aux niveaux physiologiques. Il en va de même pour les champs magnétiques. De prime abord, sur la seule base électrophysiologique, des effets biologiques apparaissent donc peu plausibles. De faibles chocs électriques sont aussi observables à des niveaux de champs extérieurs de quelques kv/m lorsqu'un individu vient en contact avec un objet métallique. Les normes d'exposition sont d'ailleurs principalement basées sur le niveau de courant induit dans de telles circonstances, lequel ne doit pas dépasser 5 ma pour permettre de "lâcher prise". - Effets sur la cellule Le courant électrique induit est confiné à l'espace extracellulaire. Cependant, des études récentes ont démontré la présence de modifications biochimiques au niveau cellulaire en présence de champs électromagnétiques. Ces modifications touchent les concentrations d'ions calcium à la surface de la membrane et d'enzymes intracellulaires comme la protéine kinase. Ces modifications surviennent à des fenêtres de fréquence et d'intensité spécifiques. vii xvi

11 De plus, d'autres travaux ont démontré que des champs électromagnétiques de basse fréquence (72 Hz) augmentaient la transcription de l'acide ribonucléique (ARN) et la biosynthèse des protéines à l'intérieur de la cellule. Effets sur les systèmes biologiques De nombreuses études ont été menées pour évaluer l'impact des CEM sur les principaux systèmes biologiques. Système neuroendocrinien Deux impacts principaux ont été identifiés, la modification du rythme circadien et l'inhibition de la sécrétion de la mélatonine. Deux études chez le rongeur ont montré que le rythme circadien était modifié lors d'une exposition à un champ de 35 kv/m. Une étude récente menée chez le singe dans le cadre du New York State Power Lines Project (NYSPLP) a confirmé la présence d'une modification à partir de 2.6 kv/m. Une étude moins récente réalisée chez l'homme par Wever avait montré une modification du cycle à des niveaux très bas. Cependant, ces premiers résultats n'ont pas été confirmés. Système nerveux Le champ électrique est perçu à partir d'un seuil se situant entre 4 et 15 kv/m chez l'animal et chez l'homme. Le champ magnétique, quant à lui, n'est pas perçu. De multiples études sur le système nerveux ont été réalisées chez l'animal mais les résultats demeurent en général difficilement interprétables. Toutefois, signalons le phénomène bien documenté des magnétophosphènes chez l'homme. Ces derniers sont des scintillements lumineux apparaissant dans le champ visuel à une fréquence de 20 Hz et à partir de 10 G. Une étude rigoureuse a été réalisée récemment chez le singe dans le cadre du New York State Power Lines Project (NYSPLP). Cette étude a mis en évidence une diminution de certains métabolites de la dopamine et de la sérotonine dans le liquide céphalorachidien de même qu'une modification des potentiels évoqués auditifs et visuels à l'électroentiphalogramme l'électroencéphalogramme (EEG). Ces effets ont été observés à des niveaux d'exposition comparables à ceux rencontrés occasionnellement chez l'homme. Dans le cadre du NYSPLP, une étude réalisée en laboratoire chez des volontaires s'est avérée négative sauf pour les potentiels évoqués mentionnés précédemment. Système cardiovasculaire Les études récentes ont aussi démontré que chez le rat, l'exposition à des champs électriques de 60 Hz, de 2 à 40 kv/m, provoquait une diminution de la sécrétion de la mélatonine par la glande pinéale. Les CEM, comme la lumière, supprime le pic nocturne de sécrétion de mélatonine. Chez l'homme, les résultats préliminaires d'une étude menée par Wilson chez des utilisateurs de couvertures chauffantes tendent à confirmer ce phénomène. Cependant, il est trop tôt pour tirer des conclusions claires de ces travaux récents. Au niveau du système cardiovasculaire, le principal effet documenté chez l'homme, par Graham et al, est un ralentissement faible du pouls lors d'une exposition à des CEM de 60 Hz, à 9 kv/m et 0.2 G. Des études ont aussi montré un risque d'interférence des CEM de plus de 5 kv/m et 1.5 G sur le fonctionnement de certains types de stimulateurs cardiaques à demande. Cependant, il s'agit là d'un phénomène rare. Système immunitaire Dans des études "invitro",des chercheurs ont mis en évidence une diminution de la cytotoxicité des lymphocytes T lors d'une exposition à des champs de 60 Hz, de 0.1 à 10 mv/cm. Chez l'animal et chez l'homme, les études sont négatives. xvii

