Les ondes

( sources Wikipedia)

En physique on définit une onde comme un champ –    En physique, un champ est la donnée, pour chaque point de l’espace-temps, de la valeur d’une grandeur physique-. , c’est-à-dire une zone de l’espace dont les propriétés sont modifiées.

Mais l’onde recouvre une grande variété de situations physiques très différentes.

• L’onde oscillante,

• qui peut être périodique, est bien illustrée par les rides provoquées par le caillou qui tombe dans l’eau.

• Une onde progressive est dite périodique lorsque la perturbation se reproduit identique à elle-même à intervalles de temps égaux, appelés période temporelle notée T.

  Pour simplifier, on peut parler de période pour T.

  Le motif d’une onde est la perturbation qui se répète toutes les périodes. On le visualise sur le graphique de l’évolution temporelle de l’élongation.

 

• L’onde solitaire ou soliton

• Un soliton est une onde solitaire qui se propage sans se déformer dans un milieu non linéaire et dispersif.
• trouve un très bel exemple dans les mascarets.

• L’onde de choc

• perçue acoustiquement, par exemple, lorsqu’un avion vole à une vitesse supersonique.
• L’onde électromagnétique
• n’a dans certains cas pas de support matériel.

La thérapie par ondes de choc est une méthode de traitement durant  laquelle des « ondes de choc » radiales sont dirigées vers la zone du corps à traiter avec une tête de traitement. Ces dernières années, la thérapie par ondes de choc a fait l’objet de beaucoup de recherches scientifiques. L’analyse de ces publications montre qu’il y a non seulement beaucoup de preuves en faveur de la thérapie par ondes de choc, mais aussi que beaucoup de patients signalent que le traitement leur est bénéfique. 

• L’onde acoustique,

• qui a un support matériel.
• Une onde sonore correspond à la propagation de perturbations mécaniques dans un milieu élastique. Ces perturbations sont perçues, entre autres, par l’oreille humaine qui les interprète comme des sons. La science qui étudie ces ondes s’appelle l’acoustique.

• L’onde de probabilité

En mécanique quantique, le paquet d’onde possède une signification particulière : il est interprété comme étant une onde de probabilité qui décrit la probabilité pour une particule (ou des particules) dans un état donné d’avoir une position et une quantité de mouvement données.

Les ondes mécaniques

Elles se e propagent à travers une matière physique dont la substance se déforme. Les forces de restauration inversent alors la déformation. Par exemple, les ondes sonores se propagent via des molécules d’air qui entrent en collision avec leurs voisines. Lorsque les molécules entrent en collision, elles rebondissent aussi l’une contre l’autre. Cela empêche alors les molécules de continuer à se déplacer dans la direction de la vague .

Les ondes électomagnétiques 

Elles ne ne nécessitent pas de support physique. Au lieu de cela, elles consistent en des oscillations périodiques de champs électriques et magnétiques générés à l’origine par des particules chargées, et peuvent donc voyager à travers le vide ;

 

 (Wikipedia)

 

sur e-cours Université Paris1

• 1 – Météosat Seconde Génération

 

 LE SYSTÈME MONDIAL D’OBSERVATION MÉTÉOROLOGIQUE

La Terre est  divisée en six secteurs, observés continuellement par les satellites météorologiques américains, européens, russes, indiens, chinois et japonais.

Pour l’Europe actuellement 2 satellites météo sur Atlantique Est  (opérateur Eumesat) : Météosat 8 ( 2002) et satellite de secours  9 (2005) et 2 satellites Océan indien  : Météo 7 (1997)et Météo 6  (1993)

Les satellites des programmes Meteosat sont géostationnaires, situés à la verticale de l’équateur terrestre, à presque 36 000 km d’altitude, et autour de la longitude 0°. Ainsi, ils observervent en permanence un disque terrestre comprenant l’Europe, l’Afrique et l’océan Atlantique.

 

Le premier exemplaire de la seconde génération de satellites européens de veille météorologique MSG-1 a été mis en orbite le 28 août 2002 par le lanceur européen Ariane 5 qui a décollé du Centre Spatial de Kourou, en Guyane française. Ce satellite, devenu opérationnel le 9 janvier 2004, prend alors le nom de Meteosat-8.

Puis c’est au tour de MSG-2 d’être lancé le 22 décembre 2005, avant d’être déclaré en service en juillet 2006 sous le nom de Meteosat-9. Le lancement des deux derniers satellites du programme Meteosat seconde génération ont eu lieu le 5 juillet 2012 (Meteosat-10) et le 15 juillet 2015 (Meteosat-11).

Ces satellites sont développés par l’Agence spatiale européenne (ESA) pour le compte d’Eumetsat.

Les satellites MSG, équipés de nouveaux capteurs plus puissants et plus précis pour l’observation en continu de l’atmosphère terrestre, engrangent jusqu’à l’horizon 2025 une multitude de données indispensables à la compréhension et à la modélisation des activités climatiques de notre planète.

 

Meteosat troisième génération

EUMETSAT et l’ESA préparent ce que seront les successeurs des satellites : MTG (Meteosat troisième génération). Le lancement du premier exemplaire est planifié en 2021

Le lancement du premier satellite MTG sera une étape majeure pour la météorologie européenne, comme elle en connaît tous les 20 ans. Enfin, au niveau mondial, l’Organisation météorologique mondiale, qui coordonne l’observation satellitaire, a noté avec satisfaction l’arrivée de nouveaux contributeurs majeurs comme la Chine et l’Inde, pour enrichir les observations météorologiques satellitaires sur le continent asiatique longtemps supportées par le seul Japon.

( source éducation météo France)

• •   2.1. Le rayonnement électromagnétique : nature et propagation
  • La télédétection spatiale permet d’observer le système terre / océans / atmosphère en s’appuyant sur des méthodes d’acquisition de l’information à distance basées sur les propriétés du rayonnement électromagnétique. Les capteurs satellitaires permettent de mesurer l’énergie réfléchie et/ou émise par la surface de la Terre, les océans ou par l’atmosphère et donc d’analyser et de suivre l’évolution de ces milieux au cours du temps.
  • •   Les ondes électromagnétiques
  • Une onde électromagnétique comporte à la fois un champ électrique et un champ magnétique oscillant à la même fréquence. Ces deux champs, perpendiculaires l’un par rapport à l’autre se propagent dans un milieu selon une direction orthogonale (figure ci-dessous).
    La propagation de ces ondes s’effectue à une vitesse qui dépend du milieu considéré. Dans le vide, la vitesse de propagation est égale à 3.10⁸ m.s^-1.
  • Une onde électromagnétique est caractérisée par plusieurs grandeurs physiques :
  • La longueur d’onde ( λ ) : elle exprime le caractère oscillatoire périodique de l’onde dans l’espace.
  • La période (T) : elle représente le temps nécessaire pour que l’onde effectue un cycle. L’unité est la seconde.
  • La fréquence ( ν ) : inverse de la période, elle traduit le nombre de cycles par unité de temps.
  •  
  • Longueur d’onde et fréquence sont inversement proportionnelles et unies par la relation suivante :
      ( avec c =3.10⁸ m/s)
    •   Rayonnement et énergie
    • Les échanges d’énergie portée par le rayonnement électromagnétique qui ont lieu entre le soleil et le système terre-océan-atmosphère ne se font pas de manière continue, mais de façon discrète, sous forme de paquets d’énergie, véhiculés par des corpuscules élémentaires immatériels, les photons. Chaque photon transporte ainsi un quantum d’énergie proportionnel à la fréquence de l’onde électromagnétique considérée ; cette énergie est d’autant plus grande que la fréquence est élevée.
    • La relation suivante exprime la quantité d’énergie associée à un photon en fonction de la fréquence de l’onde :
      E = h ν
      où :
      – E : l’énergie de l’onde électromagnétique
      – ν : la fréquence de l’onde
      – h : la constante de Planck (6,625.10^-34 J.s)
    •   Le spectre électromagnétique
    • Le spectre électromagnétique représente la répartition des ondes électromagnétiques en fonction de leur longueur d’onde, de leur fréquence ou bien encore de leur énergie (figure ci-dessous).
  • 

• En partant des ondes les plus énergétiques, on distingue successivement :

