Évaluation de l’exposition aux champs magnétiques dans les habitations situées à proximité des lignes de transport de l’électricité en France

ARTICLE

Auteur(s) : François CLINARD¹, François DESCHAMPS², Chantal MILAN¹, Anne-Marie BOUVIER¹, Paule-Marie CARLI³, Jean-Paul MOUTET Jean FAIVRE¹, Claire BONITHON-KOPP¹, Patrick HILLON¹

1. Registre bourguignon des cancers digestifs (EPI INSERM 0106), Faculté de médecine, BP 87900 21079 Dijon Cedex, France
<fclinard@u-bourgogne.fr>
2. Réseau Transport Électricité, Immeuble Ampère, Courbevoie, France
3. Registre des hémopathies malignes de Côte-d’Or (INSERM DGS 93R 388), Faculté de médecine, Dijon, France

En généralisant l’usage de courant électrique alternatif (50 Hz en Europe et 60 Hz aux Etats-Unis) l’homme du XX^e siècle s’est entouré en quasi-permanence – dans les pays industrialisés du moins - de champs magnétiques (CM) et électriques. Longtemps considérés comme inoffensifs pour la santé, les CM alternatifs sont suspectés depuis une vingtaine d’année d’être responsables de nombreuses pathologies (fatigue, maux de tête, nausées, diminution de la libido, anxiété, troubles du sommeil, dépression, suicide, anomalies de la reproduction, cancers).

La partie la plus intéressante de la recherche épidémiologique sur les CM a incontestablement porté jusqu’à présent sur la relation CM résidentiels – cancer de l’enfant [1, 2]. C’est en effet autour de ces travaux que se sont élaborées les techniques les plus fines pour mesurer une exposition environnementale difficile à évaluer face à l’ubiquité des sources d’exposition. Au premier rang de ces sources figurent les réseaux de transport de l’électricité. La charge électrique transportée par les réseaux électriques varie en fonction des capacités des différents types de lignes (très haute, haute, moyenne et basse tension) et en fonction du temps : lorsque la consommation domestique augmente, les courants circulants sont plus intenses. L’intensité des champs magnétiques dépend donc de la charge de celle-ci et de la distance de mesure par rapport à la source.

S’il n’est possible de tenir compte des variations de charges au cours du temps qu’à travers un calcul complexe reposant sur un historique de l’exploitation des lignes [3], une évaluation approximative de l’exposition peut être obtenue en réalisant un code d’exposition fondé uniquement sur le type de ligne et sur sa distance par rapport à l’habitation concernée (wiring code ou « code de câblage »). Ce type de code est établi à partir de calculs théoriques de production de champs magnétiques par des conducteurs rectilignes. Cette méthode a été inventée par les auteurs de la première étude cas-témoins sur le sujet [4] et améliorée par la suite [5-7]. Ce code définit quatre groupes d’intensités de champs magnétiques en fonction du type de ligne rencontré et de sa distance. Les groupes sont classés en Very Low Current Configuration (VLCC), Ordinary Low Current Configuration (OLCC), Ordinary High Current Configuration (OHCC), et Very High Current Configuration (VHCC). Ce code a été créé à partir du réseau électrique américain. Il nécessite donc des adaptations pour être utilisé dans d’autres pays.

En France, l’exposition de la population aux CM est mal connue, en particulier à proximité des lignes de transport de l’électricité [8]. Le but de cette étude est de tester la validité d’un code d’exposition (appelé code EDF) développé par EDF R & D [9] et de fournir des mesures d’intensité de CM dans des logements situés à proximité de lignes à haute ou très haute tension.

Matériel et méthode

Constitution de l’échantillon

En France, les habitations situées à proximité des lignes de transport et de distribution de l’électricité ne sont pas répertoriées. Pour étudier un échantillon représentatif de ces logements particuliers, il est donc nécessaire de créer une base d’échantillonnage originale recensant toutes les habitations situées de part et d’autre de ces lignes, puis de tirer au sort dans cette base un nombre de logements permettant une exploitation statistique fiable des données pour un coût d’étude acceptable.