12 Système reproducteur Plausibilité biologique Pour ce qui est du champ magnétique, suite à une première étude de Delgado, une dizaine d'autres études ont montré un excès significatif de malformations chez l'embryon de poulet ou d'oiseau. Il s'agissait cependant de champ magnétique puisé. Sept autres études se sont avérées négatives. Les études chez l'animal sont négatives. En ce qui concerne le champ électrique, les études in vitro et les premières études in vivo se sont avérées négatives. Toutefois, des études plus récentes effectuées par Rommereim chez le rat et par Sikov chez le porc, ont donné des résultats contradictoires. CEM et cancer En rapport avec le cancer, les études expérimentales réalisées jusqu'à maintenant sont principalement des études in vitro. Elles démontrent que les CEM ne sont pas initiateurs de cancer. Ils ne sont pas mutagènes, ne provoquent pas la formation d'aberrations chromosomiques ou d'échange de chromatides soeurs. Par ailleurs, une seule étude récente a mis en évidence la formation de micronoyaux cellulaires, un'indicateur indirect de mutagénicité. Cependant ces résultats n'ont pas été confirmés. Quelques études indiquent que les CEM pourraient être des promoteurs de cancer En effet, les études de Cain et al et de Byus et al ont mis en évidence une augmentation significative de l'omithine décarboxylase lors d'une exposition des cellules à des champs de 0.1 à 10 mv/cm. la concentration de cette enzyme est augmentée en présence de substances reconnues comme promoteurs de cancer. Les chercheurs ont identifié des fenêtres d'intensité se situant entre 0.1 et 10 mv/cm et à 16 Hz. Une augmentation significative de la synthèse de l'aide désoxynbonucléique (ADN) a aussi été démontrée au niveau de la ce,iule exposée à des CEM. Pour ce qui est des CEM de basse fréquence aucune étude de cancérogénicité n'a été réalisée chez l'animal jusqu'à maintenant Les effets biologiques démontrés au niveau cellulaire, par exemple, sur le calcium, l'omithine décarboxylase, la synthèse de l'adn la synthèse des protéines, donnent une certaine plausibilité biologique à des effets cliniques, tels que le cancer, en dépit du faible niveau des courants induits dans les tissus. Les CEM d'extrême basse fréquence, s'ils étaient cancérigènes, agiraient plutôt comme promoteurs. Cette plausibilité est renforcée par les découvertes récentes de l'action sur la sécrétion de la mélatonine. De plus, des théories fondamentales crédibles ont été avancées par des chercheurs pour expliquer de tels effets que ce soit celle du " cyclotron résonance" ou celle de la coopération biologique. L'ensemble des résultats des études expérimentales présente une cohérence certaine. Toutefois, l'interprétation de ces résultats à la lumière des théories nouvelles soulève certaines questions importantes. Soulignons l'existence de "fenêtres" d'action au niveau de la cellule. Si de telles fenêtres existent au niveau des fréquences et des intensités et si les champs électromagnétiques sont réellement cancérigènes, cela peut vouloir dire que le risque n'augmente pas nécessairement avec la dose d'exposition. D'autres recherches sont nécessaires pour approfondir nos connaissances. 3. LES EFFETS OBSERVÉS CHEZ L'HUMAIN: Résultats des études épidémiologiques. Les études épidémiologiques ont investigué d'une part, l'effet de l'exposition dans les résidences, d'autres part, l'effet de l'exposition en milieu de travail. Trois grands groupes de problèmes de santé ont été étudiés: le cancer, les troubles de la reproduction et les problèmes généraux. vii xx

13 Le risque de cancer: Le risque de cancer chez l'enfant. Trois études ont évalué le risque global de cancer chez les enfants selon les niveaux de champs électrique et magnétique observés ou estimés dans les résidences. Une étude s'est concentrée sur le risque de leucémie. Le risque global de cancer est augmenté dans les trois études (RC* « ). Les cancers les plus souvent en cause sont: les tumeurs du système nerveux, les lymphomes et les leucémies. L'excès de cas de leucémie n'est observé que dans 2 études sur 4, cependant il est observé dans les études les plus solides (RC «2). Ce risque est associé à l'intensité du champ magnétique et non du champ électrique (risque augmenté lorsque le champ magnétique > 2 mg). a) leucémie. Huit études ont étudié de façon spécifique le risque d'excès de cas de leucémie chez les travailleurs exposés aux champs