Ondes & Santé

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Nous allons, au cours des 3 prochains numéros de nIEWs développer la problématique des ondes électromagnétiques. Après une présentation de ce qu’elles sont, nous passerons en revue leurs effets réels et potentiels sur la santé des humains et des autres vivants. Nous investiguerons sur leur régulation via différentes normes et sur l’efficacité de cet outil classique pour, enfin, aborder la question très actuelle et sensible de la 5 G dans ses aspects sanitaires, énergétiques mais aussi démocratiques.
Dans ce premier opus : présentation des ondes dans lesquelles le monde baigne et de leurs effets.

Ondes et rayonnement électromagnétique, Quésaco ?

Plusieurs types de rayonnements existent dans la nature : d’une part, les rayonnements de type matière comme les ions, électrons, positrons, neutrinos… ; et d’autre part, les rayonnements de type énergie, comme le rayonnement électromagnétique. Lors de son interaction avec la matière (absorption/émission), il se comporte comme un flux de petites particules sans masse appelées photons (approche corpusculaire), mais en se propageant il se comporte comme une onde (approche ondulatoire). Physiquement, il se manifeste sous la forme d’un champ électrique variable (mesuré en Volt/mètre (V/m)) couplé à un champ magnétique variable lui aussi (mesuré en Ampère par mètre (A/m) ou Tesla (T)).

On peut décrire le rayonnement électromagnétique en le présentant comme une onde transportant de l’énergie. Une onde peut être caractérisée par sa fréquence (unité : Hertz) et sa longueur d’onde (unité : mètre). La fréquence d’une onde désigne le nombre de « vagues » ou oscillations réalisées par seconde. Plus la fréquence augmente, plus la longueur d’onde(distance entre chaque crête) est courte. Selon ce trait de caractère, les ondes électromagnétiques peuvent être classées dans le spectre électromagnétique 1. Ce dernier est repris à la Figure 1. Il reprend la répartition de ces ondes selon leur intensité. Ces différents types d’ondes peuvent être regroupés en deux grandes catégories ; les rayonnements électromagnétiques non-ionisants et les rayons ionisants 2. Les rayons ultraviolets marquent la limite entre les deux. Cet article se focalise sur les rayonnements non-ionisants, à la base de nos technologies et des enjeux sanitaires d’actualité.

Les rayonnements électromagnétiques peuvent être de différents types. Parmi les rayonnements de faible fréquence, on retrouve notamment les ondes radioélectriques (radio AM/FM, télévision, téléphones mobiles, GPS, Satellites, Téléphonie mobile, Wifi, Bluetooth, four à micro-ondes…). Dans les fréquences plus élevées, on retrouve les rayons infra-rouges (plaques de cuisson, systèmes de chauffage, décapeurs, vision nocturne,… ), la lumière visible,… Enfin, parmi les ondes de très haute intensité, figurent les rayons ultraviolet (UV), les rayons X (radiographies, scanner de sécurité…) et les rayons gamma (énergie nucléaire,…).

Figure 1: Le spectre électromagnétique (source : Energuide)

Les ondes dans notre quotidien, depuis quand ?

Les champs électromagnétiques (CEM) n’ont pas attendu l’arrivée de l’homme pour exister. En effet, notre planète Terre est constamment exposée aux rayonnements UV et à la lumière visible que nous fournit le soleil !

Ces rayonnements furent assez stables avant l’apparition de nos technologies actuelles. Ils ont d’ailleurs influencé l’évolution et l’adaptation de certaines espèces. Certaines espèces vivantes utilisent même les signaux électromagnétiques de leur environnement naturel. Les abeilles comme repères spatiaux, les oiseaux pour s’assurer une meilleure sensibilité aux phénomènes météorologiques, … et plus généralement pour transmettre des informations au sein de leur population.

La majorité des organismes vivants, nous y compris, ont un fonctionnement biologique interne basé sur des principes électromagnétiques adaptés à leur environnement extérieur. Certaines fonctions vitales des structures vivantes reposent ainsi sur des interactions électromagnétiques. C’est le cas pour tout processus biologique reposant sur des charges électriques, sur des molécules polaires (influx nerveux, réactions enzymatiques, production d’énergie dans nos mitochondries,  ions intra et extra cellulaires,…).

Néanmoins, le boom technologique qui fit suite à la révolution industrielle repose souvent sur l’utilisation de CEM artificiels. C’est ainsi que nos télévisions, radios, radars, GPS, téléphones portables, baby phone, Bluetooth, Wifi… fonctionnent câbles. Ces technologies reposent sur des rayonnements non-ionisants compris dans la gamme des radiofréquences (fréquences radio, hautes fréquences, micro-ondes,…). Ces radiofréquences ne sont pas présentes dans notre environnement naturel.