Pour réaliser notre étude, la totalité des lignes à très haute tension (400 et 225 kV) et à haute tension (63 kV) de Côte-d’Or a été filmée à l’aide d’un caméscope embarqué sur un ULM (ultra léger motorisé), à l’exception des lignes de l’agglomération dijonnaise, interdites de survol. Le vol a été effectué à l’aplomb exact de la ligne, à une altitude précise permettant, en fonction de l’incidence de la prise de vue et de la focale de la caméra, de filmer une bande de 300 m pour les lignes à 400 kV, de 200 m pour les lignes de 225 kV et de 100 m pour les lignes de 63 kV. Le commentaire du pilote enregistré sur la bande sonore a permis de préciser le nom des villages survolés et de décrire sommairement les bâtiments filmés (granges, fermes, entrepôts, maisons d’habitation). La base d’échantillonnage a été constituée à partir de ces films. Les habitations de l’agglomération dijonnaise ont été recensées sur la base de plans cadastraux et sur le terrain depuis le sol.

Deux cent quarante habitations ont été tirées au sort dans des sous-groupes de la base en fonction du type de la ligne, de la distance ligne – habitation et du type de logement (maison individuelle/immeuble) (tableau 1).

Enquête

Mesures de champ magnétique et recueil des questionnaires

Les occupants des logements tirés au sort ont été contactés par un enquêteur afin de réaliser des mesures de champs magnétiques et de remplir un questionnaire. L’enquêteur a réalisé une mesure dans la chambre à coucher parentale d’une durée de 30 minutes dans deux tiers des logements et de 24 heures dans le tiers restant. Le choix d’une mesure de 30 minutes ou de 24 heures a été déterminé au préalable et de manière aléatoire. Le protocole ne prévoyait qu’une seule visite, donc une seule série de mesures par logement.

Les mesures ont été réalisées avec des appareils Emdex II (Enertech Inc., Campbell, Californie) enregistrant toutes les dix secondes une mesure d’intensité de champ magnétique dans les trois directions de l’espace. La bande passante était comprise entre 40 et 800 Hz. La moyenne de ces mesures sur 30 minutes ou 24 heures a été extraite de l’Emdex à l’aide du logiciel Emcalc (Enertech Inc., Campbell, Californie). Ces appareils ont été étalonnés avant la campagne de mesure et vérifiés après. Aucune dérive n’a été constatée.

Le questionnaire portait sur le bâtiment d’habitation (année de construction, nombre de pièces, nombre d’étages, type de chauffage), l’équipement électroménager (14 items), la consommation électrique annuelle et la puissance du compteur électrique.

Relevé de la configuration du réseau électrique environnant l’habitation

La présence de lignes de transport et de distribution de l’électricité a été relevée par une seconde équipe d’enquêteurs qui ne connaissaient pas les résultats de la première enquête. Les lignes de basse, moyenne, haute et très haute tension ont été prises en compte dans un rayon de 200 mètres autour de l’habitation. Les postes de transformation de la tension électrique ont également été mentionnés.

Ces données ont été utilisées pour classer les logements en fonction d’un code de configuration de lignes établi par le département des Laboratoires de génie électrique d’EDF R&D. Une adaptation légèrement simplifiée de ce code a été utilisée dans notre étude. Elle est présentée dans le tableau 2.

Collecte des résultats et données recueillies

Les visites de logements ont été effectuées entre le 1^er juillet et le 19 septembre 1994, en semaine, entre 8 h et 19 h. Lorsqu’un logement tiré au sort était inoccupé ou que ses résidents refusaient de participer à l’enquête, les habitants de la maison la plus proche étaient alors sollicités. Les appareils Emdex n’ont pas fonctionné dans deux logements. L’analyse porte donc sur 238 logements.

Une analyse factorielle des correspondances a permis de différencier les logements selon leur équipement électroménager. Les logements ne disposant pas de four électrique, de congélateur, de télévision ou de lave-linge ont constitué le groupe à « faible équipement électroménager ». Le reste des logements correspondait au groupe à « équipement électroménager classique ». Les logements ont également été classés en fonction de leur localisation géographique : zone rurale pour les logements situés sur des communes de moins de 2 000 habitants, zone urbaine pour les autres.

Analyse statistique

Le but de l’analyse statistique était d’identifier le ou les facteur(s) expliquant l’intensité du CM moyen mesuré dans les habitations, en intégrant la présence de lignes de transport de l’électricité par utilisation du code d’exposition EDF.

Deux types d’analyses statistiques ont été réalisés, l’intensité du champ magnétique mesurée dans la chambre à coucher (mesure de référence) étant tour à tour étudiée de manière dichotomique par régression logistique (en se référant aux seuils classiquement utilisés dans les études cas-témoins : 0,1, 0,2 et 0,3 µT) et de manière continue par régression linéaire. Par manque de puissance, les résultats au seuil de 0,4 µT étaient difficilement exploitables et ne sont pas présentés ici.

