Exposition des travailleurs et mesures de champsTCF/UCT/DRMSCT / LEV 07/10/2009

Mesure et cartographie des champs en zone de champ proche Alain ALCARAS Christophe LEGEAYLand & Joint Systems

SOMMAIREPhnomnologie des champs prochesCaractristiques des champs proches Mthode simple dvaluation Perturbations du banc de mesure Contraintes de mesure

Moyen de mesure et de cartographieCaractristiques principales des sondes de champ Mthodes et Moyens de cartographieTCF/UCT/DRMSCT / LEV- 07/10/2009

Exemple de cartographie : Comportement champs prochesMoyen de mesure METHEO Zones typiques de scurit Trac des dures dexposition (zones oranges) Impacts typiques du cumul de deux metteurs

Principales caractristiques des champs prochesA proximit des antennes (D < ) , le champ dcrot avec le carr de la distance (dcroissance rapide).Pour D > , on peut considrer une onde plane (gain dantenne exploitable).

Les champs E et H maximum sont dimensionns par les tensions/courants de lantenne.TCF/UCT/DRMSCT / LEV- 07/10/2009

Il existe des composantes verticales et horizontales de mmes niveaux (ncessit de sondes isotropes). Tout lment conducteur proche et de taille significative perturbe le champ (et parfois le comportement de lantenne).

Mthode simple dvaluation des champs prochesEstimation rapide et approche du niveau de champ lectrique/magntique :P : Puissance dmission (W, dBm) G : Gain en champ lointain de lantenne D : Distance par rapport au centre de phase de lantenne (m) L : Dimension caractristique de lantenne linaire (m); mono/diple, filaire, boucle,cadre. : Longueur donde (3e8/F)Dlim /2 D < Dlim Champ proche (F < 100 MHz) : Antennes lectriques : Monople; diple; filaire D > Dlim Champ lointain ( antenneZant P R ant P R ant

F) :

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D lim Vant Vant E(V / m ) = . E max D lim D L Antennes magntqiues : Boucle; Demi-Boucle; cadre. Iant 2 Iant 30.P(W ) .G(lin ) D lim H max . H ( A / m) = L Z .D lim D

30.P(W ) .G(lin )

2

E(V / m ) =

30.P(W ) .G(lin ) D( m )

H ( A / m ) = E(V / m ) / 377

Zant : est forte pour antennes lectriques courtes accordes (dautant plus que F diminue), est faible pour antennes magntiques courtes accordes (dautant plus que F diminue). Rant = R (rayonnement) + R (perte)

Efficace pour valuer les zones a priori (prparation des mesures)

Perturbation du champ par le banc de mesureLe banc de mesure ne doit pas comporter dlments mtalliques de grande taille. Les sondes (antennes de rception) doivent tre de faibles dimensions. Les supports de sonde doivent tre isolants (bois, plastique,) Les liaisons de signaux des sondes ne doivent pas tre des conducteursTCF/UCT/DRMSCT / LEV- 07/10/2009

lectriques. Solutions : Fibre optique, liaison radio, batterie. Loprateur engendre des renforcements pouvant induire des erreurs de mesure importantes => sloigner suffisament de la sonde.

Impact de loprateur sur la mesureErreur de mesure du champ E d la proximit de l'oprateur (frquence = 2,025Mhz, fouet de 5m) Cas erron : sonde porte de main Cas correct : sonde dporte 1,5 m de l'oprateur (perche isolante)7 6 5 hauteur=2m 4

Erreur de mesure en dB

hauteur=1,5m hauteur=1m hauteur=0,5m

3 2 1 0 0,0 -1 -2 -3 Distance (m) de la source 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

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Contraintes de mesureLes sondes doivent tre loignes de tout lments conducteurs dau moins la dimension maximale de la sonde (sauf pour sonde de surface) Loprateur doit tre plus de 1,5 m de la sonde et des lments conducteurs environnants (=> lments de renforcement). Prcision de localisation des points de mesures : de 1 cm (antennes testes trs petites) quelques dizaines de centimtres (antennes testes de grandes tailles).TCF/UCT/DRMSCT / LEV- 07/10/2009

Ne pas oublier de mesurer les ventuels renforcements de champ par les lments de taille significative aux alentours de lantenne teste (renforcement de 2 5 possible) : mts mtalliques, barrires mtalliques, autres structures mtalliques Prendre garde faire des pauses rgulires pour ne pas que la chane dmission de lantenne teste drive (diminution de la puissance).

