définition d’indicateurs pour la caractérisation de l ... · en fonction des bandes de...
TRANSCRIPT
Définition d’indicateurs pour la caractérisation de l’exposition radioélectrique
Projet 11-159
Julien Caudeville, Ineris François Gaudaire, CSTB
Projet DICER
APR EST 2011 Durée de 3 ans, entre 2012 et 2014
5 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
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 oWifi, o Objets communicants, réseaux sans fils , etc. oMachines industrielles spécifiques
Fréquences : entre 100 kHz et 6 GHz
Des sources multiples et diverses
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
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.
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 – 2009-2013) :
Modélisations numériques de l’exposition dans 17 communes
Campagnes de mesures multiples
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
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
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
Configurations spécifiques en milieu industriel
Méthode
une réglementation dédiée (directive travailleurs) Spécifique 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
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
Configurations spécifiques en milieu industriel
Résultats
Segmentation et familles et sous familles
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
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
Matrice d’exposition multicritères
Identification des variables d’entrée de l’analyse multicritères de l'exposition radiofréquences
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
Segmentation en profils d’exposition
Définition des profils d’exposition
Distributions de référence de l’exposition associée à l’utilisation a) du téléphone mobile et b) du téléphone fixe.
0 15 30 45 0 15 30 45 0 15 30 45 0 15 30 45 0 15 30 45 0 15 30 45 0 15 30 45 0 15 30 45 0 15 30 45
15
int. 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 # 15 15 15 # 15 15 15ext.int. 15 15 15 15 15 15ext.int.ext.
portable 5 5fixe sans fil 15 15 15 15
415 15
8
6 h 7 h
MarcheMoto ou vélo
Voiture ou taxi
18 h 19 h 20 h 21 h 22 h
Domicile
Travail
Autre
Hors
dép
lacem
ent
Dépl
acem
ent
24 h - 6 h23 h
Comportement
Date :
Scenario
Bus ou tramwayMétro ou train
Ordinateur avec réseau WIFIAutres sources
Activ
ités
Type d'urbanisation Age
Remarques et précisions localisation ou activités
Conversation avec téléphone
Four à micro-ondes
Loca
lisat
ions
Couplage des résultats des exposimètres aux descriptions des budget espace-temps (activités/localisation )
Segmentation en profils d’exposition
Couplage avec la dimension spatiale
Couches géographiques des données
populationnelles et topographiques
Estimation du modèle de prédiction des
expositions fonction des variables géographiques
Extraction et géoréférencement des expositions ambiantes aux
localisations Analyse des relations des expositions ambiantes
et des variables géographiques
Indicateur socio-économique FDep08
Indicateur Bâtiment Indicateur Topographique
Scénarisation des temps de localisation par groupe
populationnel/zone
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).
Simulation probabiliste pour permettre l’intégration de l’exposition de différents types et de la dimension
temporelle
Segmentation en profils d’exposition
Mise en place de la modélisation et analyse des déterminants
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
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
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
Variabilité et configurations d’exposition
Résultats
Définition de « zones de visibilité » autour d’un émetteur en milieu urbain
Zone 1
Zone 2 Zone 3
Application sur un exemple (Saint Mandé, 94) à partir de la position des antennes de téléphonie mobile
Variabilité et configurations d’exposition
Résultats
Caractérisation de la dépendance spatiale
Pour chaque zone de visibilité
En fonction des bandes de fréquences
(FM, TV, GSM, UMTS,…)
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
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
Lien entre DAS et champ électrique – champ proche / champ lointain
Résultats
DAS moyen sur 10g – mobile > 4 000 pour un usage “voix” DAS induit par la station de base
Volumes moyens en Ko de données échangées Par utilisateur et par jour Pour différentes zones géographiques Pour un réseau 3G
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 T11 : temps de communication sur une période T T12 : temps d’exposition pour une utilisation du mobile en mode « data » sur la période T
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)
Merci de votre attention