La simulation de champ electromagnetique permet de prevoir l’impact sur l'homme ou les machines de l'installation ou de la modification d'emetteurs , mais egalement ceux engendres par tel ou tel choix de conception de batiments pieces et locaux.

S'appuyant sur de la conception 3D d’environnement et sur des algorithmes de calcul de propagation du champ electromagnetique, la simulation de champ electromagnetique permet de donner les valeurs d'intensite de champ genere par une future installation, ou un futur equipement.

Dans un contexte grandissant d'eco-construction, elle permet aussi l'etude de la construction ou de la renovation de batiment en minimisant son exposition a son environnement electromagnetique deja existant.

Differents types de simulation [ modifier | modifier le code ]

Simulation de l’exposition des personnes aux champs electromagnetiques [ modifier | modifier le code ]

L’implantation d’un nouvel emetteur d’un reseau public (typiquement une antenne-relais de telephonie mobile ) suscite de plus en plus de reactions et de prises de precaution. La simulation de champ electromagnetique permet :

• De prevoir comment le champ electromagnetique ambiant evoluera en implantant une nouvelle antenne
• De parametrer l’antenne : direction (azimut), inclinaison (tilt mecanique ou electrique), hauteur, puissance, gain, ouverture horizontale et verticale du faisceau, afin de baisser au maximum l’exposition des personnes vivant ou travaillant a proximite, tout en assurant la bonne continuite du reseau.

Les niveaux limites sont aujourd’hui donnes par le decret no 2002-775 ^{[ 1 ]} transposant en droit francais la recommandation europeenne 1999/519/CE ^{[ 2 ]}

Simulation des appareils et CEM [ modifier | modifier le code ]

Chaque nouveau materiel electrique et electronique est soumis a la directive europeenne 2004/108/CE donnant les regles de fonctionnement de ces nouveaux appareils dans leur nouvel environnement. On appelle cela la compatibilite electromagnetique .

D’une facon simplifiee, la directive declare que tout nouvel appareil ne doit pas perturber, ni etre perturbe par l’environnement dans lequel il va evoluer.

La simulation de champ electromagnetique permet ainsi de prevoir quelle intensite de champ ce dernier emettra et quel sera le champ qu’il subira lorsqu’il sera place dans son environnement d’utilisation.

La simulation de champ peut ici se complexifier car on peut se retrouver en situation de champ proche suivant les frequences etudiees. Les logiciels de simulation sont ainsi separes en deux types, ceux traitant de la CEM et ceux traitant plutot des problematiques de champ lointain comme EMF VISUAL de la societe Satimo ^{[ 3 ]} , MITHRA-REM ^{[ 4 ]} , ou CST Micro Wave cette difference se retrouve egalement sur les types d’algorithme utilises dans ces deux grandes familles de logiciels, chacun ayant leur domaine de predilection. La vitesse de calcul et la precision des resultats sont les deux plus grandes donnees comparatives.

Techniques de simulation [ modifier | modifier le code ]

Simulation emetteurs publics [ modifier | modifier le code ]

Dans le cadre de l’implantation d’un nouvel emetteur de reseau public tel qu’une antenne relais de telephonie mobile , une simulation de champ peut etre realisee sur une maison ou un immeuble en particulier ou bien sur le quartier tout entier entourant cette nouvelle implantation.

La difficulte majeure de ces etudes reste la recuperation des donnees exactes des antennes.

Les etapes d'une simulation [ modifier | modifier le code ]

La simulation de champ electromagnetique telle qu’elle est pratiquee aujourd’hui comporte les phases suivantes ^{[ 5 ]}  :

• Recuperation des donnees techniques des operateurs de la nouvelle antenne.
• Definition d’un cadre de simulation (batiment, quartier, ville )
• Creation du denivele du terrain sous logiciel de conception 3D
• Creation des batiments sous logiciel a l’aide des matrices cadastrales et des differentes bases de donnees sur les constructions.
• Affectation des materiaux a chaque obstacle de propagation du champ (verre, beton, pierre, bois..)
• Creation des emetteurs a l’aide de leurs donnees de parametrage operateurs. (puissance, azimut, tilt, gain etc).
• Phase de calculs, soit globaux soit cibles, de propagation du champ electromagnetique.

La simulation prend ainsi en compte l’environnement au plus juste, reproduisant les deniveles accidentes et les batiments ou elements urbains pouvant influer la propagation du champ.

• 
  Prise en compte du denivele
• 
  Definition d'un volume de calcul
• 
  Propagation de champ sur logiciel EMF VISUAL
• 
  Repartition de champ dans un appartement
• 
  Exemple de rendu de simulation electromagnetique avec MithraREM

Physique du rayonnement et principe de calcul. [ modifier | modifier le code ]

Pour calculer le champ que l’on retrouvera en un point plusieurs methodes de calculs existent.

La methode la plus courante existant aujourd’hui dans les logiciels de simulation de champ electromagnetique en champ lointain est celle du lancer de rayons ^{[ 6 ]} .

Les algorithmes de calcul geometriques definissent les trajets de toutes les ondes arrivant en un point de coordonnees definies. Une fois que ces trajectoires sont definies, l’algorithme de calcul de champ definit quelle sera la contribution de chacun de ces trajets au point donne. Cette technique s'appuie sur les lois de propagation optique.

Les donnees intrinseques des materiaux sont bien sur prises en compte. Leurs coefficients de reflexion, transmission, et diffraction sont utilises pour quantifier l’intensite de champ electromagnetique apportee par chaque trajet.

Les calculs devenant rapidement complexes et consommateurs en ressources systemes, un nombre limite d’interactions est donc defini. On parle couramment d’une limite de trois reflexions entre immeubles pour une antenne relais classique.

Simulation et construction [ modifier | modifier le code ]

La simulation de champ electromagnetique permet donc de mieux implanter les nouveaux emetteurs de radio communication, elle permet aussi d’optimiser les batiments en construction ou en renovation par rapport a l’environnement electromagnetique deja existant ^{[ 7 ]} Elle permet en cela de satisfaire la cible 12 du label HQE des batiments a Haute qualite environnementale qui precise ^{[ 8 ]}  :

Cible 12. Qualite sanitaire des espaces

Des bureaux d’etude specialises peuvent ainsi adapter les plans de la construction a son futur environnement electromagnetique. Il est donc aujourd’hui possible a l’aide de cet outil de construire ou de renover une maison ou un immeuble a proximite d’antennes relais existantes ou de tout autre emetteur, en diminuant l’exposition globale du batiment.

La repartition des ouvertures est un des facteurs importants, ainsi que le choix des materiaux utilises. De nombreux accessoires, en gros œuvres et second œuvre permettent aussi d’adapter le batiment a l’electrosmog ambiant.

Notes et references [ modifier | modifier le code ]

Voir aussi [ modifier | modifier le code ]

Articles connexes [ modifier | modifier le code ]

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