électromagnétiques. Cinq études ont observé une augmentation significative du risque mais les professions incriminées varient (mineurs, électriciens, soudeurs, monteurs de ligne) et le type de leucémie concernée n'est pas toujours le même (leucémie myéloïde aiguë ou chronique, leucémie lymphoïde). Le risque relatif varie généralement de 2 à 4. Dans six études sur sept évaluant le risque de tout type de cancer, on a aussi observé un excès de cas de leucémie chez les travailleurs exposés aux champs électromagnétiques; il s'agit principalement des travailleurs de l'électricité, de l'électronique et des télécommunications, mais les risques relatifs sont plus faibles (RR «1-2). Une autre étude a aussi observé un excès non significatif de cas de leucémie chez les enfants ayant utilisé une couverture chauffante quelques années avant le diagnostic. Bien qu'il existe des contradictions et des insuffisances dans toutes ces études, elles suggèrent globalement qu'un excès de certains cancers chez l'enfant pourrait être attribuable à l'exposition aux champs magnétiques de fréquence extrêmement basse (50/60 Hz principalement). Le risque de cancer chez l'adulte. De nombreuses études ont investigué le risque de cancer chez les adultes exposés aux champs électrique et magnétique pendant leur travail. Deux types de cancer ont particulièrement été étudiés: les leucémies et les cancers du cerveau. Toutes ces études souffrent de lacunes importantes. Les expositions en milieu de travail sont mal caractérisées et il est possible que les excès observés soient dûs à des expositions à des produits chimiques ou d'autres agresseurs présents dans le milieu de travail. b) Cancer du cerveau. Quatre études ont investigué spécifiquement le risque de cancer du cerveau chez les travailleurs exposés aux champs électromagnétiques de basse fréquence. Trois études observent des excès importants (RC «2-4) de tumeurs du cerveau chez les travailleurs de l'électricité. Le type de tumeurs étudié n'est cependant pas toujours le même: gliomes seuls, gliomes plus astrocytomes, toutes les tumeurs du cerveau. Plusieurs études investigant tous les cancers ont aussi observé de tels excès mais avec des risques relatifs plus faibles. Ces études sont très inégales. Le premier groupe est constitué d'études solides, cependant il existe toujours un manque d'évaluation précise des expositions des différents milieux de travail. * Rc = Rapport de cote, équivalent du Odds' Ratio anglais. xxi

14 c) Autres cancers. Le risque d'excès de mélanomes a été observé dans une étude investigant un "cluster" chez des travailleurs des télécommunications (RR» 3) et aussi dans 4 études sur 6 ayant investigué les risques de différents cancers chez les travailleurs.exposés aux champs électromagnétiques de basse fréquence (RR «1.4-3). D'autres cancers ont aussi été associés à une exposition professionnelle mais de façon beaucoup moins constante. Les risques de cancer chez les adultes exposés dans leur résidence ont été moins fréquemment investigués. Sur les 4 études répertoriées, rien de clair ne se dégage. Deux études observent un excès non significatif de leucémie mais l'étude la plus solide n'observe aucun excès de leucémie. Trois études ont aussi investigué les risques de cancer associés à l'utilisation de couvertures chauffantes ou lits chauffants. Deux études investiguent les excès de cas de leucémie non lymphoïde, une observe un excès chez les personnes de bas niveau socioéconomique. Une étude a aussi observé un excès de cas de cancer du testicule (de type non séminal) chez ces utilisateurs. Plusieurs critères ont été appliqués pour juger de la nature causale des associations observées. Il est difficile d'expliquer la majorité des résultats observés par des problèmes reliés à la méthodologie des études. Le manque d'évaluations précises des expositions aux champs électromagnétiques a tendance à réduire les risques relatifs observés mais non à les augmenter. Aucun facteur de risque de cancer connu ne peut expliquer non plus les résultats observés chez l'enfant. Pour ce qui est des adultes, il est certain que plusieurs cancérigènes présents en milieu de travail pourraient être responsables au moins en partie des résultats observés. Globalement, la nature causale des associations observées est très possible mais non prouvée. Les éléments s'étant consolidés ces dernières années sont: 1- la constance de l'association: les