  • Les rayons gamma ( γ ) : ils sont dus aux radiations émises par les éléments radioactifs.
    Très énergétiques, ils traversent facilement la matière et sont très dangereux pour les cellules vivantes.
    Leurs longueurs d’onde s’étendent d’un centième de milliardième (10^-14 m) à un milliardième (10^-12 m) de millimètre.
  • Les rayons X : rayonnements très énergétiques traversant plus ou moins facilement les corps matériels et un peu moins nocifs que les rayons gamma, ils sont utilisés notamment en médecine pour les radiographies, dans l’industrie (contrôle des bagages dans le transport aérien), et dans la recherche pour l’étude de la matière (rayonnement synchrotron).
    Les rayons X ont des longueurs d’onde comprises entre un milliardième (10^-12 m) et un cent millième (10^-8 m) de millimètre.
  • Les ultraviolets : rayonnements qui restent assez énergétiques, ils sont nocifs pour la peau. Heureusement pour nous, une grande part des ultraviolets est stoppée par l’ozone atmosphérique qui sert de bouclier protecteur des cellules.
    Leurs longueurs d’onde s’échelonnent d’un cent millième (10^-8 m) à quatre dixièmes de millième (4.10^-7 m) de millimètre.
  • Le domaine visible : correspond à la partie très étroite du spectre électromagnétique perceptible par notre œil. C’est dans le domaine visible que le rayonnement solaire atteint son maximum (0,5 μm) et c’est également dans cette portion du spectre que l’on peut distinguer l’ensemble des couleurs de l’arc en ciel, du bleu au rouge.
    Il s’étend de quatre dixièmes de millième (4.10^-7 m) –  lumière bleue  – à huit dixièmes de millième (8.10^-7 m) de millimètre –  lumière rouge.
  • L’infrarouge : rayonnement émis par tous les corps dont la température est supérieure au zéro absolu (-273°C).
    En télédétection, on utilise certaines bandes spectrales de l’infrarouge pour mesurer la température des surfaces terrestres et océaniques, ainsi que celle des nuages.
    La gamme des infrarouges couvre les longueurs d’onde allant de huit dixièmes de millième de millimètre (8.10^-7 m) à un millimètre (10^-3 m).
  • Les ondes radar ou hyperfréquences : Cette région du spectre est utilisée pour mesurer le rayonnement émis par la surface terrestre et s’apparente dans ce cas à la télédétection dans l’infrarouge thermique, mais également par les capteurs actifs comme les systèmes radar.
    Un capteur radar émet son propre rayonnement électromagnétique et en analysant le signal rétrodiffusé, il permet de localiser et d’identifier les objets, et de calculer leur vitesse de déplacement s’ils sont en mouvement. Et ceci, quelque soit la couverture nuageuse, de jour comme de nuit.
    Le domaine des hyperfréquences s’étend des longueurs d’onde de l’ordre du centimètre jusqu’au mètre.
  • Les ondes radio : Ce domaine de longueurs d’onde est le plus vaste du spectre électromagnétique et concerne les ondes qui ont les plus basses fréquences. Il s’étend des longueurs d’onde de quelques cm à plusieurs km.
    Relativement faciles à émettre et à recevoir, les ondes radio sont utilisées pour la transmission de l’information (radio, télévision et téléphone). La bande FM des postes de radio correspond à des longueurs d’onde de l’ordre du mètre. Celles utilisées pour les téléphones cellulaires sont de l’ordre de 10 cm environ.
•  ondes électromagnétiques sur le ministère de la transion écologique
• Il existe principalement deux types d’ondes électromagnétiques auxquelles nous pouvons être exposés. Chaque catégorie possède des propriétés, des usages et un mode d’interaction avec la matière qui lui sont spécifiques : ► les radiofréquences (9 kHz à 3 000 GHz), c’est-à-dire les champs émis par les moyens de télécommunications (téléphonie mobile, télévision mobile personnelle, internet mobile, puces RFID, Wi-Fi, Wimax) ; ► les champs électromagnétiques dits extrêmement basses fréquences (50 Hz à 9 kHz) : ce sont les champs émis par les appareils électriques domestiques (sèche-cheveux, rasoir électrique) et les lignes à haute tension.
•  

 

 

L’onde électromagnétique est un modèle utilisé pour représenter les rayonnements électromagnétiques.

Il convient de bien distinguer : le rayonnement électromagnétique, qui est le phénomène étudié, et l’onde électromagnétique, qui est une des représentations du phénomène. Une autre représentation — quantique (ou corpusculaire) — prend en compte l’existence du photon.

Une onde lumineuse est une onde électromagnétique dont la longueur d’onde correspond au spectre visible, soit environ entre les longueurs d’onde 400 et 800 nm, ce qui correspond aux énergies de photon de 1,5 à 3 eV. Les ondes électromagnétiques sont des ondes transversales. (Une onde transversale est un type d’onde pour lequel la déformation du milieu est perpendiculaire à la direction de propagation de l’onde. L’autre principal type d’onde est l’onde longitudinale.)

Les ondes radio, à basse fréquence et grande longueur d’onde, furent découvertes à la fin du xix^e siècle avec les travaux notamment d’Alexandre Popov, Heinrich Hertz, Édouard Branly et de Nikola Tesla.

Les rayons X, à haute fréquence et faible longueur d’onde, furent découverts par Wilhelm Röntgen en 1895. Les rayons X sont une forme de rayonnement électromagnétique à haute fréquence constitué de photons dont l’énergie va d’une centaine d’eV (électron-volt), à plusieurs MeV¹.

Les rayons gamma : Un rayon gamma désigne le rayonnement électromagnétique à haute fréquence d’un photon dont la longueur d’onde est inférieure à 1 picomètre (<10⁻¹² m) ce qui correspond à des fréquences supérieures à 300 exahertz (>3×10²⁰ Hz). Ils peuvent avoir une énergie allant de quelques keV¹ à plusieurs centaines de GeV voire jusqu’à 450 TeV pour le plus énergétique jamais observé.

Les rayons gamma sont plus pénétrants que les particules alpha et bêta, mais sont moins ionisants. Ils sont de même nature que les rayons X mais sont d’origine et de fréquence différentes. La fréquence de leurs ondes est de l’ordre de 10¹⁷ à 10¹⁹(en Hz)

Les sources de rayonnement gamma dans l’univers sont connues depuis 1948 mais n’ont été observées que depuis le début des années 1960. En effet, les photons gamma sont presque complètement arrêtés par l’atmosphère terrestre.

Les rayons gamma sont produits par des transitions nucléaires tandis que les rayons X sont produits par des transitions électroniques provoquées en général par la collision d’un électron avec un atome, à haute vitesse

Les ondes électromagnétiques (perturbations des champs électrique et magnétique) sont produites par des particules chargées accélérées.

les ondes gravitationnelles

Elles ne nécessitent pas non plus de support. Ce sont des déformations de la géométrie de l’espace-temps qui se propagent.

ondes : phénomène périodique 

 

 

 

Polarisation

La polarisation correspond à la direction et à l’amplitude du champ électrique. Une onde non polarisée, ou naturelle,  tourne autour de son axe de façon aléatoire et imprévisible au cours du temps. Polariser une onde correspond à donner une trajectoire définie au champ électrique. Il y a plusieurs sortes de polarisation :

• La polarisation rectiligne : est toujours selon la même direction.
• La polarisation circulaire : le champ électrique tourne autour de son axe en formant un cercle.
• La polarisation elliptique : le champ électrique tourne autour de son axe et change d’amplitude pour former une ellipse.

• Comportement ondulatoire

  Propagation

  Dans un milieu homogène et isotrope,-Qui présente les mêmes propriétés dans toutes les directions.- l’onde électromagnétique se propage en ligne droite. Lors de la rencontre avec un obstacle, il y a diffraction-La diffraction se manifeste par une modification de la trajectoire des rayons associés à une onde lorsque ceux-ci rencontrent un obstacle.-Elle se distingue de la réfraction.La réfraction est responsable des mirages, des arcs-en-ciel -; lors d’un changement de milieu, il y a réflexion et réfraction ; il y a aussi réfraction si les propriétés du milieu changent selon l’endroit (hétérogénéité). Voir aussi Principe de Huygens-Fresnel.

  Réflexion

  Lors d’un changement de milieu de propagation, une partie de l’onde électromagnétique repart vers le milieu d’origine, c’est la réflexion.

  Le cas le plus connu de la réflexion est le miroir, mais celle-ci concerne également les rayons X (miroir à rayons X) et les ondes radio : réflexion sur la ionosphère des ondes mégahertz, antenne parabolique, réflexion sur la Lune…

  Réfraction

  Lors d’un changement de milieu de propagation, si le second milieu est transparent pour l’onde, celle-ci se propage au travers mais avec une direction différente. Cela concerne la lumière (lentille optique, mirage), mais aussi les ondes radio (réfraction des ondes décamétriques dans la ionosphère).

  Diffusion

  Lorsqu’une onde rencontre un atome, elle se diffuse sur celui-ci, elle change de direction. On distingue la diffusion Rayleigh, dite « diffusion électronique », au cours de laquelle l’onde ne change pas de longueur d’onde, la diffusion Raman qui est une diffusion électronique avec diminution ou augmentation de longueur d’onde, et la diffusion Compton, dans le cas des rayons X diffusant sur des atomes légers, au cours de laquelle la longueur d’onde augmente.

  Interférences

  Comme toutes les ondes, les ondes électromagnétiques peuvent interférer. Dans le cas des radiocommunications, cela provoque un parasitage du signal (voir aussi Rapport signal sur bruit).