Les ondes qu’utilisent nos appareils sont « modulées » pour transporter au mieux l’information ou le signal souhaité. L’onde porteuse est modulée par une fréquence plus basse qui contient l’information et le signal nécessaire. Plus les informations à transporter sont nombreuses (voix, photos, vidéo, …) et plus la distorsion est importante. Les effets biologiques de rayonnements modulés sont à différencier de l’onde porteuse prise isolément.

De plus, certaines technologies de communication (2G, 3G, 4G, wifi,…) reposent sur l’utilisation d’ondes pulsées et non d’ondes continues de manière à partager différents canaux entre utilisateurs. Le caractère pulsé d’une onde est également à prendre en compte car il s’éloigne radicalement du caractère continu des rayonnements naturels.

Nos appareils ont été pendant longtemps de simples récepteurs (télévision, postes radio,…). De nos jours, ils jouent de plus en plus le rôle d’émetteurs. La quantité de sources émettrices ayant augmenté, nous sommes de plus en plus exposés dans la durée et de manière répétée. A cela il faut ajouter la densification de plus en plus importante des stations de base (antennes relais,…).

Bien que ces CEM créés artificiellement par l’Homme ne nous menacent pas au même titre qu’un soleil estival à son apogée, les rayonnements nécessaires au fonctionnement de notre arsenal numérique suscitent le débat – tant scientifique que public – depuis plusieurs années.

Est-il raisonnable de souligner les éventuels risques sanitaires encourus du fait de la modification progressive de notre environnement électromagnétique ?
Sommes-nous en droit de nous interroger sur les impacts que peut avoir notre arsenal technologique sans-fil sur notre santé ?
Oui !

Les conséquences d’une exposition aux ondes ?

Physiquement et physiologiquement, les ondes électromagnétiques (OEM) peuvent avoir trois effets :

  1. Le premier est d’échauffer un matériau, ce qui arrive quelle que soit la longueur d’onde ;
  2. Le second est, par l’intermédiaire du champ électrique variable, de générer des micro-courants, dans un matériau conducteur, qui peut être soit un métal (les antennes de réception des OEM radio ou wifi sont en métal), soit un liquide comportant des ions (comme peuvent l’être certains fluides cellulaires). Ce deuxième phénomène dépend de la fréquence de l’onde : si elle est trop élevée, les électrons dans le métal ou les ions dans le liquide pourraient ne pas répondre.
  3. Le troisième effet des OEM est quantique et dépend de l’énergie individuelle du photon, et non pas du nombre de photons, comme montré par l’effet photoélectrique expliqué par Einstein en 1905. Le photon doit avoir suffisamment d’énergie que pour induire un effet sur la molécule qui l’absorbe :
    • une rotation : c’est le cas des fours à micro-onde dont la fréquence de 2,45 GHz permet la mise en rotation de la molécule d’eau
    • une vibration : cela requiert davantage d’énergie que pour une rotation et donc une fréquence plus élevée dans le proche infra-rouge
    • une transition électronique : typiquement par la lumière visible, mais surtout l’ultraviolet, ce qui rend cancérigène les UV pour la peau (induction d’une réaction chimique au niveau de l’ADN des cellules de la peau)
    • une ionisation : une éjection d’un électron de l’atome, comme utilisées par les spectroscopies à rayon-X, qui sont encore plus nocifs que les UV
    • une excitation nucléaire (du noyau de l’atome) : les rayons gammas

Ce qu’il faut retenir de cette énumération, c’est que les ondes (Wifi, GSM,…) ne peuvent qu’induire au maximum une rotation de molécule, rendant nul leur impact « quantique » en terme de réaction chimique. Les seuls effets physiologiques scientifiquement envisageables sont ceux de l’échauffement ou la génération de micro-courants.

Plus la fréquence augmente, plus le flux d’énergie s’intensifie et plus l’onde présente un pouvoir de pénétration important. C’est ainsi que les ondes de très hautes fréquences peuvent être néfastes pour notre santé. C’est le cas pour les ondes ionisantes, telles que les rayons UV, rayons X et rayons gamma. Ces ondes sont tellement énergétiques qu’elles peuvent perturber les électrons de nos atomes. Ces perturbations provoquent des réactions en chaine qui peuvent aboutir à la destruction des cellules et potentiellement des cancers.

