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dimanche 24 janvier 2016

Chauffages au sol électriques et champs magnétiques

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Chauffages au sol électriques

Bodenheizung
Les chauffages au sol électriques sont constitués de câbles ou de films chauffants placés dans le sol et recouverts d'une dalle de protection. Le courant engendre de la chaleur en circulant dans les éléments chauffants et, dans certains cas, induit des champs magnétiques de basse fréquence, dont l'intensité varie selon la qualité des câbles chauffants.
Les planchers chauffants électriques qui bénéficient des dernières avancées technologiques ne créent aucun champ magnétique significatif. Dans les câbles de chauffage à fil double (bifilaire, à double conducteur, dipolaire), les champs magnétiques des conducteurs aller et retour situés l'un à côté de l'autre s'annulent réciproquement. En revanche, pour les chauffages au sol équipés de câbles à un seul fil, des champs magnétiques de basse fréquence peuvent survenir lors de la phase de chauffage, les conducteurs aller et retour étant éloignés l'un de l'autre.
En ce qui concerne les champs magnétiques, les chauffages au sol à double fil ne posent pas de problèmes du point de vue sanitaire.
On ignore si les champs magnétiques des chauffages au sol à un seul fil présentent un danger pour la santé. Toutefois, certaines études indiquent que les champs magnétiques de basse fréquence, même de faible intensité, peuvent accroître le risque de leucémie infantile.
Voici quelques recommandations permettant de réduire l'effet des champs magnétiques provoqués par les chauffages comportant des câbles à un seul fil :
  • Chauffer les pièces lorsque personne ne s'y trouve, dans la mesure du possible ;
  • Ne pas poser matelas et sommiers à même le sol, mais utiliser un cadre de lit. L'effet du champ magnétique est réduit grâce à la distance au sol.

Informations détaillées

1. Données techniques

Tension : 230 V / 400 V
Puissance par superficie de sol : maillage de câbles 60 - 300 W/m2, films chauffants 100 - 250 W/m2 [1]
Fréquence : 50 Hz
Des câbles chauffants sont disposés dans le sol sous forme de boucles de chauffage ou de maillages de câbles pour créer un flux de chaleur. Le cœur du câble chauffant est formé le plus souvent d'un cordon flexible (fil de Litz) présentant une résistance ohmique. Lors de la mise sous tension, le cordon, en résistant au passage du courant, transforme l'énergie électrique en énergie thermique. La résistance du cordon est choisie en fonction de ses dimensions et propriétés électriques lui permettant d'atteindre la puissance de chauffage souhaitée sous des tensions de 230 ou 400 volts. Des conducteurs froids sont utilisés pour le retour du courant, pour les connexions non chauffées et les branchements, car leur résistance, plus faible, génère moins de chaleur que les câbles chauffants.
Lorsque le câble chauffant est raccordé au réseau électrique, la tension appliquée crée un champ électrique. En plus de leur gaine isolante, les câbles de chauffage peuvent être entourés d'une tresse de protection, reliée à un disjoncteur. Cette tresse de protection améliore la sécurité électrique en cas d'incident et protège, en outre, des champs électriques.
Lorsque le mécanisme se met à chauffer, le courant circulant crée un champ magnétique autour des conducteurs. L'intensité du champ magnétique dépend du type de câble de chauffage :
  • Dans les câbles de chauffage à deux fils (bifilaires) créant de faibles champs magnétiques, les conducteurs aller et retour sont situés côte à côte et sont traversés par le courant dans des directions opposées. De par cette disposition qui fait qu'ils se trouvent dirigés l'un contre l'autre, les champs magnétiques des deux conducteurs se compensent dans leur majeure partie.
  • Avec les câbles de chauffage à un fil, les conducteurs aller et retour du chauffage au sol se retrouvent parfois éloignés l'un de l'autre. Les champs magnétiques de ces conducteurs ne peuvent alors plus se compenser complètement, si bien que persiste un champ magnétique résiduel.
câble chauffant a double conducteur
Les films chauffants sont composés de deux films polyester collés l'un à l'autre. Un conducteur chauffant s'étend sur la surface, rattaché soit à l'un des deux films, soit à une trame faisant office de support. Ce conducteur consiste en un mélange de suie et/ou de graphite. Les bandes de contact placées en bordure du film sont reliées aux conducteurs aller et retour. En circulant à travers le conducteur de chauffage, le courant crée un champ magnétique de basse fréquence, tandis qu'un rayonnement thermique se produit sur toute la surface du film.
Les chauffages au sol électriques peuvent être utilisés comme chauffage à accumulation ou comme chauffage direct.
  • Avec les chauffages à accumulation, la chaleur est stockée dans le sol. Les câbles chauffants sont placés dans la couche la plus basse d'une chape de 10 cm d'épaisseur environ. En utilisation normale, l'accumulateur chauffe pendant la nuit pour profiter du tarif réduit et restitue passivement pendant la journée, par rayonnement thermique, la chaleur dans la pièce. Les champs magnétiques de basse fréquence apparaissent lorsque l'accumulateur chauffe, donc normalement durant la nuit.
  • Avec le chauffage direct, une chape plus fine sert de réservoir à courte durée d'accumulation, permettant de compenser rapidement les variations de température. Le réservoir à courte durée d'accumulation est utilisé toute la journée. La chaleur est restituée passivement par rayonnement avec un décalage moindre. Les champs magnétiques de basse fréquence se forment pendant la phase de chauffage, donc normalement toute la journée.