dernières études, les plus sophistiquées vont dans le sens des premières études; 2- la plausibilité biologique: les résultats d'études effectuées en laboratoire rendent de plus en plus plausible l'origine causale de ces associations. Les troubles de la reproduction Peu d'études ont évalué l'effet de l'exposition résidentielle aux champs électromagnétiques de 50/60 Hz. Une étude a observé que les mères exposées au moment de la conception à une couverture chauffante ou à un plafond radiant avaient légèrement plus d'avortements spontanés que les mères non exposées. Une étude a trouvé que l'utilisation de couvertures chauffantes chez les femmes enceintes était associée à une augmentation des leucémies et des cancers du cerveau chez leurs enfants. Il est cependant trop tôt pour tirer des conclusions de ces études. Les études réalisées en milieu de travail sont plus nombreuses. Quelques études ont investigué le risque d'infertilité chez les travailleurs exposés aux champs électromagnétiques. Les résultats sont contradictoires. Les autres études ont évalué les troubles de la reproduction (malformations, cancers) pouvant être attribuables à l'exposition paternelle. Une étude observe un excès de malformations congénitales chez les travailleurs de poste. Deux études ont observé un excès global de tumeurs du système nerveux et un excès de neuroblastomes chez les enfants dont les pères travaillaient dans l'électricité ou l'électronique. Toutes ces études sont exploratoires et ne permettent pas de conclure. Cependant les études réalisées en laboratoire ne peuvent écarter de tels effets. xxiii xxiv

15 Autres problèmes de sauté Parmi les autres problèmes de santé, les recherches se sont surtout attardées aux effets des champs électromagnétiques d'extrême basse fréquence sur le système nerveux central. Une équipe a observé des excès de suicide et de dépression chez les personnes occupant des résidences ayant des niveaux de champ magnétique plus élevés. Ces effets n'ont pas été observés chez les travailleurs dans des études transversales. Globalement, la faible qualité de toutes ces études empêche de porter tout jugement sur ce risque. Cependant les résultats des études réalisées en laboratoire ne sont pas incompatibles avec de tels effets. Très peu d'études ont investigué d'autres causes de décès que le cancer chez les travailleurs exposés aux champs électromagnétiques. Pas d'autres excès n'ont été observés. 4. LA PROTECTION DE LA SANTÉ PUBLIQUE: normes et rapport d'experts. Au Canada et aux États-Unis il n'existe aucune norme fédérale limitant l'exposition aux champs électrique et magnétique de fréquence extrêmement basse provenant des lignes de transport d'électricité. Au Québec, Hydro-Québec applique comme critères de conception et d'exploitation les recommandations préconisées par le "National Electrical Safety Code". Certains États américains ont toutefois établi des normes limitant les niveaux des champs électrique et magnétique. Le fondement des normes limitant le champ électrique près d'une ligne de transport est généralement basé sur des considérations sécuritaires afin d'éviter toute sensation de choc pour une personne touchant un objet métallique relié à la terre. Les normes proposées ou adaptées limitant le champ magnétique en bordure d'emprise des nouvelles lignes à haute tension ne sont toutefois pas fondées sur des évidences de risque pour la santé mais se veulent plutôt une approche prudente visant à limiter l'exposition des populations. Plusieurs comités d'experts se sont prononcés quant aux risques pour la santé des populations exposées aux champs électrique et magnétique. Il y a consensus à l'effet que les champs électrique et magnétique peuvent causer divers effets biologiques. Toutefois, l'interprétation de ces études étant difficile, il est actuellement impossible de tirer des conclusions définitives sur les risques possibles pour la santé. Quelques propositions de recherche sont suggérées par ces groupes d'experts, notamment sur le mécanisme d'interaction de ces champs, les études sur la cellule et l'animal visant à clarifier les mécanismes de cancérogénèse, le développement embryonnaire et foetal et les effets sur le comportement et le système nerveux. Quelques options de gestion du risque associé à l'exposition aux CEM sont proposées par ces divers groupes d'experts. Certains groupes préconisent par mesure de prudence, même en absence d'évidence scientifique, de limiter l'exposition des populations aux CEM. D'autres soutiennent que la prise de mesure de mitigation sans base scientifique pourraient n'avoir aucun effet et qu'il n'y a aucune évidence qu'il soit nécessaire de réduire les niveaux de champs. 