Les mesures de champ magnétique ont subi une transformation logarithmique avant d’être utilisées dans les modèles de régression linéaire et de concordance. L’analyse statistique a été réalisée à l’aide des logiciels BMDP (Statistical Software, Cork, Irlande) et Stata (Stata Corporation, College Station, Texas, États-Unis).

Résultats

La moyenne arithmétique des mesures réalisées toutes les 10 secondes dans 78 logements pendant 24 heures était très proche de la moyenne des mesures réalisées pendant les 30 minutes de l’entretien, avec un coefficient de corrélation intra-classe de 0,958 (IC 95 % : 0,934-0,973). Au vu de ces résultats, nous avons choisi d’analyser les données en prenant la moyenne sur 30 minutes dans la chambre comme mesure de référence. Les CM moyens enregistrés dans les logements se distribuent grossièrement selon une loi log-normale (figure 1). L’intensité moyenne des CM est inférieure à 0,015 µT dans 25 % des cas et supérieure à 0,138 µT dans 25 % des cas. La moyenne géométrique (0,046 µT) est proche de la médiane de distribution (0,044 µT). La valeur la plus élevée atteint 1,6 µT.

Facteurs expliquant l’intensité des CM

Le mois et l’heure au cours desquels la mesure de CM a été réalisée sont sans influence sur l’intensité de cette mesure (le degré de significativité des tests du χ² varie respectivement de 0,30 à 0,47 et de 0,16 à 0,55 en fonction des seuils). L’intensité des CM n’est pas affectée par l’équipement électroménager, la puissance du compteur électrique de l’habitation, les habitudes de consommation d’électricité ou la localisation géographique codée en urbain ou rural (tableau 3). Une partie plus importante de maisons individuelles que de fermes ou d’immeubles est située à des niveaux plus élevés de CM, mais les CM moyens de ces trois catégories de logement restent proches. L’année de construction du logement et la présence de lignes de transport de l’électricité dans les habitations sont fortement corrélées à l’intensité de CM mesurée.

Tableau 3. Description des variables susceptibles de modifier l’intensité des champs magnétiques mesurés dans les chambres de 238 logements de Côte-d’Or.

Trois variables associées à l’exposition des logements avec un degré de signification inférieur à 5 % ont été retenues dans l’analyse multivariée. Il s’agit du code EDF, du type d’habitat et de l’année de construction du logement. Trois modèles de régression logistique ont été utilisés afin d’étudier l’exposition des logements en fonction des trois seuils d’exposition utilisés dans les études cas-témoins (0,1, 0,2 et 0,3 µT). Ces trois modèles donnent des résultats très proches (tableau 4). Ils font intervenir les deux mêmes variables : le code EDF et l’année de construction. Il n’y a pas d’interaction entre ces deux facteurs.

Tableau 4. Facteurs expliquant l’intensité de champ magnétique (CM) des logements à différents seuils d’exposition par régression logistique.

Des CM moyens élevés, dépassant les trois seuils retenus, sont d’autant plus fréquemment rencontrés dans les logements que ces logements sont proches des lignes électriques (code EDF croissant). Les logements situés dans les zones moyennement exposées aux lignes (zone avec code EDF = 1) ont sept fois plus de chance de présenter une intensité de CM supérieure à 0,1 µT que les logements situés en zone où le code EDF = 0. Pour les zones très proches des lignes électriques (codes EDF 2 et 3), les logements ont 10 à 20 fois plus de chance de présenter une intensité de CM supérieure aux trois seuils retenus. Par ailleurs, les logements construits après 1948 ont trois fois plus de chance d’avoir une exposition moyenne supérieure à 0,1 µT et dix fois plus de chance d’avoir une exposition moyenne supérieure à 0,3 µT, par comparaison avec ceux construits avant 1948. Cet effet n’est pas retrouvé pour les logements construits entre 1948 et 1974 par comparaison avec ceux construits après 1974.

Lorsque l’on explique l’intensité de CM de la chambre par une régression linéaire multiple, le code EDF et l’année de construction sont les seules variables explicatives retenues par le modèle (tableau 5). Près de 25 % des variations de CM dans les logements sont expliquées par ce modèle. Le code EDF explique à lui seul 20 % des variations de CM dans les logements.

Tableau 5. Facteurs expliquant l’intensité de champ magnétique (CM) des logements par régression linéaire multiple.