2. Expositions aux champs magnétiques de basse fréquence

Sur mandat de l'OFSP, une étude a mesuré les champs magnétiques de différents chauffages au sol électriques dans un cadre de 20 cm de côté, placé à 50 cm du sol (tableau 1). Les chauffages au sol comportant des câbles chauffants bifilaires ne produisent pratiquement aucun champ magnétique (illustration 1A). En revanche, si les câbles de connexion ne sont pas à double fil, il est possible d'observer des champs magnétiques de plus grande intensité à proximité du branchement (illustration 1B). Des champs magnétiques relativement faibles sont également mesurés pour les films de chauffage (illustration 1C). Les chauffages au sol équipés de câbles chauffants à un seul fil produisent les champs magnétiques les plus élevés (illustration 1D). Même si ces champs magnétiques sont 35 fois inférieurs à la valeur limite de 100 µT (pour 50 Hz) [2] recommandée par la CIPRNI (Commission internationale de la protection contre les rayonnements non ionisants), ils sont néanmoins plus élevés que les champs habituellement observés dans les habitations [3].
champ magnétique (μT)
type
type de câble chauffant moyenne
max. min.
chauffage à accumulation un fil
0,95
1,38
0,69
chauffage à accumulation un fil
0,50
0,69
0,08
chauffage à accumulation un fil
0,55
0,92 0,09
chauffage à accumulation un fil
1,16
2,08 0,76
chauffage direct un fil
1,28
2,87 0,10
chauffage direct deux fils
0,07
0,09 0,03
chauffage direct deux fils
(hors branchements)
0,05
0,54* 0,02
chauffage par film films chauffants
0,20
0,35 0,09
Tableau 1 : Champs magnétiques de différents chauffages au sol. Moyenne des points mesurés (cadre de 20 cm de côté, placé à 50 cm du sol), valeur maximale, valeur minimale. *Valeurs à proximité du branchement
Magnetfeld Bodenheizung
Illustration 1 : Champs magnétiques de différents chauffages au sol pendant la phase de chauffage, hauteur de mesure 50 cm

3. Effets sur la santé

Les champs magnétiques de basse fréquence peuvent pénétrer dans le corps et y générer des courants électriques qui, s'ils sont trop forts, peuvent stimuler le système nerveux central. Les valeurs recommandées par la CIPRNI [2] autorisent des champs magnétiques qui ne génèrent pas de courants électriques supérieurs à un cinquantième du seuil de stimulation du système nerveux central.
Dans son évaluation complète des conséquences sanitaires induites par les champs magnétiques basse fréquence, la CIPRNI parvient toutefois à la conclusion qu'une exposition sur le long terme à des champs magnétiques de 50 Hz supérieurs à 0,4 μT peut doubler le risque de leucémie infantile [4]. En se basant sur l'existence de preuves scientifiques, certes peu nombreuses, établissant l'augmentation du risque de leucémie infantile, le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) a classé les champs magnétiques basse fréquence comme potentiellement cancérogènes [5]. En suivant les recommandations citées précédemment, il est possible de réduire l'exposition des personnes aux champs magnétiques émanant des chauffages au sol électriques.

