Les ondes électromagnétiques, entre perception du risque et réalité

Les courants électriques, constitués de charges électriques en mouvement (par exemple, des électrons), génèrent autour d’eux un champ électrique et un champ magnétique qui sont liés l’un à l’autre. C’est pour cela que l’on parle la plupart du temps de « champ électromagnétique » (CEM). Quand une perturbation de ce champ se propage (à la vitesse de la lumière dans le vide), on parle alors d’ondes électromagnétiques. Ces dernières peuvent interagir avec la matière qu’elles rencontrent, comme les organismes vivants. Toutefois, les ondes électromagnétiques n’interagissent pas toutes de la même manière avec le vivant : cette interaction dépend de leur fréquence, mesurée en hertz (Hz).

La diversité des fréquences et la multiplicité des sources d'exposition, combinées à des informations parfois contradictoires dans les médias sur ce sujet complexe suscitent l’inquiétude chez le grand public sur les effets potentiellement nocifs sur la santé.

Julien Modolo, chargé de recherche, à l'Institut national de la santé et de la recherche médicale (Inserm), au Laboratoire traitement du signal et de l'image (LTSI U1099), vice-président de la section Rayonnements non ionisants de la Société française de radioprotection (SFRP), fait le point sur la nature des ondes électromagnétiques, leurs mécanismes d'interaction avec l'organisme, les niveaux d'exposition et l'état actuel des connaissances sur leurs effets potentiels sur la santé.

Quels sont les différents types d'ondes auxquels nous sommes exposés quotidiennement et leurs caractéristiques ?

Au quotidien, nous sommes exposés principalement à deux types d’ondes d’origine artificielle : celles générées par le courant électrique (celles non seulement à proximité des lignes électriques, mais aussi des appareils électriques domestiques comme les radiateurs ou encore un rasoir), et celles émises par les téléphones mobiles.

Une différence fondamentale réside dans la fréquence : le courant électrique domestique génère des champs à 50 Hz (dans la gamme des « extrêmement basses fréquences »), alors que c’est de l’ordre de plusieurs GHz (milliards de Hz, gamme des radiofréquences) pour nos téléphones mobiles.

Par conséquent, on ne peut pas comparer leurs effets directement, puisque leur fréquence diffère de plusieurs dizaines de millions !

Pour ce qui concerne leur « puissance », elle se mesure différemment selon que l’on considère des basses fréquences ou des fréquences plus hautes.

Dans les basses fréquences, où le mécanisme principal d’interaction est les courants induits, les champs électromagnétiques vont générer, dans des conducteurs comme le corps humain, des courants électriques qui, s’ils sont suffisamment intenses, peuvent interagir avec certaines fonctions physiologiques et tissus excitables (activité électrique cérébrale ou cardiaque). Les volts par mètre [V/m] sont utilisés pour mesurer la magnitude des champs électriques et les teslas [T] pour mesurer celle des champs magnétiques.

Les fréquences issues de la téléphonie mobile peuvent induire un échauffement des tissus biologiques en raison de la polarisation rapide des dipôles comme les molécules d’eau, abondantes dans les tissus, ce qui peut affecter la thermorégulation. Les watts par kilo [W/kg] sont utilisés pour indiquer la quantité d'énergie déposée (débit d’absorption spécifique, ou DAS), qui est proportionnelle à l'échauffement.

Les ondes électromagnétiques du quotidien, telles que celles issues des smartphones ou encore du wifi, sont des rayonnements non ionisants. Ce terme est particulièrement important : ces ondes ne peuvent pas ioniser la matière (par exemple, en délogeant des électrons de leur orbite autour du noyau d’un atome). En effet, l'énergie d’une onde électromagnétique est proportionnelle à sa fréquence, et les rayonnements non ionisants ont une fréquence relativement faible et, donc, transportent une énergie elle aussi faible.

En revanche, les rayonnements ionisants, comme les rayons X, par exemple, ont une fréquence (et, donc, une énergie) beaucoup plus élevée : ils peuvent ioniser la matière et, ainsi, potentiellement endommager l’ADN, ce qui peut être à l’origine de cancers.

Quelles sont les principales sources d'exposition dans notre environnement quotidien ?

Au quotidien, nos principales sources d’exposition aux CEM sont, dans le désordre, les lignes à haute tension et le courant domestique, les smartphones, les box wifi et le Bluetooth.