5. LA SITUATION QUÉBÉCOISE Pour pallier aux incertitudes qui existent quant aux effets sur la santé des CEM, de nombreuses recherches, tant épidémiologiques qu'expérimentales, sont en cours présentement à travers le monde. La prise en compte de la participation québécoise dans ce dossier nous permet de cerner des priorités d'action et nous aidera à formuler des recommandations spécifiques pour le Québec afin d'accroître les connaissances et de gérer ce risque. La participation d'hydro-québec dans ce domaine de recherche, en association avec d'autres partenaires, est importante. Hydro-Québec a déjà réalisé des études concernant l'évaluation des niveaux de champs près des lignes à haute tension et des lignes de distribution. Une évaluation des niveaux d'exposition des travailleurs de l'électricité dans leur milieu de travail ainsi qu'à l'extérieur de leur milieu de travail a également été amorcée. L'évaluation de l'exposition résidentielle au Québec demeure toutefois encore limitée, principalement l'évaluation de l'exposition aux CEM chez les enfants. xxv xxiii xxv

16 La recherche expérimentale sur la cellule et l'animal concernent principalement les études de cancérogénicité. Deux autres sujets d'études, en cours présentement, toucheront particulièrement la santé des bovins et plus spécifiquement la reproduction, le cycle hormonal et la production laitière. Enfin, l'étude des effets des champs électromagnétiques alternatifs sur l'humain a fait l'objet d'une étude de l'état de santé de certains électriciens à Hydro-Québec en Bien que l'étude souffrait de faiblesses méthodologiques, aucun problème de santé majeur n'a été révélé. Devant l'anxiété de la population, le gouvernement du Québec a exigé en 1984 qu'hydro-québec réalise une étude épidémiologique pour investiguer les effets des lignes à haute tension sur l'humain. Cette étude est conjointement réalisée par Électricité de France, Hydro-Québec et Ontario Hydro. Elle permettra d'évaluer les risques de cancer chez les travailleurs de l'électricité. En terme d'information de la population, Hydro-Québec demeure le principal intervenant au Québec par la publication de rapports, de brochures d'information et par la réalisation d'un centre d'interprétation sur le sujet. 6. SYNTHÈSE ET RECOMMANDATIONS Après une synthèse de l'évaluation de risque, des recommandations sont proposées. Évaluation du risque Cinq étapes doivent être distinguées: 1) Identification du risque D'après les connaissances disponibles, on doit considérer qu'il est possible que l'exposition aux champs électromagnétiques de fréquence extrêmement basse, particulièrement de 50/60 Hz, puissent favoriser l'émergence de certains problèmes de santé. C'est l'hypothèse concernant le risque de cancer qui est la plus solide. En effet, il s'agit du risque le mieux étudié et le plus clairement identifié par les études épidémiologiques. Chez l'enfant, une augmentation de la fréquence des leucémies, tumeurs du système nerveux et lymphomes a été associée à l'exposition résidentielle aux- champs magnétiques de 50/60 Hz. Chez l'adulte des excès de cas de leucémie, cancer du cerveau et mélanome ont aussi été observés. Même si on ne peut éliminer totalement d'autres causes pour ces excès, le fait que les études les plus solides confirment ces associations et que certains mécanismes biologiques pourraient expliquer de tels effets, nous obligent à considérer le risque de cancer comme possible. Cependant les études en cours seront déterminantes pour confirmer un tel effet et expliquer les mécanismes en cause. Les autres effets des champs électromagnétiques ont été peu étudiés. Les études investigant les troubles de la reproduction et les effets sur le système nerveux central sont de type exploratoire. La plausibilité biologique de tels effets veut que l'on s'y attarde. 2) Relation dose-effet Cette relation n'est pas actuellement connue. Le manque de connaissance des mécanismes d'action des champs électromagnétiques de fréquence extrêmement basse empêche de définir ce que pourrait être une dose. Plusieurs paramètres caractérisant les champs peuvent être en cause: intensité, courant induit, relation avec le champ terrestre, caractère puisé... Peu d'études ont essayé de caractériser de façon précise l'exposition des populations étudiées et donc de définir différents niveaux d'exposition. Il est possible que les effets n'apparaissent qu'à certaines fréquences et à certaines intensités de champs. Les lacunes dans nos connaissances devraient être comblées par les études en cours. xxvii

