Jafar KeshvariPrésident, Commission Internationale Electrotechnique

IEC MT1 (IEC 62209-1 & IEC 62209-2)

BASE SCIENTIFIQUE DE L’EVALUATION DE LA CONFORMITE

DES APPAREILS PORTABLES SANS FIL

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Sommaire__________________________________________

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• Fondements & Rappel Historique

• Ionisant et non radiation ionisante

• Normes d’exposition EMF

• Pourquoi mettre au point les normes de conformité RF

• Mesure/Normes d’évaluation RF dans la Commission Internationale Electro-Technique (IEC)

• L’Avenir des normes de conformité des appareils sans fil IEC

• Selon l’histoire, les philosophes et les scientifiques ont exploré et mis en place plusieurs phénomènes naturels qui ont facilité la vie de l’humanité.

• Il a été déclaré que le philosophe Thales de Milteus (640-546 B.C) que fut la première personne a observé les propriétés électriques d’ambre et exploré les propriétés magnétiques des pierres d’aimant.

• Le pincement de la jambe d’une grenouille morte lorsqu’elle est disséquée avec un métal mouillé observé par Galvani en 1786, a conduit Volta à inventer la battérie électrique.

• Armstrong a démontré la transmission radio FM en 1933.

• Les communications avancées et l’infrastructure des télécommunications ont réduit les besoins en transport, ont conduit à la réduction de la consommation du carburant et par conséquent la réduction de la pollution de l’air à partir du monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone, les oxydes d’azote, les hydrocarbures et autres polluants.

Fondements & Rappel Historique__________________________________________

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• La Radiation Electromagnétique: composée des ondes de l’énergie électrique et magnétique se déplacent ensemble à travers l’espace.

• Toute la radiation électromagnétique peut être classée par fréquence des fréquences extrêmement faibles à celles extrèmement fortes.

• La radiation de fréquence extrèmement forte tel que l’Ultraviolet (UV) et les rayons x est appelée la “Radiation Ionisante” car elle est assez puissante pour effectuer des changements chez les atômes de toute chose au contact duquel elle se trouve, en brisant les limites chimiques(ionisation) , modifiant ainsi la nature biologique et chimique .

• La radiation électromagnétique à ces fréquences en deçà de la bande UV est généralement classée comme une “Radiation non ionisante” parce qu’elle manque spécialement de l’énergie pour effectuer les changements dans la structure atomique.

Fondements & Rappel Historique …__________________________________________

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Le Spectre Electromagnétique

• Il y a radiation non ionisante, lorsque le contact avec un sujet est incapable de libérer des électrons (c’est-à-dire l’ionisant) à partir des atômes et des molécules.

• Il existe un quantum d’énergie minimum sous lequel une radiation serait incapable de produire une ionisation. Le quantum d’énergie, E, de la radiation est fourni par:

E = Ћf

Lorque f et Ћ dénotent la fréquence de radiation et la constante planche respectivement.

• Pour une énergie d’ionisation minimum de 12 volts d’électron (eV), du moment h = 4.1357e-15 eV.s, la fréquence minimum de radiation serait autour de 2.9e15 Hz (2900 TeraHz). Ceci correspond à une longueur d’onde à environ 1.034e-07m or 103.4nm. Ceci est proche du seuil de la longeur d’onde du spectre ultraviolet (UV)

• Les quanta d’énergie du RF très en deçà du niveau nécessaire pour briser les limites chimiques au niveau de l’ ADN

Fondements & Rappel Historique (radiation ionisante et non ionisante__________________________________________

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Les longueurs d’onde et les fréquences de la radiation non ionisante 

λ/ƒ 

 

ULTRAVIOLET 

 

LUMIERE VISIBLE

 

INFRAROUGE

 

MW&RF

 

UVC** 

UVB** 

UVA**

 

(λ ) Longue

ur d’onde,

200* –

280nm

280 –

315nm

315 –

400nm

400 –

780nm

780nm–

1mm

1mm-

30km

 

(ƒ) Fré-

quence

1500 – 1071TH

z

1071–

952THz

952 –

750THz

750 –

385THz

385THz-

300GHz

300GHz-

10kHz

** OMS (Organisation Internationale de la Santé) classification du spectre UV non ionisant. * 100nm conformément à la Commission Internationale sur l’Illumination.

Fondements & Rappel Historique …__________________________________________

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• Les appareils de communication sans fil fonctionnent à des fréquences 100-6000 MHz.

• Les téléphones mobile fonctionnent à une variété de fréquences entre environ 800 et 2200 MHz.

• Les téléphones mobiles des antennes de la station de base émettent un EMR dans la tranche de 1800 – 2000 MHz

• Les écran d’ordinateur émettent une grande game de EMR de 30 Hz à 300 GHz.