On ne peut directement les comparer, car leur fréquence est très différente, ainsi que les mécanismes associés. On peut dire, par exemple, que le niveau de radiofréquences (RF) que l’on reçoit d’un smartphone est plus élevé que celui d’une antenne relais (car la puissance diminue très rapidement, avec le carré de la distance). Cela ne signifie évidemment pas qu’elle est dangereuse en soi, puisque les smartphones mis sur le marché sont soumis à un ensemble de tests afin de s’assurer que les normes d’exposition sont respectées. Quant au wifi et au Bluetooth, très présents dans notre environnement, leur puissance est très faible (moins de 0,1 W pour le wifi, alors qu’un smartphone peut émettre 2 W).

Quelles sont celles qui génèrent la plus grande inquiétude de la part du grand public ?

Les deux sources d’ondes qui reviennent le plus souvent sont les lignes à haute tension ainsi que les téléphones mobiles.

L’inquiétude principale associée aux lignes à haute tension est le risque de cancer, à cause de la classification par le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) dans le groupe 2B (cancérogènes possibles). Il faut savoir que cette classification est maintenue en raison du principe de précaution, motivé par quelques études épidémiologiques montrant une association faible et contestée (absence de mécanisme causal identifié) entre l’exposition aux champs magnétiques issus des lignes à haute tension et les leucémies infantiles, par exemple.

Pour ce qui est de la téléphonie mobile, et en particulier la 5G, il existe une désinformation autour des cancers (du cerveau, notamment) et de la fertilité (l’idée, par exemple, selon laquelle garder son téléphone dans la poche de son pantalon pourrait nuire à la fertilité, en raison de la chaleur générée par le téléphone, mais pas à cause des ondes elles-mêmes).

La mise en place des nombreuses antennes relais pour la 5G a aussi généré des inquiétudes, alors que, comme le mentionne très justement l’Agence nationale des fréquences (ANFR), le niveau d’exposition reçu de nos smartphones est bien supérieur à celui reçu d’une antenne relais, car l’exposition diminue avec le carré de la distance. Par conséquent, l’exposition des antennes relais s’atténue très rapidement, alors que nos téléphones restent à proximité du cerveau.

Quels sont les tissus les plus sensibles aux différents types d’ondes ?

La pénétration des ondes électromagnétiques diminue avec la fréquence, c’est pour cette raison, par exemple, que les ondes issues de la 5G sont quasi complètement absorbées par la peau, alors que celles issues de la 4G peuvent pénétrer plus profondément.

Dans les basses fréquences (50 Hz, par exemple), c’est la rétine qui est la plus sensible aux courants induits par les champs électriques et magnétiques, ce qui peut se traduire par la perception de phosphènes en présence de ces champs à des niveaux suffisamment élevés (plus de 10 milliteslas, ce qui est très supérieur aux limites réglementaires d’exposition, et inaccessible dans un environnement domestique).

Quant aux radiofréquences (RF), c’est le cristallin qui y est le plus sensible, puisqu’il est avasculaire et qu’il n’y a pas de thermorégulation pour compenser l'échauffement causé par ces RF. Toutefois, là encore, le niveau de RF requis pour induire des effets néfastes est très élevé, et impossible à atteindre dans un environnement domestique.

Existe-t-il des marqueurs pour mesurer la pénétration des ondes et l’atteinte des tissus ?

Il n’existe pas, à l’heure actuelle, de marqueurs sanguins ou biologiques qui fourniraient une indication fiable du niveau d’exposition à des ondes électromagnétiques non ionisantes. Certains marqueurs comme le stress oxydatif sont parfois mentionnés, mais leur non-spécificité les rend inutilisables à des fins diagnostiques.

Comment mesure-t-on l'exposition aux ondes électromagnétiques ?

Pour donner un ordre d’idée, le champ magnétique terrestre est d’environ 50 microteslas ; sous une ligne à haute tension, il est autour de 20 microteslas, alors que dans une IRM clinique, le champ magnétique peut atteindre 3 teslas. Dans la gamme des très basses fréquences (dont fait partie le 50 Hz, fréquence du courant domestique), on peut utiliser un gaussmètre pour mesurer le champ magnétique.

Dans la gamme des radiofréquences, c’est un peu plus complexe, car il y a en fait plusieurs fréquences (dans le cadre de la 5G ou du wifi). Pour mesurer les RF, on peut utiliser un champmètre ou un analyseur de spectre.

Toutefois, il est difficile d'interpréter ces valeurs en pratique clinique. Par exemple, on ne peut pas dire qu’une exposition à 100 microteslas est deux fois plus « dangereuse » qu’une exposition à 50 microteslas, car avec les rayonnements non ionisants, il n’y a pas de dose effet comme pour un médicament. En revanche, il est possible de comparer les valeurs mesurées avec les seuils réglementaires.