17 3) Évaluation rie l'exposition L'exposition des populations québécoises aux champs électromagnétiques de fréquence extrêmement basse est encore très peu connue. Plusieurs appareils électriques nous exposent de façon intermittente mais certaines sources peuvent nous exposer de façon chronique à l'intérieur des résidences (couvertures chauffantes, lits d'eau, réveils électriques, chauffage électrique, mise à terre à la plomberie, câblage électrique...). Aucune étude n'a évalué ces sources au Québec. L'exposition générée par les lignes de transport d'électricité a été investiguée par Hydro-Québec mais de façon préliminaire. Recommandations au ministère de la Santé et des Services sociaux: les recommandations qui s'adressent au ministère de la Santé sont les suivantes: 1. Mieux connaître l'exposition des populations québécoises aux champs électromagnétiques. 2. Développer un programme d'information et d'éducation sur les champs électromagnétiques. L'exposition dans les milieux de travail a été étudiée chez les travailleurs d'hydro- Québec. Cependant l'exposition dans d'autres milieux de travail est en général mal connue. 3. Être présent sur les comités responsables de proposer une réglementation des champs électromagnétiques. 4) Quantification des risques. À cause des limites des connaissances actuelles, il est impossible de réaliser une véritable quantification du risque. Toutefois, un excès de risques faibles en terme de risque individuel peut avoir un impact important pour une population quand beaucoup de personnes sont exposées. 4. Développer une expertise indépendante sur les effets des champs électromagnétiques sur la santé humaine. 5. Favoriser la recherche et le développement visant à réduire l'exposition des populations aux champs électromagnétiques. 5) Gestion du risque Même si le risque pour la santé n'est pas certain, il est possible. Plusieurs options sont discutées pour faire face à ce risque: ne rien faire, faire de l'information au public, réglementer, ou encore adopter une stratégie prudente pour éviter les expositions inutiles. 6. Favoriser le développement de recherches visant à mieux connaître les effets des champs électromagnétiques sur la santé humaine. xxiii xxx

18 INTRODUCTION L'industrialisation de nos sociétés a été en partie possible grâce à l'utilisation de l'électricité. Dans notre vie de tous les jours, l'électricité nous accompagne tout au long de nos activités sans que nous nous en rendions compte. Cette forme d'énergie facilement accessible est devenue indispensable et pourtant son innocuité n'est nullement établie. Certes, le risque delectrocution relié au contact direct avec une ligne électrique est connu depuis longtemps. Par contre, ce n'est que récemment que l'on s'est préoccupé des effets potentiels de l'exposition chronique aux champs électromagnétiques (CEM) de fréquence extrêmement basse. En 1966, deux scientifiques russes rapportèrent que des travailleurs exposés aux CEM de haut voltage manifestaient différents symptômes neurologiques tels que des maux de tête, de l'excitabilité, de la fatigue et une diminution de la libido 1. Cette étude fut critiquée par la suite à cause de faiblesses méthodologiques importantes. Cependant, elle devait être suivie par une multitude d'études visant à mieux connaître les effets des champs électromagnétiques de basse fréquence en milieu de travail. En 1979, Wertheimer et Leeper 2 publièrent les résultats d'une étude épidémiologique sur les risques de cancer chez l'enfant associés à l'exposition résidentielle aux champs électromagnétiques. Sans apporter de réponse définitive, cette étude soulevait l'hypothèse que les CEM générés par les lignes de distribution pouvaient favoriser la survenue de cancers chez l'enfant. Par la suite, plusieurs études visant à évaluer l'effet de l'exposition chronique aux CEM en milieu résidentiel ont été réalisées. De 1980 à 1990 nous avons assisté à une intensification des recherches visant à approfondir les effets potentiels chez l'humain associés au transport et à l'utilisation de l'électricité. L'enjeu est important. Vu l'omniprésence des CEM dans notre vie quotidienne, un effet même minime de ces champs pourrait avoir un impact important en terme de santé publique. Cette prise de conscience incite les gouvernements et les organismes internationaux à s'intéresser à ce dossier afin de répondre aux inquiétudes des populations. Le présent rapport sans être exhaustif, vise à faire le point sur le sujet afin de dégager les enjeux qui en découlent pour la santé publique au Québec. Dans un premier