• Les ondes électromagnétiques peuvent produire des effets biologiques qui peuvent parfois, mais ne conduisent pas toujours, des effets de santé adverses. C’est important de comprendre la différence entre les deux:

• Un effet biologique se produit lorsque l’exposition des ondes électromagnétiques cause un changement physiologique détectée ou notifiée dans un système biologique.

• Un effet de santé adverse se produit lorsque l’effet biologique est hors de la gamme normale du corps à compenser et ainsi conduit à une condition adverse de la santé.

Fondements & Rappel Historique …__________________________________________

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• Est ce qu’une rapide mise au point des Technologies de l’Information et des Communications a des impacts négatifs sur la santé et l’Environnement:

• L’exposition électromagnétique relative à l’utilisation des équipements?

• des équipements d’évacuation de déchet?

Veuillez répondre en vous focalisant sur plutôt:

• Comment évaluer l’absorption de l’énergie dans le corps humain causée par l’exposition électromagnétique

Fondements & Rappel Historique …__________________________________________

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Sources RF de la Technologie Sans Fil

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Exposition aux sources communes EMF

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• Le défi de quantification de l’interaction RF avec le corps humain?

• Micro et micro approche?

• La dimension de l’onde est beaucoup plus importante que le corps humain.

• La dimension de l’onde est beaucoup plus petite que le corps humain.

• La dimension de l’onde est environ la même taille qu’un organisme humain.

Analyse de l’Interaction RF du corps humain?

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Faible fréquence électrique et champs magnétiquesf = 0 - 30 kHz= – 10 km

Currents

Surface charge

Electric fieldMagnetic field

Circulatingcurrents

Radiowave

Heating

Champs de la fréquence Radio magnétiquef = 30 kHz – 300 GHz

= 10 km – 1 mm

Radiation Optiquef = 300 GHz-1000 THz

= 1 mm – 100 nm

Heating, photochemical reactions

DermisEpidermis

Optical radiation

Comment quantifier l’Absorption de l’Energie RF, SAR

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2ESAR (σ ωε') (W/kg)

ρ

Pour des champs EM sinusoïdaux, le taux de base d’énergie déposée en un petit volume est défini comme Taux Spécifique d’Absorption:

σ et ε’ indiquent combien l’énergie sera absorbée par l’équipement

L’énergie absorbée par une masse d’unité du tissu se réfère au Taux Spécifique d’Absorption (SAR).

Permittivité ε:Décrit comment la polarisation induite et alignement

partielle des dipôles électriques permanentes se produisent pour un Champ E électrique appliqué donné

Conductivité σ:Comment la conduction de la densité du courant

sera produite par un E appliqué donné.

NORMES D’EXPOSITION EMF__________________________________________

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• ICNIRP

• Directives mises en place par un comité des experts nommés, pas membres de l’industrie

• Les directives de l’ICNIRP est également applicable à la fois aux stations de base, téléphones et autre équipements de transmission radio

• Réunions clôturées • Annotée par l’OMS

• Un effet biologique se produit lorsque l’exposition aux champs électromagnétiques cause des changements phyiologiques détectables ou constatables dans un système biologique.

• Un effet de santé adverse se produit lorsque l’effet biologique est hors gamme normale pour que le corps compense.

• Dans la région RF des effets thermaux sont des effets nuisibles

• Seules les études répétées peuvent constituer une base scientifique des normes d’exposition.

• Les changements de comportements identifiés c’est-à-dire une augmentation de toute la température corporelle qui dépasse 1°C à un Taux d’Absorption d’Energie (SAR) de 1- 4w/kg.

Motif entre les limites d’exposition RF dumaine selon les directives de la

Commission Internationale de la Protection de Radiation Non Ionisante

(ICNIRP) __________________________________________

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• Des limites sont définies pour le SAR du corps humain et localisé le SAR à prévenir la chaleur excessive du tissu dûe à l’exposition RF

• Limite de tout le corps SAR est basée à un seuil de 4W/kg (corresponds à environ 1°C d’augmentation de la température du corps). Les facteurs de sécurité de 10 et 50 sont utilisés pour une exposition respectivement publique et professionnelle

• Le motif de la limite locale SAR et la masse moyenne est implicitement basée sur des effets d’exposition (thermaux) sur l’oeil avec un facteur de sécurité de 50

Limites d’exposition RF et marges de sécurité

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Exposition à partir du téléphone mobile

• SAR non-uniforme (valeur locale SAR habituellement en deçà de 1 W/kg dans une masse de tissu de 10 g)

• Température plus uniforme

• Augmentation de la température locale d’Equilibre est <0.2 °C au maximum

T en tête(une masse moyenne de 10 g, antenne emet en moyen

une puissance de 0.25 W)

