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Une onde électromagnétique consiste en la propagation d’énergie sous la forme d’un champ électrique couplé à un champ magnétique. L’onde est caractérisée par sa longueur d’onde qui s’exprime en mètre, ou par sa fréquence qui s’exprime en Hertz (Hz). Les champs électriques sont produits par la présence de charges électriques statiques ; ils se mesurent en Volt par mètre (V/m). Les champs magnétiques sont créés par le déplacement de charges électriques ; ils sont mesurés en Tesla (T) ou micro Tesla (μT).

Le phénomène principal qui caractérise la propagation d'une onde électromagnétique est son affaiblissement progressif. L'importance de cet affaiblissement dépend de plusieurs facteurs :

• La distance. Le champ de l’onde reçue en un point diminue en fonction inverse de la distance qui sépare ce point de la source d’émission, et la puissance de l’onde diminue en fonction inverse du carré de la distance. Par exemple, à 20 mètres d'une antenne, la puissance de l’onde est cent fois plus faible qu'à deux mètres;

• La fréquence (plus cette dernière est élevée, plus l'affaiblissement est important) ;
• Les obstacles rencontrés qui réfléchissent ou diffractent l'onde. En effet, lorsqu’une onde rencontre un obstacle (mur, sol, foret,..), cette dernière est atténuée de l’autre coté de l’obstacle, mais peu aussi rebondir sur cet obstacle (phénomène de réfraction ou de diffraction). Le trajet de l’onde devient alors multiple.
• Le diagramme de rayonnement de l’antenne. Il est parfois nécessaire de réduire la propagation de l’onde électromagnétique artificiellement pour d’une part éviter les interférences entre deux émissions ou l’adapter au besoin (assurer une communication entre deux émetteurs/récepteur à une position fixe, ou apporter une couverture sur une zone précise). Pour ce faire, différents types d’antenne existent qui permettent de confiner la propagation. Ce confinement peut s’effectuer soit dans un plan vertical, soit dans un plan horizontal, comme le montre les diagrammes ci dessous :

Champs électrique mesuré à proximité d'une antenne de station de base.

Les champs électromagnétiques présents dans l’environnement sont dus par exemple aux antennes émettrices de radio et de télévision, aux appareils électroménagers, aux lignes électriques, au matériel médical et industriel, aux radars et aux installations et appareils de télécommunication tels que les sites relais des réseaux GSM et les téléphones mobiles.

Les champs électromagnétiques existent aussi dans la nature, leur forme la plus connue est la lumière.

Le soleil et la Terre génèrent sporadiquement de fortes variations du champ électromagnétique (par les orages) et, en permanence, un champ magnétique constant comme en témoigne une boussole. Le champ électromagnétique atmosphérique est fonction des conditions locales et peut se trouver multiplié par cent pendant un orage. Par ailleurs, des champs variables sont associés au flux de courant lié à l’activité solaire, dans une large gamme de fréquences. N’oublions pas également que des champs électriques sont produits par notre propre corps (cœur, muscles, activité cérébrale), du fait des nombreuses réactions chimiques qui se déroulent dans tout être vivant. Les champs produits par les cellules vivantes sont certes très faibles, mais mesurables. Ce sont ces signaux que les médecins mesurent et analysent lors d’un électrocardiogramme ou d’un électroencéphalogramme. Aux longueurs d’onde plus courtes que celles de la lumière, on trouve les rayons ultraviolets (responsables du bronzage) et X (radiographie). Aux longueurs d’onde plus grandes les infrarouges (chaleur) et les ondes radio. C’est l’ensemble de tous ces rayonnements qui forme le spectre électromagnétique.

A titre d’exemples, voici quelques valeurs de champs électriques et magnétiques

Champs électriques

Champs magnétiques