19 temps nous présenterons ce que sont les CEM de fréquence extrêmement basse, leurs caractéristiques, les sources d'exposition ainsi que les moyens de les mesurer (ch 1). Par la suite, nous présenterons une synthèse des principales conclusions des recherches de type expérimental visant à évaluer les effets biologiques de ces champs (ch 2). Puis, nous réviserons les principales études évaluant les effets observés chez l'humain suite à une exposition chronique au CEM de fréquence extrêmement basse (ch 3). Ensuite nous présenterons la position des différents comités d'experts ayant examiné cette question et nous résumerons les démarches actuelles visant à limiter l'exposition humaine à ces champs (ch 4). Finalement, nous ferons le point sur la situation au Québec. Que connaissons-nous du problème? Que faisons-nous? (ch 5). Notre analyse nous amènera naturellement à faire un certain nombre de recommandations afin d'améliorer la situation actuelle (ch 6). CHAPITRE I 1. World Health Organisation (WHO). Environmental Health Criteria 35. Extremely Low Frequency flelf) Fields. 131 p., Geneva, L'EXPOSITION HUMAINE AUX CHAMPS ÉLECTROMAGNÉTIQUES 2. Wertheimer, N and Leeper, E. Electrical Wiring Configurations and Childhood Cancer. Am. J. of Epidemiol.. Vol. 109(3), p ,

20 r! TABLE DES MATIÈRES Pages 1.0 INTRODUCTION CARACTÉRISTIQUES PHYSIQUES DES CHAMPS ÉLECTROMAGNÉTIQUES Le courant alternatif Le champ électrique Le champ magnétique ÉVALUATION DE L'EXPOSITION Mesures directes Mesures indirectes en milieu résidentiel La codification Wertheimer-Leeper Autres méthodes d'évaluation de l'exposition Mesures indirectes en milieu de travail SOURCES ET NIVEAUX D'EXPOSITION Exposition en milieu résidentiel Les champs d'origine naturelle Les appareils électriques domestiques Les lignes à haute tension et de distribution Exposition en milieu de travail CONCLUSION BIBLIOGRAPHIE 34 36

21 1.0 INTRODUCTION Les champs électrique et magnétique sont présents partout dans l'environnement. Ils peuvent être de source naturelle tels que les CEM produits par le soleil ou la terre ou encore d'origine humaine tels que les télécommunications, les appareils électriques commerciaux et médicaux, les lignes de transport d'électricité et autres appareils électriques dont l'humain fait usage. Il en résulte que toutes les populations sont exposées à des degrés divers à des champs électrique et magnétique. Afin d'évaluer les risques à la santé reliés à la présence des champs électrique et magnétique, il est nécessaire de bien connaître les diverses composantes de ces champs. Dans ce chapitre, nous allons donc dans un premier temps, faire un bref résumé des caractéristiques physiques et des éléments de base des champs électrique et magnétique provenant des lignes à haute tension, mais également de certains équipements et appareils électriques. Notre évaluation portera uniquement sur le courant alternatif à fréquence extrêmement basse, c'est-à-dire le courant se situant dans la bande de fréquence de 1 à 300 hertz (Hz) et plus particulièrement sur la bande des 50/60 Hz. Par la suite, nous présenterons les diverses méthodes d'évaluation utilisées pour mesurer l'exposition des populations aux champs électrique et magnétique en milieu résidentiel et en milieu de travail, les principales sources et les niveaux d'exposition de ces champs. Nous identifierons les difficultés relatives à la mesure de l'exposition telles que, par exemple, le choix du ou des paramètres à mesurer. Nous ferons en conclusion, un bref rappel de la problématique relativement à l'exposition aux champs électrique et magnétique et nous identifierons certains domaines de recherche quant à l'évaluation de l'exposition des populations. 14 7