  Diffraction

  L’interférence d’ondes diffusées porte le nom de diffraction :

  • théorie de la diffraction ;

  Dans le domaine de l’étude des phénomènes de propagation des ondes, la diffraction intervient systématiquement lorsque l’onde rencontre un objet qui entrave une partie de sa propagation (typiquement le bord d’un mur ou le bord d’un objectif). Elle est ensuite diffractée avec d’autant plus d’intensité que la dimension de l’ouverture qu’elle franchit se rapproche de sa longueur d’onde : une onde type radio sera facilement diffractée par des bâtiments dans une ville, tandis que la diffraction lumineuse y sera imperceptible. Cette dernière commencera en revanche à se faire ressentir dans un objectif où elle imposera d’ailleurs une limite théorique de résolution.

  • diffraction par une fente ;
  • fentes de Young ;
  • réseau de diffraction ;
  • cristallographie aux rayons X ;
  • espace réciproque.

  Le rayonnement électromagnétique

• Le rayonnement électromagnétique désigne une forme de transfert d’énergie linéaire.

Le rayonnement électromagnétique peut être décrit de manière corpusculaire comme la propagation de photons (boson vecteur de l’interaction électromagnétique), ou de manière ondulatoire comme une onde électromagnétique. Il se manifeste sous la forme d’un champ électrique couplé à un champ magnétique.

La lumière désigne un rayonnement électromagnétique visible par l’œil humain. Les ondes radio, les rayons X et γ sont également des rayonnements électromagnétiques³.

Du fait de la dualité onde-corpuscule, les rayonnements électromagnétiques peuvent se modéliser de deux manières complémentaires :

• onde électromagnétique : le rayonnement est la propagation d’une variation des champs électriques et magnétiques ; un spectrographe permet de décomposer cette onde en ondes monochromatiques de longueurs d’onde {\displaystyle \lambda } et fréquences différentes {\displaystyle \nu } que l’on peut analyser ensuite ;
• photon : la mécanique quantique associe aux modes normaux de la radiation électromagnétique monochromatique un corpuscule de masse nulle et de spin 1 nommé photon dont l’énergie est {\displaystyle E=h\nu \,} où {\displaystyle h} est la constante de Planck.

Propriétés

• Tout corps à une température supérieure au zéro absolu, soit -273,15 °C ou 0 K ou -459.67 °F émet un rayonnement électromagnétique appelé rayonnement thermique ou rayonnement du corps noir.

Un corps qui reçoit un rayonnement électromagnétique peut en réfléchir une partie et absorber le reste. L’énergie absorbée est convertie en énergie thermique et contribue à l’augmentation de la température de ce corps.

• Une particule chargée de forte énergie émet un rayonnement électromagnétique :
  • quand elle est déviée par un champ magnétique : c’est le rayonnement synchrotron ; ce rayonnement synchrotron est utilisé comme source de rayons X pour de nombreuses expériences de physique et de biologie (lignes de lumières autour d’un synchrotron) ;
  • lorsqu’elle pénètre dans un milieu différent : c’est le « rayonnement continu de freinage » ;
• L’absorption d’un photon peut provoquer des transitions atomiques, c’est-à-dire d’exciter un atome dont l’énergie augmente par la modification de l’orbitale d’un de ses électrons.
• Lorsqu’un atome excité revient à son état d’énergie fondamental, il émet un photon dont l’énergie (et donc la fréquence) correspond à une différence entre deux états d’énergie de l’atome.
• Certains rayonnements électromagnétiques transportent suffisamment d’énergie pour être capables d’arracher des électrons de la matière, ce sont alors des rayonnements ionisants.

Un spectre électromagnétique est la décomposition d’un rayonnement électromagnétique en fonction de sa longueur d’onde, ou, de manière équivalente, de sa fréquence (via l’équation de propagation) ou de l’énergie de ses photons.

Pour des raisons historiques, les ondes électromagnétiques sont désignées par différents termes, en fonction des gammes de fréquence (ou de longueur d’onde). Par longueur d’onde décroissante, ce sont :

• les ondes radio et les ondes radar sont produites par des courants électriques de basse fréquence ;
• les ondes infrarouges, la lumière visible et le rayonnement ultraviolet sont produits par des transitions électroniques dans les atomes, concernant les électrons périphériques, ainsi que par le rayonnement thermique ; les ondes ultraviolettes ont des effets sur la peau (bronzage, coups de soleil, cancer de la peau) ;
• les rayons X peuvent être également produits lors des transitions électroniques de haute énergie. Ils sont par exemple générés par radioactivité (photons de fluorescence émis lors de la réorganisation du cortège électronique d’un atome). Leur génération contrôlée est le plus souvent effectuée par freinage d’électrons (tube à rayons X) ou par rayonnement synchrotron (déviation de faisceau d’électrons relativistes). Du fait de leur longueur d’onde sub-nanométrique, ils permettent l’étude des cristaux et molécules par diffraction ; les rayons X durs correspondent à des photons de plus haute énergie, et les rayons X mous à des photons de plus faible énergie ;
• le rayonnement γ est produit par la radioactivité lors de la désexcitation d’un noyau. Ils sont donc en particulier émis par les matériaux radioactifs et les réacteurs nucléaires. Leur énergie est donc en moyenne supérieure aux photons X.

les rayonnements ionisants

Un rayonnement ionisant est un rayonnement électromagnétique ou corpusculaire capable de produire directement ou indirectement des ions (une ionisation, consiste à créer des atomes ou des molécules de charge électrique positive ou négative) lors de son passage à travers la matière¹. Ces rayonnements ionisants peuvent être produits par la radioactivité d’atomes tels que l’uranium ou le plutonium. Ils ont des applications dans les domaines de la défense, la santé, de la production d’électricité, etc.

Pour les organismes vivants, les rayonnements ionisants sont nocifs, et même mortels en cas de dose élevée. Les rayons ionisants sont de natures et de sources variées, leurs propriétés dépendent de la nature des particules constitutives du rayonnement et de leur énergie.

Principaux rayonnements ionisants

Les rayonnements les plus énergétiques transfèrent assez d’énergie aux électrons de la matière pour les arracher de leur atome. Les atomes ainsi privés de certains de leurs électrons sont alors chargés positivement. Les atomes voisins qui accueillent les électrons se chargent négativement.

Les atomes chargés positivement ou négativement sont appelés ions. Les atomes qui ont perdu au moins un électron sont devenus des ions positifs (cations), tandis que les atomes qui ont reçu au moins un électron sont devenus des ions négatifs (anions).
Les rayonnements capables de provoquer de telles réactions sont dits ionisants.

Par leur énergie, les rayonnements ionisants sont pénétrants, c’est-à-dire qu’ils peuvent traverser la matière. Le pouvoir de pénétration dépend du type de rayonnement et du pouvoir d’arrêt de la matière. Cela définit des épaisseurs différentes de matériaux pour s’en protéger, si nécessaire et si possible.

Particules alpha : noyaux d’hélium

Pénétration faible. Les particules α sont émises à une vitesse avoisinant les 16 000 km/s. Cependant étant lourdes et chargées électriquement, elles sont arrêtées très facilement et rapidement par les champs électromagnétiques et les atomes composant la matière environnante. Une simple feuille de papier suffit à arrêter ces particules. Pour se protéger, il importe avant tout que le corps émetteur du rayonnement alpha ne soit pas ingurgité.

Particules bêta

Particules β^– : électrons

Pénétration moyenne. Les particules β^– sont des électrons. Ces derniers sont émis avec des énergies allant de quelques keV à quelques MeV. Ils peuvent donc atteindre des vitesses élevées souvent relativistes. Cependant, chargés électriquement, ils vont être arrêtés par la matière et les champs électromagnétiques environnants. Une feuille d’aluminium de quelques millimètres peut arrêter les électrons. Un écran d’un centimètre de plexiglas arrête toutes les particules bêta d’énergie inférieure à 2 MeV. Pour se protéger, il importe avant tout que le corps émetteur du rayonnement bêta ne soit pas ingurgité.

Particules β⁺: positrons

La pénétration est semblable à celle des électrons. Mais à la fin de son parcours, un positron s’annihile avec un électron rencontré sur son passage en formant deux photons gamma de 511 keV chacun, émis à 180° l’un de l’autre, ce qui ramène le problème au cas du rayonnement gamma.

Rayonnements X et gamma

Pénétration très grande, fonction de l’énergie du rayonnement et de la nature du milieu traversé.

Chaque matériau est ainsi caractérisé par une couche de demi-atténuation qui dépend de sa nature, du type de rayonnement et de l’énergie du rayonnement. La couche de demi-atténuation (ou épaisseur moitié) est l’épaisseur nécessaire pour réduire de moitié la valeur du débit de dose de rayonnements X ou γ. On définit selon le même principe une épaisseur dixième, qui ne laisse passer que 10 % du débit de dose ; par exemple, en radioprotection, un écran dixième en plomb (matière très utilisée car très efficace) a une épaisseur de 50 mm^{[à vérifier]}.

