Initialement tourné vers les dispositifs permettant l’évaluation des effets sanitaires éventuels liés à la téléphonie mobile, ce projet s'oriente aujourd’hui vers les nouveaux signaux de communications sans fil (UMTS, Wifi, EDGE,…) mais aussi vers les signaux impulsionnels ultra rapides et les signaux millimétriques et submillimétriques. Des systèmes d’exposition sont conçus et caractérisés pour les études sur modèle animal ou cellulaire. La caractérisation s'appuie sur la dosimétrie qui consiste à déterminer une grandeur macroscopique, le débit d’absorption spécifique (DAS ou SAR en anglais qui s’exprime en W/kg) au niveau des milieux biologiques. On cherche aussi à déterminer les champs électromagnétiques au niveau microscopique, c'est à dire à l'échelle de la cellule.

Dispositifs pour des études in vitro

• Cellule fil plaque pour 8 boîtes de Pétri
• Cellule TEM pour microscope
• Illumination en onde plane

Dispositifs pour des études in vivo

• Antenne boucle pour exposition locale
• Cellule TEM
• Illumination en onde plane

téléphonie mobile et
champ EM

{C}{C}{C}

   La dosimétrie consiste à partir de modèles numériques à déterminer la distribution des champs électromagnétiques dans les différents tissus constituant le modèle. On peut alors en déduire les niveaux d'exposition.
 Sur la figure de droite est représentée la distribution spatiale de champ électrique à un instant donnée à la fréquence de 1800 MHz pour une exposition à un téléphone générique.

{C}

Cellule fil plaque - 900MHz

   La cellule fil plaque (Wire Patch Cell) est un système permettant d'exposer des boites de Pétri à une onde électromagnétique de fréquence 900MHz. Elle peut contenir 8 boîtes de Pétri de 36mm, ces dernières étant placées dans des boîtes de 55mm. La figure de droite représente le DAS au fond des boîtes de Pétri. On obtient un DAS de l'ordre de 0.8W/kg pour un W incident. (système utilisé à la faculté des Sciences et Techniques de Limoges, à la Faculté de Médecine de Limoges, au PIOM CNRS- Bordeaux)

{C}

 DAS à 900 MHz

   Une cellule TEM a été développée pour exposer des boîtes de Pétri et permettre lors de l'exposition aux microondes la visualisation des cellules à l'aide d'un microscope. Le DAS est de l'ordre de 0.6W/kg par W incident à 900 MHz. (Système utilisé au Babraham Institute - Cambridge (UK), IGR CNRS Villejuif, IPBS CNRS Toulouse)

Cellule TEM pour microscope 

{C}

Antenne boucle - 900MHz

     L'antenne boucle est un dispositif qui permet l'exposition locale sur modèle animal. On cherche avec un tel système à se rapprocher de l'exposition liée au téléphone portable. Le dispositif initialement développé pour les études sur le GSM à 900 MHz, a été adapté aux fréquences GSM 1800 et UMTS. Ce système a été développé initialement par le PIOM (CNRS-Bordeaux) et l'étude de la dosimétrie a été faite dans le cadre du programme COMOBIO du RNRT en collaboration avec France Télécom R&D.

 Cellule TEM pour microscope

   Une cellule TEM a été développée pour exposer des boîtes de Pétri et permettre lors de l'exposition aux microondes la visualisation des cellules à l'aide d'un microscope. Le DAS est de l'ordre de 0.6W/kg par W incident à 900 MHz. (Système utilisé au Babraham Institute - Cambridge (UK), IGR CNRS Villejuif, IPBS CNRS Toulouse)

DAS à 900 MHz 

Les outils d'analyse électromagnétique (méthode f.d.t.d.) sont couplés à d'autres lois de la physique (thermique, hydrodynamique, charge d’espace) permettant de prendre en compte différents phénomènes physiques interagissant au sein d'un système.  Ils permettent une modélisation multiphysique et multiéchelle pour la caractérisation et la conception des systèmes d’exposition et générateurs. Deux aspects sont illustrés ci dessous :
 

Couplage électromagnétique, thermique et hydrodynamique

{C}{C}{C}

EM, T°, convection

     Les équations de l'hydrodynamique sont couplés aux équations de la thermique pour prendre en compte les phénomènes de convection dans des solutions liquides exposées aux microondes. Sur la figure, on peut voir la distribution de DAS dans une solution contenue dans un tube à essai. A gauche (schéma noté A), on a la distribution de température sans convection aux bouts de 60s. A droite, sont représentées les distributions de températures aux instants 21s, 25s et 60s (notées respectivement B1, B2, B3).

Électromagnétisme avec charge d'espace

    Lors de l'étude d'une structure magnétron, un code PIC (Particle In Cell) a été développé. Il permet la modélisation de l'interaction du faisceau d'électron avec les champs électromagnétiques

Structure du Magnétron

 Champ E sur le mode pi

 nuage électronique

La spécificité de ce sujet est qu’il s’appuie sur de nombreuses collaborations dans le cadre des études des interactions des ondes électromagnétiques avec le vivant. Nous participons à la définition, l'installation et la caractérisation de nombreux systèmes d'exposition essentiellement dans le domaine des microondes.

• Faculté de Médecine de Limoges -        Prof. C. Yardin
  « Ondes électromagnétiques et vulnérabilité neuronale et gliale »
• Faculté des Sciences et Technique de Limoges - Ensil     P. Leprat, C. Dagot
  « Décontamination par microonde »
• PIOM - UMR 5501 CNRS - Bordeaux -     B. Veyret, Isabelle Lagroye
  « Dosimétrie et système d ’exposition : GSM 1800MHz, UMTS, Wifi, 2.45 GHz, ...»
• C.R.S.S.A. - Grenoble -              Anne Perrin, J.C. Debousy
  « Dosimétrie des systèmes  d’exposition pour l’étude des effets biologiques non thermiques des radiations électromagnétiques» 
• Babraham Institute - Cambrigde (UK) -    Rod O’Connor, M. Bootman
  « The effect of pulsed radio frequency electromagnetic fields on redox signalling calcium homeostasis »
• IGR UMR 8121 CNRS - Villejuif -               Lluis Mir
  ACI «Effets bio. de la téléphonie mobile» - « Analyse des modifications de l’endocytose des cellules en culture provoquée par l’exposition in vitro  des cellules à des champs électromagnétiques pulsés » , « nanopulse »
• IPBS UMR 5089 CNRS - Toulouse -               Justin Teissié
  « téléphonie in vitro » , « nanopulse »
• NAMC UMR 8620 CNRS - Orsay -                  Thérèze Jay, J.M. Eudeline
  « téléphonie in vivo »
• Institute of Biophysics - Moscou -  Y. Grigoriev, A. Merkulov
  « 2.45 GHz in vivo »

Exemples de systèmes d'exposition in vitro

Limoges (2.45 GHz

Babraham Institute (900MHz)

 Babraham Institute (ELF)