Assez paradoxalement, ce sont les ondes réputées être les plus dangereuses qui peuvent parfois s’avérer bénéfiques dans les soins médicaux. En effet, les effets néfastes des rayonnements ionisants sur l’homme ont été compris rapidement après la découverte des rayons X et de la radioactivité. Dans la foulée, ils ont permis le développement de la radiothérapie, qui vise à tuer les cellules cancéreuses avec de fortes doses de rayonnements ionisants ciblées sur la tumeur 3. Tout est donc une question de puissance, de durée d’exposition, … Bref, comme toute substance nocive, l’enjeu est de ne pas dépasser une certaine dose !

Si l’effet nuisible des rayonnements ionisants n’est plus à démontrer, qu’en est-il des rayonnements non-ionisants de nos technologies sans fil ?

Ondes non-ionisantes vs. Santé humaine ?

« Rassurez-vous », disent certains, car les ondes radioélectriques, telles que celles utilisées par nos réseaux de téléphonie mobile et objets du quotidien, se situent dans une gamme de fréquence dont l’énergie créée est très faible par rapport aux rayonnements ionisants. A usage « normal » ces ondes ne risqueraient donc pas de modifier la structure de nos cellules disent-ils 4. Usage normal ou non, ces ondes peuvent avoir un effet thermique sur notre corps. Pensez à la chaleur désagréable qui parcourt votre oreille après un long coup de téléphone. Si cet effet thermique n’inquiète pas les professionnels de la santé, d’autres effets (fortement) indésirables sont néanmoins mis en avant par une multitude d’études scientifiques !

Certaines études soulignent ainsi que les ondes liées à l’utilisation de nos téléphones portables ne sont pas sans danger sur la santé humaine. Les effets néfastes étudiés concernent la fertilité masculine5, l’attention et la mémoire 6, le développement de tumeur 7,…

Les scientifiques ne s’attardent pas que sur l’impact de nos téléphones, les différents types de CEM produits dans notre environnement sont ainsi passés à la loupe.  Si le consensus n’est pas encore à l’ordre du jour, le Centre international de Recherche sur le Cancer (CIRC)8n’a pas pris le risque d’attendre davantage pour évaluer le degré de cancérogénicité des CEM. Ces derniers sont repris dans la catégorie 2B, regroupant les agents « peut-être cancérogènes pour l’homme » 9 10. les CEM, figurent aussi dans cette catégorie ; le plomb, les gaz d’échappement de moteur à essence, …

La communauté scientifique n’a pas encore pu établir de liens de causalité évidents (à différencier des corrélations statistiques) entre l’exposition aux ondes radio et le développement de certaines maladies. Le « principe de précaution » reste donc de mise, d’où l’existence de normes fixées par nos autorités 11. Mais quand l’appréhension des risques diverge entre individus, difficile de contenter tout le monde.

Dans le prochain n° de nIEWs : la régulation des ondes par des normes : efficace ?

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  1. Sciensano, « Qu’est-ce que le spectre électromagnétique ? »
  2. SPF Santé publique, « Le Rayonnement électromagnétique » (consulté le 30/08/2021)
  3. IRSN – Les principes de la radiothérapie – https://www.irsn.fr/FR/connaissances/Sante/exposition-patients-sante-radioprotection/radiotherapie/radiotherapie-cancer/Pages/1-radiotherapie-principes.aspx#.YSUCHPlR0dU
  4. ANSES, « Radiofréquences, téléphonie mobile et technologies sans fil »
  5. Adams JA, Galloway TS, Mondal D, Esteves SC, Mathews F. Effect of mobile telephones on sperm quality: a systematic review and meta-analysis. Environ Int. 2014 Sep;70:106-12. doi: 10.1016/j.envint.2014.04.015. Epub 2014 Jun 10. PMID: 24927498.
  6. Barth A, Winker R, Ponocny-Seliger E, Mayrhofer W, Ponocny I, Sauter C, Vana N. « A meta-analysis for neurobehavioural effects due to electromagnetic field exposure emitted by GSM mobile phones ». Occup Environ Med. 2008 May;65(5):342-6. doi: 10.1136/oem.2006.031450. Epub 2007 Oct 10. PMID: 17928386.
  7. Choi YJ, Moskowitz JM, Myung SK, Lee YR, Hong YC. « Cellular Phone Use and Risk of Tumors: Systematic Review and Meta-Analysis ». Int J Environ Res Public Health. 2020 Nov 2;17(21):8079. doi: 10.3390/ijerph17218079. PMID: 33147845; PMCID: PMC7663653.
  8. Le CIRC est l’agence intergouvernementale de recherche sur le cancer, créée en 1965 par l’Organisation mondiale de la santé (OMS) des Nations unies
  9. OMS, 2014, « Champs électromagnétiques et santé publique : téléphones portables » (consulté le 24/08/21)
  10. CIRC, List of Classifications Agents classified by the IARC Monographs, Volumes 1–129 (consulté le 24/08/21)
  11. Ibid