Au-delà de la dizaine de keV, l’air n’a plus d’absorption significative des rayonnements X et γ. Le plomb est généralement utilisé comme élément de radio-protection dans le domaine médical. En effet, il a une épaisseur de demi-absorption de l’ordre de 100 μm à 100 keV. Une épaisseur de 1 mm de plomb réduit la dose d’un rayonnement X de 100 keV d’un facteur 1 000. L’épaisseur de demi-absorption du plomb passe néanmoins à 1 mm vers 250 keV, ce qui signifie qu’une épaisseur de 10 mm de plomb serait alors nécessaire pour réduire la dose d’un facteur équivalent. En conséquence, dans les environnements industriels, où l’énergie peut parfois atteindre plusieurs MeV, on utilise des murs en béton (moins absorbants que le plomb, mais pratiquement plus épais) dans le contexte de la radioprotection. Dans certains cas, ceux-ci sont même barités (ajout d’une charge très dense) pour en augmenter l’efficacité.

À épaisseur d’écran identique, le rayonnement gamma est atténué par : le plomb, l’acier, le béton, l’eau (par ordre d’efficacité décroissante).

Risques des rayonnements ionisants –

cf. site INRS

La radioactivité est un phénomène naturel lié à l’instabilité de certains atomes qui composent la matière. Ces atomes instables (les radionucléides) émettent des rayonnements qui, en interagissant avec la matière, peuvent l’ioniser, c’est-à-dire lui arracher un ou plusieurs électrons. Ces rayonnements sont dits ionisants et ils peuvent provoquer des effets sur la matière vivante. Ces effets peuvent être déterministes (altération des tissus à court terme) ou stochastiques (aléatoires, augmentation du risque de cancer à long terme).

Les principaux secteurs d’activité utilisant des rayonnements ionisants sont :

• le secteur médical (radiothérapie, radiodiagnostic, médecine nucléaire…),
• l’industrie nucléaire (extraction, fabrication, utilisation et retraitement du combustible, stockage et traitement des déchets…),
• presque tous les secteurs industriels (contrôle par radiographie de soudure ou d’étanchéité, jauges et traceurs, stérilisation par irradiation, conservation des aliments, chimie sous rayonnement, détection de masses métalliques dans les aéroports…).
• certains laboratoires de recherche et d’analyse.

Toutes les applications impliquant des mts atières radioactives pour d’autres propriétés que leur radioactivité (matériaux de construction, engrais, …) sont aussi concernées.

Effets des rayonnements électromagnétiques sur la santé

Les risques sanitaires des télécommunications ou danger des ondes électromagnétiques ou danger du téléphone mobile définissent les risques sanitaires liés au rayonnement électromagnétique et aux ondes électromagnétiques générés directement par les appareils de télécommunications tels que le téléphone mobile, le téléphone domestique sans fil, le Wi-Fi, ou encore les antenne-relais de téléphonie mobile.

 

Ces champs électromagnétiques, lorsqu’ils respectent les normes de sécurité, sont perçus par certains comme une « pollution électromagnétique » dangereuse pour la santé, alors que les études scientifiques de ces dernières années ne permettent pas de confirmer cette dangerosité¹.

Que choisir -23/12/2014  : Les sites des mouvements qui se donnent pour mission de défendre la cause des électrosensibles contiennent  nombre d’informations erronées ou mal interprétées, quand il ne s’agit pas d’inventions pures et simples.

Les radars

cf Wikipedia

Un radar est formé de différentes composantes :

 

• l’émetteur qui produit l’onde radio ;
• un guide d’onde qui amène l’onde vers l’antenne sur les radars à hyperfréquences (fréquences supérieures au gigahertz) ;
• le duplexeur, un commutateur électronique, dirige l’onde vers l’antenne lors de l’émission puis le signal de retour depuis l’antenne vers le récepteur lors de la réception quand on utilise un radar monostatique. Il permet donc d’utiliser la même antenne pour les deux fonctions. Il est primordial qu’il soit bien synchronisé, puisque la puissance du signal émis est de l’ordre du mega-watt ce qui est trop important pour le récepteur qui, lui, traite des signaux d’une puissance de l’ordre de quelques nano-watts. Au cas où l’impulsion émise serait dirigée vers le récepteur, celui-ci serait instantanément détruit ;
• l’antenne dont le rôle est de diffuser l’onde électromagnétique vers la cible avec le minimum de perte. Sa vitesse de déplacement, rotation et/ou balancement, ainsi que sa position, en élévation comme en azimut, sont généralement asservies mécaniquement, mais parfois aussi électroniquement (voir l’article Antenne réseau à commande de phase). L’antenne est sollicitée tant en émission qu’en réception. Ces deux fonctions peuvent être cependant séparées entre deux antennes dans le cas de radars multistatiques ;
• le récepteur qui reçoit le signal incident (cible – antenne – guide d’ondes – duplexeur), le fait émerger des bruits radios parasites, l’amplifie, le traite ;
• un étage de traitement de signal permettant de traiter le signal brut afin d’en extraire des données utiles à l’opérateur (détection, suivi et identification de cible; extraction de paramètres météorologiques, océanographiques, etc.). Le tout est contrôlé par le système électronique du radar, programmé selon un logiciel de sondage. Les données obtenues sont alors affichées aux utilisateurs.

Dans la plupart des cas, l’émetteur et le récepteur du radar partagent une électronique et une antenne commune. On parle alors de radar monostatique. Rien n’empêche cependant de considérer un système radar où l’émetteur et le récepteur sont séparés; on parle alors de radar bistatique, ou même de configuration multistatique, si l’on a un émetteur et plusieurs récepteurs distincts. L’une et l’autre configuration offrent des avantages et des inconvénients .

 

L’émetteur au site du radar comprend : un oscillateur permanent, un amplificateur et un modulateur. Pour les radars à hyperfréquences, qui forment l’immense majorité des radars en service, la génération d’impulsions courtes et très énergétiques demande une technologie qui est différente de celle d’un émetteur radio utilisé en télécommunications. Ainsi, la génération de l’onde se fait de la manière suivante :

• l’oscillateur permanent basé sur la technologie des tubes à cavité résonnante, il peut être un klystron qui a une fréquence très stable, un magnétron dont la fréquence varie dans le temps, ou d’autres types d’oscillateurs à état solide ;
• les générateurs d’impulsion, ou modulateurs, sont des pièces électroniques qui produisent l’impulsion radar à partir de l’onde continue produite par l’oscillateur. En quelque sorte, ils laissent passer l’onde vers l’amplificateur durant un très court laps de temps (de l’ordre de la µ seconde). Ceci permet de concentrer l’énergie de l’onde dans cette impulsion (puissance de l’ordre du M Watt). Il existe différentes sortes de commutateurs dont le plus connu est le thyratron. Le klystron peut lui-même remplir les rôles d’oscillateur, de générateur d’impulsion et d’amplificateur ;
• une fois que l’onde est produite, le guide d’onde est chargé de l’amener vers l’antenne avec une perte du signal la plus faible possible.

• Généralités

  La fréquence est principalement choisie en fonction de l’application visée. De manière générale, une grande longueur d’onde (bandes HF) permettra de profiter des phénomènes de propagation et de rebond sur l’ionosphère, ce qui permet de porter à des milliers de kilomètres (cas des radar trans-horizon). D’autre part, seuls les objets dont la taille typique est au moins de l’ordre de grandeur de la longueur d’onde sont visibles. Par exemple, une forêt sera partiellement transparente pour les grandes longueurs d’onde (seuls les troncs d’arbres sont visibles) ; tandis que la forêt sera opaque en bande X (seule la canopée sera visible), car la longueur d’onde est de l’ordre de la taille des feuilles et des branches. La taille de l’antenne influe également sur la longueur d’onde à utiliser (et réciproquement).

  Les bandes de fréquences civiles et militaires sont allouées de manière internationale au sein de la Conférence Mondiale des Radiocommunications réunie tous les trois ans au sein de l’Union Internationale des Télécommunications, avec également la participation d’organismes internationaux comme l’OTAN. Les demandes de bande doivent être déposées longtemps à l’avance dans la mesure où les ordres du jour des conférences sont généralement fixées plusieurs années à l’avance. D’autre part, au sein d’un pays, les institutions régaliennes peuvent s’arroger des bandes de fréquence pour l’utilisation exclusive des forces militaires ou de police. Toutefois, ces institutions subissent des pressions de plus en plus importantes de la part des industriels dans la mesure où les nouvelles technologies civiles (GSM, Wi-Fi, etc) ont une occupation spectrale grandissante, mais offrant un profit financier très large. L’heure est donc à la coopération entre les différents acteurs et à une cohabitation (pas toujours très réussie) de manière à limiter les brouillages entre les différentes applications. Toujours est-il que la bande de fréquence la plus adaptée d’un point de vue applicatif n’est pas toujours disponible et qu’il faut souvent trouver un compromis.

 

Noms des bandes de fréquence

Les radars provient de la Seconde Guerre mondiale. En effet, pour garder secret le développement de ce système, les militaires ont décidé de donner à ces plages des noms de code qui sont demeurés en usage depuis. Ils ont été adoptés aux États-Unis par le Institute of electrical and electronics engineers (IEEE) et internationalement par l’Union internationale des télécommunications. Cependant, certains utilisateurs des bandes radios, comme les télédiffuseurs et l’industrie des contre-mesures militaires, ont remplacé les vocables traditionnels par leur propre identification.

