Exposition environnementale aux champs 50Hz

L’énergie électrique doit faire face à un problème contraignant : elle n’est pas stockable (sauf dans les batteries). Pour pallier cette difficulté, la seule solution est de relier directement les consommateurs aux lieux de production d’électricité et de produire l’électricité à la demande.

Les réseaux de transport et de distribution acheminent l’électricité depuis les centrales de production (nucléaires, hydrauliques, thermiques, éoliennes…) jusqu’aux zones de consommation. Pour pouvoir notamment minimiser les pertes d’énergie, le transport d’électricité sur de longues distances nécessite des lignes à haute tension. Par contre, la distribution aux consommateurs s’effectue à basse tension. Des transformateurs permettent de modifier les niveaux de tension.

En résumé, le réseau d’énergie (lignes, câbles, postes de transformation) transporte, répartit et distribue l’énergie fournie par les centrales à tous les utilisateurs. Le réseau est conçu pour un courant alternatif 50 Hz exploité en triphasé (voir de plus amples information à la page Notions d’électricité).

Le champ électrique et le champ magnétique générés par une ligne aérienne diminuent dès qu’on s’écarte de la ligne.

Source: Rapport de la Commission Deworme (1990)

Il est intéressant de noter que l’exposition varie avec la charge de la ligne. Voir ci-dessous le graphique reprenant l’intensité du champ magnétique sous une ligne à haute tension de 380 kV powerline sur une durée de 5 semaines.

Source: Verschaeve L, Decat G &  Maes A (2004)

Le câble souterrain apparaît souvent comme un recours pour protéger les paysages. L’installation de ces câbles comporte cependant divers inconvénients :

• Comparé aux lignes aériennes, le coût par kilomètre de câble est sensiblement plus élevé (1 km de câble peut coûter jusqu’à 10 fois plus que 1 km de ligne selon le niveau de tension, le profil du terrain, etc.) (Bastard P., 2000).
• Les câbles sont principalement installés en voirie et risque d’être endommagés lors de travaux effectués sur le réseau routier.
• Les câbles sont également moins accessibles pour les réparations et la technologie n’a pas encore résolu tous les problèmes posés par le transport à très haute tension.

À l’extérieur d’un câble souterrain, il n’y a pas de champ électrique. Par contre, pour la même intensité de courant, le câble génère un champ magnétique supérieur à la ligne. Il décroît plus rapidement avec la profondeur d’enfouissement (généralement entre 70 cm et 1,5 m) et l’éloignement latéral.

Les transformateurs permettent d’élever ou de diminuer la tension.

• A la sortie de la centrale, la tension est comprise entre 10 kV et 30 kV. Un transformateur va élever la tension à des valeurs de 380 kV, 220 kV ou 150 kV.
• Pour permettre la distribution, d’autres transformateurs vont progressivement diminuer la tension au niveau requis pour le consommateur (400 V entre phases – voir le module Notions de base).

Les valeurs mesurées aux alentours d’un transformateur moyenne tension vers basse tension sont les suivantes:

• Pour un poste de transformation 22 kV – 220 V/400 V et une puissance du transformateur de 400 kVA : la valeur du champ, contre la cabine est la plus élevée du côté basse tension (valeur maximale mesurée = 10 µT), le champ étant lié à l’intensité du courant et non à la valeur de la tension.
• Au delà de 5 m de la cabine, les champs ambiants à 1,5 m du sol redescendent en dessous de 0,4 µT, sauf au-dessus du câble souterrain qui distribue la puissance.

Les CE statiques qui peuvent être mesurés sous des lignes de transport de l’électricité ou des lignes de train sont respectivement de l’ordre de 20 à 30 kV/m et de 600 V/m. Il faut savoir que ce sont des valeurs maximales, mesurées en l’absence de tout obstacle car le CE est facilement atténué.

A proximité des installations électriques en courant continu, on peut mesurer des CM statiques de l’ordre de quelques dizaines de µT sous les lignes de transport d’électricité et de l’ordre de 200 µT sous une ligne de train. Quand on s’éloigne de 5 m, on obtient des valeurs inférieures à 10 µT pour les lignes de transport de l’électricité et de l’ordre de 100 µT pour les lignes de train (voir aussi FAQ sur les champs statiques).

• Hydroquébec : Champs électriques et magnétiques, Sources et intensité
• ICNIRP – Static fields

• Législation belge pour les travailleurs – Valeurs limites qui permettent d’éviter les effets connus sur la santé (exposition aiguë)
• FAQ: Mesures
• FAQ: Transformateurs
• FAQ: Champs statiques
• Champs statiques et santé
• Notions d’électricité – Notions d’électricité à avoir en tête afin d’aborder sereinement le domaine de l’électromagnétisme et ses champs électriques et magnétiques.
• Trajet de l’électricité – Comment fonctionne le réseau électrique? Les caractéristiques des réseaux de transport et de distribution et les principaux éléments d’un circuit électrique domestique, dont le câblage monophasé et les méthodes de protection.