Quel est le niveau d'exposition moyen de la population française aux différentes ondes électromagnétiques ?

Le niveau d’exposition aux différentes ondes reste très inférieur aux limites réglementaires, ce que l’on peut vérifier grâce aux données de l’Agence nationale des fréquences (ANFR) ; celle-ci publie en effet chaque année une synthèse s’appuyant sur plusieurs milliers de mesures réalisées dans différents environnements (domicile, rue…).

En 2021, l’ANFR estimait que l’exposition médiane de la population se situait à environ 0,4 V/m, alors que les seuils réglementaires sont, suivant les fréquences, entre 28 et 61 V/m. On peut donc en conclure que l’exposition moyenne est d’environ 1 % des valeurs limites réglementaires en termes de limite d’exposition. Il existe de rares mesures qui excèdent les 6 V/m, ce que l’on appelle des points atypiques.

Enfin, pour ce qui est de l’évolution, elle augmente légèrement au cours des années, en particulier en raison de la hausse importante de la quantité de données qui circulent sur les réseaux (5G, par exemple), ce qui oblige les antennes à émettre plus souvent. De plus, comme la 5G utilise des antennes qui ciblent spécifiquement l’appareil (Beamforming) qui reçoit les données, au lieu de diffuser tout autour d’elles sans distinction (comme pour la 4G), elle limite la hausse de cette exposition moyenne.

Existe-t-il des variations significatives d'exposition selon les environnements (urbain/rural), les habitudes de vie ou les professions ?

Évidemment, le niveau d’exposition varie entre les populations citadines et rurales (ce que chacun peut consulter sur le site de l’ANFR).

Dans un environnement urbain, cependant, la densité d’antennes relais est plus élevée ; par conséquent, les smartphones peuvent émettre à des niveaux moindres. En revanche, dans une zone rurale, le fait que les antennes soient généralement plus éloignées de l’utilisateur oblige le smartphone à émettre à des niveaux plus importants, ce qui peut induire une exposition plus élevée dans une zone rurale mal desservie que dans une zone urbaine.

Toutefois, à la ville comme à la campagne, tant que les normes sont respectées, il n’existe pas de risque. Rappelons que les normes fixent des niveaux auxquels on observe des effets biologiques (qui ne sont pas dangereux, comme la perception de phosphènes ou un échauffement de 1 degré), et qu’un facteur de sécurité de 50 est appliqué en fonction de la survenue de ces effets.

Enfin, il existe effectivement des professions qui sont plus sujettes que d’autres à des expositions aux ondes comme le personnel médical qui utilise l’IRM (dans laquelle coexistent 3 types de champs différents). Il existe des normes d’exposition légèrement différentes pour les travailleurs exposés aux CEM, qui sont plus élevées que pour le public, mais qui garantissent la sécurité du personnel sur la base des meilleures connaissances scientifiques du moment sur le sujet.

Existe-t-il des populations vulnérables à l’exposition aux ondes ?

Il n’existe pas, dans la limite des connaissances actuelles, de populations vulnérables à l’exposition aux ondes.

Toutefois, le principe de précaution est appliqué et, par exemple, il est recommandé d’éviter autant que possible l’implantation d’antennes relais à moins de 100 mètres d’un bâtiment qui accueille une population vulnérable (comme les écoles). Ce n’est toutefois pas une contrainte réglementaire au sens strict. Cependant, la loi Abeille de 2015 interdit par précaution le wifi dans les crèches (enfants de moins de 3 ans).

Quant aux dispositifs médicaux tels que les pacemakers, ils sont testés en laboratoire, prouvant qu’ils sont robustes et résistent aux interférences tant que l’exposition reste dans les limites de la Commission internationale de protection contre les rayonnements non ionisants (ICNIRP). Cependant, il est important de maintenir une distance recommandée d’au moins 15 cm entre un smartphone et le site d’implantation du pacemaker (et donc, par exemple, de ne pas garder le smartphone dans la poche d’une chemise).

Certaines fréquences ou certains types d’ondes sont-ils plus préoccupants pour la santé ?

En l’état actuel des connaissances, rien n’indique que certains types de rayonnements non ionisants induisent des effets réellement préoccupants, ou que certaines fréquences auraient un effet plus délétère que d’autres.