Plages de fréquences radar

Nom de bande	Plage de fréquences	Longueurs d’onde	Commentaires
HF	3-30 MHz	10-100 m	Pour high frequency (haute fréquence). Utilisée par les radars côtiers et les radars « au-delà de l’horizon ».
P	< 300 MHz	1 m+	Pour précédent : appliquée a posteriori aux radars primitifs
VHF	50-330 MHz	0,9-6 m	Pour very high frequency (très haute fréquence). Utilisée par les radars à très longue portée et par ceux à pénétration de sol.
UHF	300-1 000 MHz	0,3-1 m	Pour ultra high frequency (ultra haute fréquence). Radars à très longue portée (ex. détection de missiles balistiques), pénétration de sol et de feuillage.
L	1-2 GHz	15-30 cm	Pour long. Utilisée pour le contrôle aérien de longue portée et la surveillance aérienne, le GPS (et donc les radars passifs se basant dessus).
S	2-4 GHz	7,5-15 cm	Pour short (court). Utilisée par les radars de trafic aérien local, les radars météorologiques et navals.
C	4-8 GHz	3,75-7,5 cm	Compromis entre les bandes S et X pour les transpondeurs satellitaires et les radars météorologiques.
X	8-12 GHz	2,5-3,75 cm	Pour les radars météorologiques, le contrôle de vitesse routière, les autodirecteurs de missiles, les radars de navigation, les radars à résolution moyenne de cartographie et la surveillance au sol des aéroports.
Ku	12-18 GHz	1,67-2,5 cm	Fréquence juste sous K (indice ‘u’ pour « under » en anglais) pour les radars de cartographie à haute résolution et l’altimétrie satellitaire.
K	18-27 GHz	1,11-1,67 cm	De l’allemand kurz (court). Très absorbées par la vapeur d’eau, Ku et Ka sont utilisées pour la détection des gouttelettes de nuages en météorologie et dans les radars routiers (24,150 ± 0,100 GHz) manuels.
Ka	27-40 GHz	0,75-1,11 cm	Fréquence juste au-dessus de K (indice ‘a’ pour « above » en anglais) pour la cartographie, la courte portée, la surveillance au sol des aéroports, les radars routiers (34,300 ± 0,100 GHz) automatisés, et les radars anti-collision montés sur les voitures haut de gamme.
mm	40-300 GHz	1 – 7,5 mm	Bande millimétrique subdivisée en quatre parties :
Q	40-60 GHz	5 mm – 7,5 mm	Utilisée pour les communications militaires.
V	50-75 GHz	6,0 – 4 mm	Très fortement absorbée par l’atmosphère.
E	60-90 GHz	6,0 – 3,33 mm
W	75-110 GHz	2,7 – 4,0 mm	Utilisée comme radar anti-collision automobile et pour l’observation météorologique à haute résolution et de courte portée.

 

Le Wifi

Le¹ Wi-Fi, (Le terme « Wi-Fi » suggère la contraction de « Wireless Fidelity », par analogie au terme « Hi-Fi » pour « High Fidelity ») aussi orthographié wifi² est un ensemble de protocoles de communication sans fil régis par les normes du groupe IEEE 802.11 (ISO/CEI 8802-11). Un réseau Wi-Fi permet de relier par ondes radio plusieurs appareils informatiques (ordinateur, routeur, smartphone, modem Internet, etc.) au sein d’un réseau informatique afin de permettre la transmission de données entre eux.

 

Grâce aux normes Wi-Fi, il est possible de créer des réseaux locaux sans fil à haut débit. En pratique, le Wi-Fi permet de relier des ordinateurs portables, des machines de bureau, des assistants personnels (PDA), des objets communicants ou même des périphériques à une liaison haut débit : de 11 Mbit/s théoriques ou 6 Mbit/s réels en 802.11b, à 54 Mbit/s théoriques ou environ 25 Mbit/s réels en 802.11a ou 802.11g, 600 Mbit/s théoriques pour le 802.11n^3,4 et 1,3 Gbit/s⁵ théoriques pour le 802.11ac normalisé depuis décembre 2013.

La portée peut atteindre plusieurs dizaines de mètres en intérieur (généralement entre une vingtaine et une cinquantaine de mètres) s’il n’y a aucun obstacle gênant (mur en béton par exemple) entre l’émetteur et l’utilisateur. Ainsi, des fournisseurs d’accès à Internet peuvent établir un réseau Wi-Fi connecté à Internet dans une zone à forte concentration d’utilisateurs (gare, aéroport, hôtel, train, etc.). Ces zones ou points d’accès sont appelés bornes ou points d’accès Wi-Fi ou « hot spots ».

 

Risque sanitaire

Le Wi-Fi apparaît au moment où se développent des interrogations sur l’impact des radiofréquences sur la santé humaine. Des débats scientifiques se sont multipliés autour du téléphone mobile, et le débat s’est étendu à l’ensemble des technologies radio reposant sur les micro-ondes, notamment les technologies GSM, WiMAX, UMTS (la 3G), ou encore HSDPA (la 3G+), DECT, et le Wi-Fi.

Les ondes émises par les équipements Wi-Fi se diffusent dans l’ensemble de l’environnement, mais la fréquence relativement élevée de ces ondes (2,4 GHz) les font mal traverser les murs. En outre, la puissance émise par les équipements Wi-Fi (~30 mW) est vingt fois moindre que celle émise par les téléphones mobiles (~600 mW)²⁶.

De plus, le téléphone est généralement tenu à proximité immédiate du cerveau, ce qui n’est pas le cas de tous les équipements émettant des ondes Wi-Fi (les box internet ou les téléphones avec micro et écouteur filaires). À une dizaine de centimètres, la densité de puissance du signal est déjà fortement atténuée; pour une antenne isotrope, elle est inversement proportionnelle au carré de la distance :

{\displaystyle {P={\frac {\text{PIRE}}{4\pi D^{2}}}}},

avec PIRE [W] = puissance isotrope rayonnée équivalente. Dans les deux cas (téléphone et Wi-Fi), il faut prendre en compte le fait qu’ils émettent 24 h sur 24 ou pas, si on passe beaucoup de temps près de la source.

Malgré la permanence d’exposition, les effets thermiques des ondes Wi-Fi sont reconnus comme étant négligeables²⁷.

Plusieurs organismes ont réalisé des études des effets du Wi-Fi sur la santé et ont, dans un premier temps, majoritairement conclu qu’il n’y avait aucune raison de craindre que le Wi-Fi soit dangereux pour la santé dans le cadre d’une utilisation normale. Parmi ces organismes, on peut citer :

La Health Physics Society (en) 

Dans sa revue Health Physics Society, l’organisme américain a effectué de nombreuses mesures en France, en Allemagne, en Suède, et aux États-Unis²⁸. Dans tous les cas le niveau du signal Wi-Fi détecté reste bien plus bas que les limites d’exposition internationales (ICNIRP et IEEE C95.1-2005), mais aussi bien plus faible que les autres champs électromagnétiques présents aux mêmes endroits.

La Fondation Santé et Radiofréquences 

Financée pour moitié par les opérateurs de téléphonie²⁹, cet organisme a organisé une rencontre scientifique en octobre 2007 pour faire le point sur l’état des connaissances concernant l’effet des radiofréquences sur la santé, notamment pour le Wi-Fi. Une conclusion est que les études menées jusqu’à aujourd’hui n’ont permis d’identifier aucun impact des radiofréquences sur la santé en deçà [des limites de puissance légales]. Pour ceux que le Wi-Fi inquiéterait, il est précisé que pour minimiser l’exposition aux radiofréquences émise par ces systèmes, il suffit de les éloigner des lieux où une personne se tient pendant de longues périodes. Quelques dizaines de centimètres suffisent à diminuer nettement le niveau d’exposition³⁰.