4. Législation

Les chauffages au sol électriques sont considérés comme des appareils électriques à basse tension, lesquels sont réglementés en Suisse par l'ordonnance sur les matériels électriques à basse tension [6]. Cette ordonnance précise que les appareils à basse tension ne doivent mettre en danger ni les personnes, ni les choses lorsqu'ils sont exploités et utilisés correctement, ni, si possible, en cas d'usage incorrect prévisible ou de dérèglement prévisible. Elle précise également que les appareils électriques à basse tension ne peuvent être mis sur le marché que s'ils satisfont aux exigences essentielles de la directive européenne sur les matériels électriques à basse tension relatives à la sécurité et à la protection de la santé.
Au moment de la mise sur le marché d'un produit, les fabricants d'appareils électriques à basse tension doivent disposer d'une déclaration de conformité confirmant le respect des exigences essentielles par le produit en question. Les exigences essentielles applicables aux différents produits sont précisées dans des normes techniques. Les exigences relatives aux champs électromagnétiques des appareils électroménagers sont traitées dans la norme SN EN 62233 [7]. Les critères de conformité applicables sont identiques aux valeurs limites recommandées par l'ICNIRP [2]. Les fabricants sont eux-mêmes responsables du respect des critères de conformité par leurs appareils. Il n'existe pas, en Suisse, de contrôle systématique du marché. Le respect des prescriptions est contrôlé sur le marché par les autorités, au moyen de contrôles par pointage.

5. Bibliographie

1. Borstelmann P, Rohne P. Handbuch der elektrischen Raumheizung. Heidelberg: Hüthig, 1993
2. ICNIRP. Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic and electromagnetic fields up to 300 GHz. Health Phys. 75: 494-521. 1998. Voir "Informations supplémentaires"
3. Stratmann M et al. Messung der Belastung der Schweizer Bevölkerung durch 50 Hz Magnetfelder, PSI Bericht Nr. 95-09, 1995, ISSN 1019-0643
4. Ahlbom IC et al. ICNIRP. Review of the epidemiologic literature on EMF and Health. Environ Health Perspect. 2001 Dec;109 Suppl 6:911-33. Voir "Informations supplémentaires"
5. International agency for research on cancer (IARC). Non-Ionizing Radiation, Part 1: Static and Extremely Low-Frequency (ELF) Electric and Magnetic Fields. IARC Press Lyon, 2002. Voir "Informations supplémentaires"
6. RS 734.26 Ordonnance du 9 avril 1997 sur les matériels électriques à basse tension (OMBT). Voir "Informations supplémentaires"
7. SN EN 62233 « Appareils électrodomestiques et analogues – Champs électro-magnétiques – Méthodes d’évaluation et de mesure »

Contact spécialisé: emf@bag.admin.ch
Dernière mise à jour le: 07.07.2008
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  5. http://www.bag.admin.ch/themen/strahlung/00053/00673/05139/index.html?lang=fr#webBodyDiv
  6. http://www.icnirp.de/documents/emfgdl.pdf
  7. http://www.ehponline.org/members/2001/suppl-6/911-933ahlbom/EHP109s6p911PDF.pdf
  8. http://monographs.iarc.fr/ENG/Monographs/vol80/volume80.pdf
  9. http://www.admin.ch/ch/f/rs/7/734.26.fr.pdf
  10. http://www.icnirp.de/
  11. http://www.iarc.fr/
  12. http://www.emf-portal.de/_index.php?l=g
  13. http://www.emf-portal.de/gl_detail.php?l=g&id=5
  14. http://www.emf-portal.de/gl_detail.php?l=g&id=1610
  15. http://www.emf-portal.de/gl_detail.php?l=e&id=1607
  16. http://www.emf-portal.de/gl_detail.php?l=e&id=1606
  17. http://fr.wikipedia.org/wiki/Résistance_(électricité)
  18. http://fr.wikipedia.org/wiki/Fil_de_Litz


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