Les effets cumulatifs sont, quant à eux, une préoccupation légitime et qui revient souvent : même si l’on est exposé à de faibles niveaux, la durée peut être importante, et que dire de potentiels effets au bout de plusieurs années, par exemple ? Ce que l’on peut affirmer, c’est que de tels effets cumulatifs potentiels requièrent un mécanisme « immédiat » d’interaction avec notre corps ; or, dans la limite de nos connaissances, ces mécanismes immédiats (courants induits, échauffements…) ne sont pas associés au déclenchement de processus biologiques à plus long terme. De plus, les rayonnements non ionisants induisent un « stress » réversible (comme l’échauffement, qui diminue après la fin de l’exposition, ou comme une homéostasie, sans conséquences durables), alors que l’exposition aux rayonnements ionisants se cumule en raison de ses effets différents et plus importants (comme les dommages au niveau de l’ADN) ; la situation est donc très différente pour les rayonnements non ionisants.

Cette question des effets cumulatifs sur le long terme est particulièrement délicate, car étudier cette question demande des moyens très importants, comme inclure de nombreux participants sur de longues durées (années) avec des tests biologiques réguliers, par exemple.

Existe-t-il des risques sanitaires avérés ?

Tout d’abord, il convient de distinguer les effets biologiques des risques sanitaires : un effet biologique indique simplement une interaction entre les ondes et l’organisme, comme la perception de magnétophosphènes (points lumineux) lorsque la rétine est exposée à de forts champs magnétiques alternatifs (à des niveaux très supérieurs aux normes).

Pour ce qui est des risques de cancer, qui constituent une préoccupation majeure, les ondes électromagnétiques ont été classées comme cancérogènes possibles (catégorie 2B) par le CIRC. Cette classification provient de quelques études qui montrent un risque plus élevé de gliome chez les utilisateurs intensifs de smartphones, avec toutefois un niveau de preuve insuffisant chez l’animal. Au cours des années, et fortes d’un recul d’environ vingt ans depuis l’explosion de la téléphonie mobile, de nombreux travaux ont mesuré le taux d’incidence des tumeurs cérébrales, sans qu’aucune augmentation ne soit observée.

Par ailleurs, s’agissant des patients qui rapportent souffrir d’électrohypersensibilité (EHS), il n’existe toujours pas, à l’heure actuelle, de marqueurs biologiques objectifs à ce propos. De plus, malgré les nombreuses études de provocation visant à confirmer que certaines personnes pouvaient présenter des symptômes en présence d’ondes, aucune preuve solide n’a jamais été mise en évidence jusqu’ici.

Pour conclure, en termes d’effets sur la santé, il en est un qui est bien réel, et qui n’est pas causé par les ondes : celui lié à l’hyperconnexion, à l’anxiété croissante ainsi qu’à la baisse des performances cognitives et de l’attention.

Existe-t-il des précautions pour limiter notre exposition aux ondes électromagnétiques ?

Pour les travailleurs qui sont régulièrement exposés, dans le cadre de leurs missions, à des niveaux élevés de CEM, il existe des procédures et équipements adaptés pour s’assurer du bon respect des normes réglementaires (limites réglementaires adaptées aux travailleurs).

Pour le grand public, on pourrait parler de précautions à prendre si des effets néfastes étaient possibles et confirmés. Néanmoins, si certaines personnes souhaitent limiter leur exposition, le plus simple est d’utiliser leur smartphone le moins possible ou de recourir à un kit mains libres.

Qu’en est-il des recherches entreprises pour démontrer le bénéfice des ondes électromagnétiques dans le domaine de la santé ?

De nombreuses applications médicales existent qui utilisent des champs électriques et magnétiques. Les plus largement utilisées sont les pacemakers cardiaques et les implants de stimulation cérébrale profonde dans la maladie de Parkinson, par exemple, qui utilisent des impulsions électriques pour normaliser l’activité électrique pathologique. L’ablation par radiofréquence est aussi très utilisée, par exemple pour les arythmies cardiaques.

Des thérapies novatrices en sont au stade d’études cliniques, comme la stimulation électrique non invasive du cerveau dans le traitement de l’épilepsie pharmacorésistante, ou encore pour améliorer les symptômes cognitifs de la maladie de Parkinson.

Un autre exemple est l’électrochimiothérapie, une thérapie qui combine la chimiothérapie avec des impulsions électriques ultracourtes appliquées au niveau de la tumeur, qui maximise par électroporation l’effet du traitement tout en diminuant considérablement le temps de perfusion de la chimiothérapie et, donc, la toxicité, et les effets secondaires.