L’ANSES 

Dans son rapport 2013³¹, l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail indique qu’ont été observés, suite à une exposition aux radiofréquences :

• des effets différents sur la mort cellulaire neuronale en fonction du type d’étude (in vitro ou in vivo) : une modification (augmentation ou diminution) du nombre total de neurones et une augmentation des cellules en apoptose après une exposition chronique in vivo (dans un nombre limité d’études) (p. 9) ;
• un effet sur un marqueur astrocytaire (GFAP) en lien avec l’inflammation (effet vraisemblablement transitoire) après exposition chronique in vivo (p. 9) ;
• un effet de type stress oxydant après une exposition prolongée aux radiofréquences sur l’ADN mitochondrial de neurones (sur la base d’une seule étude in vitro). Ce dernier est particulièrement sensible au stress oxydant en raison d’un défaut de protéines protectrices de type histones, d’une capacité de réparation réduite et de la proximité de la chaîne respiratoire dans la membrane interne de la mitochondrie. Ceci pourrait expliquer ce résultat discordant par rapport à la plupart des études n’ayant pas ciblé ce type d’ADN (p. 9) ;
• une modification de l’activité électrique cérébrale (notamment de la puissance du rythme alpha) (p. 9).
• L’ANSES remarque : On ne peut pas exclure le fait que dans certaines conditions (notamment avec des expositions à des signaux modulés), les radiofréquences puissent favoriser l’oxydation de l’ADN. Les modifications observées sur l’état d’oxydation de la guanine (dans 2 études seulement) ont été corrélées avec une augmentation du stress oxydant dans la cellule ou l’organisme ; induisent des cassures de l’ADN (effet clastogène) (p. 14).
• L’agence précise : Chez l’Homme, un effet physiologique à court terme a été observé sur le sommeil. Il s’agit d’une augmentation de la puissance spectrale de l’électroencéphalogramme (EEG) dans la fréquence des fuseaux de sommeil, avec une modulation autour de 14 Hz. Cet effet est reproductible, mais le mécanisme explicatif n’est pas connu et nécessite d’être investigué. De plus, des diminutions significatives de la durée du sommeil de stade 2 et des augmentations de la durée du sommeil paradoxal dans le 3^e quart de la nuit ont été observées (une augmentation du nombre de périodes de sommeil paradoxal a également été rapportée dans la seule étude disponible chez le rat) (p. 19).
• Ceci étant, comme le mentionne le rapport (p. 9), « il n’est pas possible aujourd’hui d’établir un lien de causalité entre ces effets biologiques décrits et d’éventuels effets sanitaires qui en résulteraient ».

Supélec

En décembre 2006, l’École supérieure d’électricité a publié une étude sur les champs électromagnétiques produits par des équipements Wi-Fi, en mesurant notamment l’effet cumulatif de nombreux équipements Wi-Fi situés à proximité les uns des autres³². Leur conclusion est que les limites légales sont très loin d’être atteintes. Cependant, il est à noter que ces limites sont fixées sur la base de recommandations de l’ICNIRP, organisation proche de l’industrie³³.

La Health Protection Agency (en) (HPA) 

L’Agence de protection de la santé au Royaume-Uni indique qu’elle n’a connaissance d’aucune preuve cohérente permettant de penser que les ondes Wi-Fi ont un effet sur la santé³⁴. Le D^r Michael Clarka de l’HPA a souligné qu’une personne assise à proximité d’un hotspot Wi-Fi pendant un an reçoit la même dose d’ondes qu’une personne qui utilise son téléphone portable pendant vingt minutes. Toutefois, l’agence déclare opportun de mener de nouvelles études sur ce sujet.

Bioinitiative 

Ce groupe de quatorze chercheurs internationaux a publié en août 2007 (mis à jour en 2011 et 2013) le Rapport Bioinitiative³⁵, globalement très pessimiste vis-à-vis des télécommunications sans fil au vu des enquêtes épidémiologiques dont il rend compte. En ce qui concerne le Wi-Fi, le rapport préconise l’utilisation d’alternatives filaires à cette technologie dans les écoles et les bibliothèques avec de jeunes enfants³⁶.

Les conclusions sont donc controversées et le Wi-Fi a été officiellement déconseillé, voire interdit dans des écoles en Angleterre, en Allemagne et en Autriche.

• Au Canada, deux universités (Université de LakeHead et Université de l’Ontario) en ont interdit l’installation^{[réf. nécessaire]}.
• En France, cinq bibliothèques parisiennes ont débranché leurs installations Wi-Fi après que plusieurs membres du personnel se sont déclarés incommodés (fin 2008, ces bornes ont été rebranchées après audit technique des sites)³⁷. La Bibliothèque nationale de France, qui a décidé d’appliquer le principe de précaution, a déclaré choisir l’alternative filaire par le biais d’une liaison Ethernet, mais n’a à ce jour pas équipé ses salles de lecture accessibles au public de prises RJ45.

Toutefois, bien que l’Organisation mondiale de la santé (OMS) ait conclu en 2006 que l’exposition prolongée aux ondes du Wi-Fi ne présentait aucun risque pour la santé³⁸, elle est depuis revenue sur cette position en ajoutant le Wi-Fi (ainsi que la téléphonie mobile) dans la liste des éléments cancérogènes du groupe 2B (possiblement cancérigène pour l’être humain) en mai 2011. Au nom du principe de précaution, certains^{[Qui ?]} recommandent de désactiver le wi-fi de sa box autant que possible.^{[réf. nécessaire]}

Partage des bandes de fréquences

Le Wi-Fi utilise principalement une bande de fréquence dite « industrielle, scientifique et médicale », ISM, de 2,4 à 2,4835 GHz, partagée avec d’autres types d’usages ce qui peut conduire à des problèmes d’interférences, brouillages causés par les fours à micro-ondes, les transmetteurs domestiques, les relais, la télémesure, la télémédecine, la télé-identification, les caméras sans fil, le Bluetooth, les émissions de télévision amateur (amateur TV ou ATV), etc. Inversement, certains systèmes comme la technique RFID commencent à fusionner avec le Wi-Fi afin de bénéficier de l’infrastructure déjà en place^39,40.

En Wi-Fi, il est recommandé de ne pas utiliser la même fréquence que celle utilisée par les voisins immédiats (collisions) et de ne pas utiliser une fréquence trop proche (interférences). Voir aussi la liste des canaux Wi-Fi.

Applications et usages du Wi-Fi

Cette technologie peut ouvrir les portes à un grand nombre d’applications pratiques. Elle peut être utilisée avec de l’IPv4, ou de l’IPv6, et permet le développement de nouveaux algorithmes distribués⁴¹.

Les utilisateurs des hotspots peuvent se connecter dans des cafés, des hôtels, des aéroports, etc. et accéder à Internet mais aussi bénéficier de tous les services liés à Internet (World Wide Web, courrier électronique, téléphonie (VoIP), téléphonie mobile (VoIP mobile), téléchargements, etc.). Cet accès est utilisable de façon fixe, mais parfois également en situation de mobilité (exemple : le hotspot disponible dans les trains Thalys).

Les hotspots Wi-Fi contribuent à constituer ce que l’on peut appeler un « réseau pervasif ». En anglais, « pervasive » signifie « omniprésent ». Le réseau pervasif est un réseau dans lequel nous sommes connectés, partout, tout le temps si nous le voulons, par l’intermédiaire de nos objets communicants classiques (ordinateurs, téléphones) mais aussi, grâce à des objets multiples équipés d’une capacité de mémoire et d’intelligence : systèmes de positionnement GPS pour voiture, jouets, lampes, appareils ménagers, etc. Ces objets dits « intelligents » sont d’ores et déjà présents autour de nous et le phénomène est appelé à se développer avec le développement du réseau pervasif. À observer ce qui se passe au Japon, aux États-Unis mais aussi en France, l’objet communicant est un levier de croissance pour tout type d’industrie.

En parallèle des accès classiques de type hotspot, le Wi-Fi peut être utilisé pour la technologie de dernier kilomètre dans les zones rurales, couplé à des technologies de collecte de type satellite, fibre optique, WiMAX ou liaison louée.

Les téléphones et smartphones Wi-Fi (GSM, UMTS, DECT) utilisant la technologie VoIP sont devenus très courants.

À Paris, il existe un réseau important de plusieurs centaines de cafés offrant aux consommateurs une connexion Wi-Fi gratuite. Depuis juillet 2007, Paris WI-FI propose gratuitement à Paris 400 points d’accès dans 260 lieux municipaux.

Les opérateurs de réseau mobile offrent souvent des solutions permettant aux téléphones mobiles d’utiliser, de façon transparente pour l’utilisateur, les hotspots Wi-Fi disponibles à proximité, qu’il s’agisse de nouvelles versions de hot-spots publics, de terminaux fixes (box) des abonnés du fournisseur, voire dans le cadre d’une interopérabilité entre fournisseurs. L’objectif est de faciliter l’accès à l’internet mobile et vise à dé-congestionner la bande passante utilisée par les réseaux 3G et 4G⁴².

Antennes Wi-Fi[modifier | modifier le code]

Antennes omnidirectionnelles

Les antennes Wi-Fi à couverture omnidirectionnelles ou hémisphériques  sont quantitativement les plus répandues ; elles sont notamment utilisées dans les hotspots Wi-Fi et dans les smartphones. Dans ce groupe d’antennes plusieurs types existent :

• le dipôle ressemblant à un stylo est l’antenne tige basique (¼ d’onde) la plus rencontrée. Il est omnidirectionnel, et est destiné à la desserte de proximité. Il équipe aussi certains modèles de caméras sans fil numériques Wi-Fi à 2,4 GHz (conformes CE) permettant une PIRE (Puissance Isotrope Rayonnée Équivalente) maximale autorisée de 100 mW, 20 dBm (D standard indicatif = 500 m à vue).
• L’antenne colinéaire souvent installée sur les toits. Elle est omnidirectionnelle, son gain, 7 à 15 dBi, est lié à sa dimension verticale pouvant atteindre 2 m.
• Les antennes patch (plates) notamment utilisées dans les smartphones et les tablettes tactiles.