Caractristiques des sondes de champs (E et H)Sonde large bande en champ E et en champ H (antenne active) Sonde isotrope Capacit de mesure compatiblesdes limites de normes et des mthodes spcifiques de mesure (mesure faible puissance) des champs maximum rayonns par lantenne teste ( pr-valuer !)

Alimente par batterie (autonomie de quelques heures)TCF/UCT/DRMSCT / LEV- 07/10/2009

Mthodes de cartographie des zones : Principe

Deux phases principales pour la cartographie Mesures discrtises des champs avec localisation de la sonde Interpolation des donnes de mesures (3D) : trac des zonesTCF/UCT/DRMSCT / LEV- 07/10/2009

Mthodes de cartographie des zones : MesureChoix des points de mesureGrande densit de point de mesure aux endroits : de champs importants (suprieurs aux limites travailleurs/habilits ) proches des renforcements significatifs de champs de dcroissance rapide (1/R2) Faible densit de point de mesure aux endroits : de dcroissance lente (1/R) loigns de tout lment conducteur de champs faibles (infrieurs aux limites public/non habilits ) A valuer laide des estimations de champs et/ou en analysant les valeurs de champ au cours de la mesure.TCF/UCT/DRMSCT / LEV- 07/10/2009

Scurit de loprateurDosimtre personnel Indication continue du niveau de champ mesur par la sonde (alarme) Mesure faible puissance (rayonnement = phnomne linaire) Mesure de champ en un point quelconque puissance forte et puissance faible => facteur de correction Mesure des champs en tout points puissance faible Etablissement du zonage puissance forte par correction linaire Autre avantage : diminue les risques de drive de puissance dmission

Mthodes de cartographie des zones : InterpolationInterpolation linaire standard (polynome de Newton,):Surfacique Volumique

Interpolation par Krigeage (interpolation statistique) : permet un chantillonage spatiale moins dense lors de la mesure.TCF/UCT/DRMSCT / LEV- 07/10/2009

La prcision de la cartographie dpend de la densit de points de mesure et de la performance de linterpolation.

Moyens de localisation de la sondeLocalisation statique de la sonde (systme basique)Dplacement de la sonde en des points reprs visuellement (Mesure rapide mais peu prcise). Dplacement/Repositionnement de la sonde sur un support prpositionn (Mesure prcise mais trs gourmande en temps).

Localisation dynamique de la sonde (reprage instantan de laTCF/UCT/DRMSCT / LEV- 07/10/2009

sonde):Systme GPS (Prcision insuffisante en vertical, problme de mesure enintrieur, tenue GPS dans des champs forts)

Thodolite vise laser.

Systme de localisation : Systme basiqueSurface sous test20cm

Sonde Rglette moteur Chariot Mesureur de champ

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20 cm

Botier de commande pas pas

Une rglette en bois de 2.50m de long transporte en pas pas une sonde de mesure.

Systme de localisation : Systme METHEOMesures de champs lectromagntiques assistes par THEOdoliteAntenne sous test Sonde Cible

n te iso la he PercBotier de commandeTCF/UCT/DRMSCT / LEV- 07/10/2009

Calculateur

-Le thodolite accroche sa cible laide de son systme de vision et son rayon laser. -Loprateur demande une mesure de position et de champ rayonn avec son botier de commande.

Thodolite

Exemple de cartographie de champ procheZone interdite petite Effet de blindage interne Effet de rsonance (antenne longue)

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Zone interdite importante Blindage insufffisant

Exemple : Trac des dures limites dexposition

6 min 3 min 1 min

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Permet de dfinir des zone orange au sens DREP

Exemple : Cumul de 2 antennes intra-systme

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Pas dagrandissement significatif du zonage initial

Exemple : Cumul de 2 antennes inter-systme (1/2)

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