22 1.1 CARACTÉRISTIQUES PHYSIQUES DES CHAMPS ÉLECTROMAGNÉTIQUES FIGURE 1: Le spectre de fréquence électromagnétique Le courant alternatif Le réseau électrique servant à transporter l'énergie de la centrale électrique jusqu'à notre résidence se compose principalement d'une centrale de production, de postes de transformation servant à abaisser ou à augmenter la tension, et de réseaux de transport et de distribution servant à conduire l'électricité au point de consommation. Les niveaux de tension des lignes du réseau de transport se situent approximativement entre 115 et 765 kilovolt (kv) tandis que la tension des réseaux de distribution est généralement comprise entre 120 V et 69 kv (1). En Amérique du Nord, l'électricité en courant alternatif est distribuée et transportée à une fréquence de 60 hertz (Hz), c'est-à-dire 60 cycles par seconde. Le courant alterne donc du positif au négatif, c'est-à-dire qu'il change de polarité, à toutes les demi-cycles. En Europe, et certains autres pays, la fréquence utilisée est de 50 cycles par seconde (50 Hz). Ces fréquences de 50 à 60 Hz ont de grandes longueurs d'ondes. Beaucoup d'appareils libèrent des CEM de différentes fréquences. À titre de comparaison, un téléviseur fonctionne à des fréquences variant entre 55 et 890 MHz (un MHz équivaut à un million de cycles par seconde) et les micro-ondes ont des fréquences supérieures à 1000 MHz (1)(2). La figure 1 présente le spectre de fréquence électromagnétique selon diverses sources. Les champs de fréquence extrêmement basse se situent dans la bande des Hz, comparativement aux radiofréquences qui sont généralement représentées sur la bande des Hz gigahertz (GHz)(l GHz = 1 milliard de Hz). Les rayonnements ionisants se situent environ entre et Hz. SPECTRE DE FRÉQUENCE ÉLECTROMAGNÉTIQUE Lignât haut* tenalon 10Hz 10 m Radio AM TV Radar l Infrarouge Lumière vltlble Ultraviolet Rayon» Gamma Rayons X rr~n '8 10 ' 12 1* 16 * 18 ' Hz I l tit t Fréquence Fréquence Fréquence Mlcro-ondea Rayonnemente Ionisant» extrêmement très trée balte batte haute Les rayonnements ionisants, principalement les rayons X et rayons gamma, ont des effets sur le système biologique très différents des rayonnements non ionisants. En effet, les rayonnements ionisants peuvent former des radicaux libres à l'intérieur des cellules en brisant les liens moléculaires, pouvant ainsi causer des dommages irréversibles aux cellules. Les rayonnements non ionisants ne produisent pas de tels effets (3). Source: Adapté de Lee et al., 1989 (2) 8

23 Par contre, lors d'exposition à des rayonnements de haute fréquence, tels les microondes, l'énergie émise des champs électromagnétiques est absorbée rapidement par le tissu biologique et peut ainsi produire de la chaleur. L'échauffement excessif des tissus peut entraîner des effets néfastes sur la santé. Les champs de 60 Hz, tels que ceux retrouvés près des lignes de transport d'électricité, ne permettent qu'un transfert minime d'énergie aux objets conducteurs, comme le corps humain. Par exemple, à intensité équivalente, l'énergie absorbée par une personne sera de plusieurs millions de fois inférieure lors d'une exposition aux champs émis par une ligne à haute tension de 60 Hz comparativement à ceux émis par un téléviseur^ (voir tableau 1). Lors de l'évaluation du risque, il faut donc distinguer entre une exposition aux champs électromagnétiques à haute fréquence et ceux à basse fréquence. FIGURE 2: Formes d'ondes électromagnétiques (a) Tableau 1 Le spectre électromagnétique de diverses sources de radiation: énergie, fréquence et longueur d'onde (b) Source de radiation Énergie Fréquence Longueur d'onde (ev) (Hz) Rayons X 10 3 X " 5 cm Micro-ondes, téléviseur îo- 4 3 X cm Lignes haute tension io X 10 3 Km adapté de Coleman' 45 (c) On peut retrouver dans différents circuits électroniques d'autres types d'ondes que sinusoïdale. Par exemple, les terminaux écrans de visualisation, c'est-à-dire, les ordinateurs, peuvent créer une vaste gamme de champs électrique et magnétique, tels que des champs continus et des champs alternatifs de formes sinusoïdales et puisées répartis sur une large plage de fréquences (5)(6). D'autres types d'appareils peuvent produire des ondulations d'apparence pointue en dents de scie. Il existe également des ondes à modulation de fréquence (MF) ou encore à modulation d'amplitude (MA). La figure 2 présente certaines de ces formes d'ondulation. La caractérisation de ces différents types d'ondes est Légende: (a) modulation d'amplitude (MA); (b) modulation de fréquence (MF); (c) modulation puisée Source: Yost, 1988 (3) 10 11