Les deux premiers types fonctionnent en polarisation V ; elles peuvent être considérées comme des antennes de stations d’accueil ou de base puisque compatibles avec un environnement 360°.

Antennes directionnelles

• L’antenne panneau peut être intérieurement un réseau d’antenne quad ou d’antenne patch, ou un réseau de dipôles. Le gain commence vers 8 dBi (8 × 8 cm) pour atteindre 21 dBi (45 × 45 × 4,5 cm). C’est l’antenne qui présente le meilleur rapport gain/encombrement et aussi le meilleur rendement, qui se situe autour de 85 à 90 %. Au-delà de ce gain maximum, elle est difficile à fabriquer, car surgissent des problèmes de couplage (pertes) entre étages des dipôles et il faudrait en plus envisager le doublement de la surface.

Le volume d’une antenne panneau est minimal.

• L’antenne type parabole pleine ou ajourée (grille). Son intérêt d’emploi se situe dans la recherche du gain obtenu à partir d’un diamètre théorique d’approche suivant :
  • 18 dBi = 46 cm ;
  • 19 dBi = 52 cm ;
  • 20 dBi = 58 cm ;
  • 21 dBi = 65 cm ;
  • 22 dBi = 73 cm ;
  • 23 dBi = 82 cm ;
  • 24 dBi = 92 cm ;
  • 25 dBi = 103 cm ;
  • 26 dBi = 115 cm ;
  • 27 dBi = 130 cm ;
  • 28 dBi = 145 cm ;
  • 29 dBi = 163 cm ;
  • 30 dBi = 183 cm.

Le rendement de la parabole est moyen, 45~55 %. Le volume de l’antenne, qui tient compte de la longueur du bracon (bras qui éloigne la tête de réception du réflecteur parabolique), donc de la focale, est significatif.

Une parabole satellite (exemple TPS/CS sans tête 11-12 GHz) est exploitable en Wi-Fi, à condition de prévoir une source adaptée : cornet, patch ou quad mono ou double, etc.

• L’antenne à fentes fournit un diagramme sectoriel.

Choix d’antenne

Les antennes à gain directionnelles ou omnidirectionnelles sont destinées à la « plus longue portée », possible, quelques kilomètres.

Les antennes panneaux et paraboliques sont uniquement directionnelles, c’est-à-dire qu’elles favorisent une direction privilégiée (plus ou moins ouverte) au détriment d’autres non souhaitées.

Les antennes panneaux sont souvent préférées (voire préférables) lorsque le bilan de liaison est favorable, mais, dès que le système doit être plus performant, les paraboles deviennent nécessaires. Le point d’équilibre, à 21 dBi, se fait avec d’un côté un panneau carré de 45 cm et de l’autre une parabole d = 65 cm.

En conclusion, en directionnel, ou point à point, il est plus intéressant de s’équiper d’abord d’un panneau, puis, si les circonstances l’exigent, d’une parabole.

Les antennes Wi-Fi sont généralement dotées de connecteurs SMA, RP-SMA (reverse polarity SMA), ou N selon le constructeur. Cependant, les antennes à gain (exprimé en dBi ou en dBd) employées à l’émission (réception libre) doivent respecter la réglementation PIRE (puissance isotrope rayonnée équivalente).

Autres antennes

Il existe d’autres antennes, moins connues, et celles conçues par les wifistes, comme l’antenne cornet, les antennes 2,5 GHz de réalisation amateur, les Yagi, les cornières, les dièdres, les « discones », etc. mais seules les tiges, les panneaux et les paraboles sont significativement utilisées.

Pour améliorer les échanges, il peut être monté au plus près de l’antenne un préamplificateur d’antenne (RX) avec ou sans ampli de puissance mais toujours de type bidirectionnel.

Antennes à balayage électronique – présentation Nicolas Burlet 

 

L’onde électromagnétique émise par le radar est cohérente (comme la lumière d’un laser), ce qui implique que la direction du rayonnement est celle pour laquelle toutes les vibrations émanant de l’antenne sont en phase.

Ainsi, si l’on veut que l’antenne rayonne vers un observateur B, il suffit de modifier les phases relatives des vibrations électromagnétiques émises par les différents points de l’antenne, de façon qu’elles soient en phase lorsqu’elles arrivent en B. Pour cela, on tapisse l’antenne de dispositifs modificateurs de phase, dits déphaseurs, dont on peut commander à volonté le déphasage qu’ils introduisent, pour modifier instantanément la direction du rayonnement de l’antenne.

Le réseau engendre ainsi une onde plane dont l’orientation dépend de ce déphasage qui correspond en fait au trajet de l’onde entre la source et le plan d’onde, perpendiculaire à la direction de propagation q .

Relation entre déphasage et direction de rayonnement :

Considérons une ligne de sources pouvant être déphasées entre elles d’une valeur DF, et distantes de d, et une direction de propagation q.

Le champs rayonné est donc maximal dans la direction qmax lorsque F=0, d’où la relation entre le déphasage à introduire entre chaque source élémentaire et la direction de rayonnement qmax .

Une action sur DF permet alors de modifier la direction privilégiée qmax et donc de positionner le faisceau dans l’espace . C’est le principe du balayage électronique.

CONCLUSION

Le balayage électronique se heurte à plusieurs limites physiques et pratiques :

– la complexité des antennes (nombre de sources très important)

– les angles maximaux de balayage, qui au mieux peuvent atteindre plus ou moins 60°, et plus couramment 45°

– les limites pratiques liées à la précision de réalisation de DF (rayonnement déformés)

Toutefois, les perspectives offertes par le balayage électronique permettent d’espérer une évolution considérable des performances des radars. On peut imaginer d’utiliser une structure constituée d’un grand nombre d’éléments comportant chacun leur propre émetteur récepteur.

Les signaux de réception provenant des diverses sources pourraient alors par exemple être combinés de façon numérique et fournir des diagrammes de forme sophistiquée, comme des diagrammes multifaisceaux (par exemple, avec deux faisceaux regardant en même temps dans deux directions différentes).

Cependant, l’éventail très large des possibilités offertes posera, dans chaque cas, le problème d’une définition précise des besoins sans laquelle il n’est pas possible d’aboutir au meilleur compromis coût-efficacité.

The Way to a New Phased Array Radar Architecture ( 15 janvier 2018)

“Bien que l’on parle beaucoup des entrées et sorties multiples (MIMO massive) et des radars de courte portée pour les automobiles, il ne faut pas oublier que l’essentiel du développement radar et de la R&D en matière de formation de faisceaux concerne l’industrie de la défense et que ces travaux sont en cours d’adaptation pour les applications commerciales. Alors que le balayage électronique et la formation de faisceaux passaient des efforts de R&D à la réalité dans les années 2000, on s’attend maintenant à une nouvelle vague d’antennes militaire par réseau focalisés, rendus possibles par la technologie industrielle offrant des solutions auparavant inabordables.”

Les antennes relais

Les antennes relais de téléphonie mobile

 

les champs électromagnétiques 

 

les champs électromagnétiques pulsés – cf chapitre 3 ( pages 32 à 57 thèse L Dupont 13/2/2018)

les appareils du quotidien

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Linky

Linky est le nom du compteur électrique communiquant développé par Enedis (anciennement ERDF « Électricité Réseau Distribution France »), principal gestionnaire du réseau électrique de distribution en France. En 2015, le déploiement des compteurs communicants pour le comptage de l’électricité est inscrit dans la loi relative à la « transition énergétique pour la croissance verte », en application de directives européennes, et en 2016, sur demande de l’Ademe, Enedis s’engage à les installer dans trente-cinq millions de foyers français à l’horizon 2021. L’installation du compteur fait l’objet de controverses et de contestations de la part de nombreux particuliers, d’associations de consommateurs et de plusieurs centaines de communes.

Controverses

Avant son arrivée dans les foyers français, le compteur Linky est l’objet de diverses critiques de la part de mouvements minoritaires⁹⁷ : mise en cause possible de la vie privée, mise en cause possible de la santé publique par les ondes électromagnétiques, faute environnementale, selon eux, consistant à se débarrasser de millions de compteurs actuels en parfait état de marche pour la plupart, etc.^97,98

Jean-Yves Le Déaut, président de l’Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et technologiques, considère l’opposition absurde au compteur Linky, comme un exemple d’utilisation hasardeuse du principe de précaution, qui montre comment le débat public peut déraper faute de parole scientifique claire⁹⁹. L’académie des technologies constate que, en parallèle au déploiement de Linky, les développements de compteurs communicants pour le gaz et l’eau n’ont pas fait l’objet de réactions aussi vives que celles provoquées par Linky. L’Académie pense qu’il y a là un champ important pour des recherches sociales¹⁰⁰.