ICNIRP: Seuil de base

Les effets établis de santé

Facteurs de réduction

Seuil établi des effets de santé

Limite d’Exposition

Exp

osit

ion

Forte

Faible

Source: ICNIRP

Restrictions de base ICNIRP sur l’exposition de la fréquence dans la limite

de 10MHz à 10GHz

Region du Tissu

Limite SAR W/kg

Paramètres Moyens

Professionnel Public Masse (g)

Délai (mins)

Tout le Corps

0.4 0.08 - 6

Tête et tronc

10 2 10 6

Membres 20 4 10 6

Flux de l’énergie électromagnétique______________________________________

Source EMF Flux de l’énergie Approximative (watts/mètre carré)

Rayonnement solaire à la surface de la terre l’après midi

1350 W/m2

Radiation de la chaleur infrarouge d’une personne vivante

20 W/m2

Station de base Mobile 70 W/m2 – 3 mW/m2 a)

Émission micro-onde d’une personne vivante

3 mW/m2

a) 30 – 2000 MHz, Göteborg et divers sites, Suède (Uddmar T, Thèse, Chalmers U., 1999)

limite ICNIRP 4.5 W/m2 à 900 MHz

Introduction: Mesure et normes informatiques

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• Tous les appreils portables sans fil doivent se conformer aux limites d’exposition RF avant de les mettre sur le marché.

• Les normes de conformité pour les appareils sans fil portables sont développés par la Commission Internationale Electrotechnique IEC et IEEE notamment adéquates aux téléphones mobiles [IEC-62209-1 2005, IEEE-1528, 2003].

• La fusion des nouvelles technologies et les différentes positions d’usage des appareils mobiles ont conduit au développement des normes de conformité pertinentes pour couvrir l’évaluation de l’exposition des autres parties du corps autre que la tête [IEC-62209-2, 2010].

• Bien que le AR soit établi au niveau certifié le plus élevé, le niveau SAR actuel pour le téléphone mobile au cours de l’utilisation est généralement beaucoup plus faible que les valeurs maximum. En effet, depuis que les téléphones mobiles sont conçus pour fonctionner à plusieurs différents niveaux de puissance, ils utilisent uniquement le niveau minimum de la puissance nécessaire à fournir une connexion au réseau. En théorie plus proche vous êtes d’une antenne de la station de base, plus faible le niveau de la puissance nécessaire au téléphone mobile est.

Les normes d’évaluation de conformité RF______________________________________• La conformité peut être évaluée par les mesures ou les calculs.

• Il n’y a aucune signification de l’existence des Directives/normes d’exposition si ce n’est pas possible de la mesurer.

• Pratiquement ce n’est pas possible de mesurer l’absorption de l’énergie dans le corps des espèces vivantes!

• Dans le but d’évaluer les limites d’exposition les procédures doivent se normaliser pour évaluer ces limites.

Il est donc nécessaire de développer de la tête des spectres/spectres du corps

• Un instrument avancé est nécessaire à cet effet

• Procédure adéquate avec une incertitude quantifiée est nécessaire.

Commission Internationale Electro-Technique (IEC)

normes d’Evaluation RF des appareils sans fil

______________________________________ • IEC-MT62209, - Partie 1, SAR des téléphones portables. Pour

réviser les normes IEC62209-1: “Procédure à Mesure le taux Spécifique d’Absorption (SAR) pour les Téléphones Cellulaires Mobiles dans une Fréquence allant de 300 MHz à 3 GHz” d’ici à fin 2011.

- Partie 2, SAR des autres dispositifs portés sur soi et cellulaires. Pour réviser l’IEC62209-2: “Procédure pour déterminer le Taux Spécifique d’Absorption (SAR) des appareils de communication sans fil utilisés à proximité du corps humain (fréquence de 30 MHz à 6 GHz) norme d’ici à 2013.

- Pour unifier les parties 1&2 IEC62209 des normes d’ici à 2013.

Spectre Tête SAMUnité de mesure du Champ

• Le Modèle des Normes Anthropomorphique – est un spectre de tête qui à première vue à pour but d’être utilisé pour mesurer l’exposition à partir des téléphones mobiles (ou autre emetteurs cellulaires)

• SAM est défini comme le spectre standard qui permet une mesure conservatrice de l’exposition radio des populations de toutes origines et tous âges. La région oreille est définie avec des points de références et les plans pour faciliter le positionnement reproductible des appareils des téléccommunications.

• Les dimensions du 90ème percentile d’une tête mâle sont choisies pour le spectre.

• IEC, CENELEC, et IEEE ont développé des procédures standard pour l’évaluation des expositions à partir des téléphones mobiles qui spécifient l’utilisation d’un spectre SAM.

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Spectre Tête SAM______________________________________

Appareil sous test Tissu stimulant le liquide

Évaluation d’exposition du téléphone Mobile

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Je vous remercie!

Questions?