Le 26 avril 2017, le Conseil général de l’environnement et du développement durable (CGEDD) publie un rapport sur le déploiement du compteur Linky en France¹⁰¹, commandé par le ministère de l’Environnement, de l’Énergie et de la Mer, afin de faire le point sur les réticences et proposer de nouvelles orientations pour la suite du déploiement du projet¹⁰².

Risques sanitaires allégués

En novembre 2011, l’association Robin des Toits s’inquiète de risques sanitaires pouvant être causés par les ondes électromagnétiques émises par le compteur Linky et son utilisation des courants porteurs en ligne (CPL)113.

En juillet 2014 à l’Assemblée nationale, le ministère, questionné, déclare qu’une étude du Centre de recherche et d’information indépendantes sur les rayonnements électromagnétiques (CRIIREM) a montré qu’il n’y avait pas de risque sanitaire aigu ni de risque d’effets physiopathologiques à craindre en lien avec l’exposition aux rayonnements très basses fréquences, radiofréquences et hyperfréquences114 au niveau du compteur lui-même qui est un système CPL. Pierre Le Ruz, président du CRIIREM a protesté 115 : C’est une présentation très malhonnête de notre expertise ! […] Car cette absence de risque concerne uniquement les « effets thermiques » de ces compteurs. Or, pour en subir, il faut se placer à quelques centimètres d’une antenne relais ou sous une ligne à haute-tension. Mais le risque sanitaire à long terme (cancers, électrosensibilité) est bien réel [réf. nécessaire]. Selon la Criirem il faut être à au moins 2 mètres d’un compteur et à au moins 5 mètres d’un répéteur ou d’un concentrateur pour éviter les ondes dangereuses, ce qui est presque impossible en immeuble. Quant à l’environnement extérieur, ces compteurs ne feront qu’« augmenter le brouillard électromagnétique », qui n’en avait pas besoin. « C’est du délire technologique, estime Pierre Le Ruz. On fait encore passer les problèmes de rentabilité avant les problèmes de santé »115.

Pour le ministère de l’Écologie le niveau d’ondes électromagnétiques générées par Linky est conforme à la réglementation en vigueur et qu’il n’y a donc pas de risque sanitaire attaché à l’utilisation de ce compteur116. Le Conseil de la communauté européenne a émis le 12 juillet 1999 une recommandation relative à la limitation de l’exposition du public aux champs électromagnétiques (de 0 à 300 GHz)117,d

Depuis 2012, trois syndicats régionaux d’Indre-et-Loire (SIEIL), de Lyon (SIGERLy) et de Paris (SIPPEREC) ont également réalisé des mesures complètes relatives aux émissions de Linky et concluent à son innocuité pour la santé.

Le 26 avril 2016, le Premier ministre Manuel Valls dans son discours de clôture de la quatrième conférence environnementale affirme son soutien au Linky qui, selon lui, ne présente aucun risque pour la santé118.

Enedis précise que l’envoi d’informations via le réseau électrique ne dure pas toute la journée, mais uniquement quelques secondes par jour119 et qu’il existe d’autres sources d’ondes radioélectriques plus intenses que le Linky97 dans l’habitat (Wi-Fi, ADSL ou des câbles Ethernet non blindés).

Des associations de personnes déclarant souffrir d’hypersensibilité aux ondes, comme l’association Priartem-Electrosensibles120, s’inquiètent de l’envoi par Linky « en permanence des informations par CPL » qui ferait rayonner le compteur « dans toutes les pièces de la maison »120.

Le 22 septembre 2016 l’Agence nationale des fréquences (ANFR) publie de nouvelles mesures faites en laboratoire, et in situ dans des maisons de plusieurs communes121,122. L’agence en conclut que le champ électromagnétique du « compteur intelligent » est comparable à celui des compteurs qu’il remplace ou encore des plaques à induction123 et correspond aux objets électriques du quotidien121. Comme tout appareil électrique, Linky génère un champ électromagnétique, mais « faible », « presque du même ordre que celui des anciens compteurs », soit 0,25 à 0,8 volt par mètre (V/m) à 20 centimètres du compteur (ce niveau décroissant fortement quand on s’éloigne du compteur). ce champ est moindre que celui d’une ampoule à économie d’énergie et 150 à 350 fois inférieurs à la limite réglementaire (87 V/m, pour la bande de fréquence utilisée par le compteur) selon l’agence121, car le compteur envoie ses informations à un concentrateur, localisé dans les transformateurs du quartier, via les courants porteurs en ligne (CPL) le long des câbles électriques, et non par des ondes radioélectriques, comme les téléphones portables ou la connexion Wi-Fi121. L’ANFR, pour répondre aux préoccupations des citoyens, continuera à effectuer des mesures sur les différents compteurs existants121.

L’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (ANSES) a publié le 5 décembre 2016 son avis relatif à l’évaluation de l’exposition de la population aux champs électromagnétiques émis par les « compteurs communicants », sur saisine de la direction générale de la Santé : elle confirme des niveaux très faibles vis-à-vis des valeurs limites réglementaires, comparables que ce soit en champ électrique ou magnétique à d’autres équipements électriques déjà utilisés dans les foyers depuis de nombreuses années, compte tenu des faibles niveaux d’exposition engendrés par les compteurs et concentrateurs, il est peu vraisemblable que ces appareils représentent un risque pour la santé à court ou long terme124.

Le 20 juin 2017, l’ANSES publie un nouvel avis, basé sur de nouvelles données scientifiques, obtenues par le CSTB : les résultats de cette campagne de mesure, désormais disponibles, mettent en évidence des durées d’exposition plus longues que celles initialement attendues, sans que les niveaux de champ électromagnétique ne soient cependant plus élevés. Ces niveaux d’exposition restent faibles et inférieurs aux valeurs limites réglementaires et ne remettent pas en cause les conclusions initiales de l’ANSES125,124. Parmi d’autres recommandations le comité d’experts spécialisé (CES) « Agents physiques, nouvelles technologies et grands aménagements » suggère d’étudier la possibilité d’installer des filtres, pour les personnes qui le souhaiteraient, permettant d’éviter la propagation des signaux CPL à l’intérieur des logements124. ainsi que de mener des études, portant spécifiquement sur les compteurs communicants, pour tenter de faire la part entre de possibles effets sanitaires directement liés à l’exposition et ceux dus à un effet nocebo124.

En décembre 2017, le ministre d’État et ministre de la Transition écologique et solidaire Nicolas Hulot exprime sur France Inter sa position concernant le Linky : Moi j’ai fait partie, comme chaque citoyen, de ceux qui s’interrogeaient sur le côté un peu intrusif, sur les éventuels effets [du compteur]. J’ai été rassuré, je vous le dis, pendant un temps je me suis même opposé à ce qu’on installe chez moi un compteur Linky, je me suis fait une religion et je pense très sincèrement qu’il n’y a aucun danger, je fais confiance là pour le coup à mon agence126.

Invoquant le principe de précaution, en avril 2018, l’ex-ministre Corinne Lepage demande l’arrêt du déploiement du compteur auprès du Ministère de la santé127,128.

En juin 2019, alors que plus de 50% des foyers sont équipés, et qu’il y avait selon l’Ademe déjà environ 700 millions de compteurs communicants fonctionnant dans le monde fin 2017 l’Académie des technologies publie un avis sur le Linky100, qui va dans le sens des avis précédents.

La radiographie

Wikipedia

La radiographie est une technique d’imagerie de transmission, par rayons X dans le cadre de la radiographie X, ou par rayons gamma en gammagraphie.

Les rayons X sont des ondes électromagnétiques de hautes fréquences de l’ordre de 10¹⁶ Hz à 10²⁰ Hz et qui pénètrent la matière condensée (solides et liquides). Elle permet d’obtenir un cliché dont le contraste dépend à la fois de l’épaisseur et du coefficient d’atténuation des structures traversées.

Echographie doppler

Wkipedia

L’échographie Doppler est un examen médical échographique en deux dimensions non invasif qui permet d’explorer les flux sanguins intracardiaques et intravasculaires. Elle est basée sur un phénomène physique des ultrasons : l’effet Doppler. Elle est souvent surnommée écho Doppler.

• L’effet Doppler permet de quantifier les vitesses circulatoires.
• L’échographie permet de visualiser les structures vasculaires.

En pratique médicale l’échographie Doppler est utilisé pour explorer le réseau artériel et le réseau veineux afin d’évaluer certaines affections : thrombose veineuse profonde (phlébite), varices, artériopathie, thromboses, anévrismes etc.

 

le scanner

wikipedia

scanner tridimensionnel : un appareil de numérisation et d’acquisition 3D

scanner médical : est un appareil d’imagerie à rayons X qui permet l’étude de structures anatomiques à visée médicale.

scanner ou lecteur de code-barres : est un appareil qui permet de balayer toutes les fréquences radio (ou télévision).

scanner corporel : est conçu pour être utilisé dans les aéroports afin d’inspecter les passagers. Il en existe deux principaux types, le scanner corporel à ondes millimétriques et le scanner à rayons X.

l’électrosmog

sur énergie-environnement.ch

sur électrsmog.info

sur ligue contre le cancer

sur maisonsanté.ca