Comparaison du code EDF avec les « codes de câblage » américain et canadien

Des mesures précises d’intensité de CM en fonction du « code de câblage » ont été rapportées dans trois études américaines et une étude canadienne [10-13]. Une comparaison avec les mesures françaises est proposée dans le tableau 6. Les intensités moyennes relevées dans les configurations VLCC (ou EDF 0), OLCC (EDF 1), OHCC (EDF 2) et OHCC (EDF 3) sont du même ordre de grandeur pour les cinq études (approximativement 0,06, 0,10, 0,15 et 0,21 µT). L’intensité mesurée au niveau EDF 0 est plus faible que dans les études anglo-saxonnes. En effet, à distance des réseaux de transport électrique, l’intensité des CM en France est particulièrement basse [8]. Les résultats obtenus pour le niveau EDF 3 doivent être interprétés avec prudence, car ils ne sont le reflet que de deux mesures.

Discussion

Les champs magnétiques d’une habitation peuvent provenir de quatre sources principales [10] : les courants vagabonds (quasi inexistants en France avec la généralisation du disjoncteur différentiel), les appareils électroménagers, l’installation et le câblage électrique du logement, ainsi que les lignes de transport de l’électricité environnantes. Ces dernières constituent très certainement la source quantitativement la plus importante pour les logements situés à proximité des lignes [14]. Ces logements sont peu nombreux. D’après nos estimations, ils représenteraient moins de 2 % des habitations de Côte-d’Or [15]. Il est, en France, à l’heure actuelle, impossible de les identifier par cartographie ou croisement de bases de données comme dans les pays scandinaves [3, 16]. L’originalité de cette étude se caractérise donc à la fois par la constitution de sa base d’échantillonnage, qui a nécessité la mise en œuvre d’outils originaux en épidémiologie (ULM, films aériens) et par les informations qu’elle apporte sur des logements jamais étudiés en France jusqu’alors.

L’intensité des CM mesurés dans ces logements situés à proximité des lignes est nettement supérieure à celle mesurée dans le reste des logements français (respectivement 0,05 µT et 0,01 µT) [8]. Comme pour d’autres pays [17], la consommation électrique, la puissance du compteur et l’équipement électroménager ne modifient pas l’intensité des CM. Le bruit de fond, plus important en ville qu’en campagne [8], devient négligeable devant l’importance des CM générés par les lignes de transport de l’électricité avoisinantes. Mais la présence de ces lignes n’explique que partiellement les variations de CM dans les logements. Le code EDF explique à lui seul près de 20 % de ces variations, performance identique à celle du code de Wertheimer et Leeper [10, 18]. Un facteur propre à l’habitation ou à son environnement est nécessaire pour expliquer plus complètement l’intensité des CM mesurée dans la chambre. Dans notre étude, il intervient à travers le facteur « date de construction » mais cache certainement une réalité plus complexe qui explique peut-être la discordance des résultats des études cas-témoins lorsque l’exposition est évaluée par un code de configuration de lignes ou par des mesures de CM.

Les mesures de CM dans chaque classe du code français sont du même ordre de grandeur que celles effectuées aux États-Unis à partir du code originel de Wertheimer et Leeper [10, 19]. L’effectif des logements de la classe EDF 3 étant faible, nous avons dû les regrouper avec la classe EDF 2 dans les analyses multivariées. Au vu des résultats de ces analyses, les classes EDF 1 et EDF 2 pourraient être regroupées. Un code en trois classes EDF 0, EDF 1-2 et EDF 3 serait alors plus adapté, mais le manque de logements dans la classe EDF 3 ne permet pas d’étudier plus avant un tel code qui pourrait s’approcher de celui de Savitz et Kaune [18].

Les lignes de transport et de distribution de l’électricité n’expliquent qu’une partie de l’exposition des individus aux CM dans les habitations. Les mesures directes de CM dans les logements (mesure moyenne sur 24 heures dans la chambre à coucher, par exemple) permettent de prendre en compte d’autres sources non négligeables de CM, mais elles ne rendent évidemment pas compte des expositions aux CM en dehors du logement qui, elles aussi, ne sont pas négligeables (transport, école, etc.). Afin de décrire le mieux possible l’exposition réelle aux CM, les études épidémiologiques récentes [13, 20-22] ont exploité simultanément plusieurs types de mesurage (code de câblage, charge transportée par les lignes, mesures fixes sur 24 heures dans la chambre à coucher, mesures spot de quelques minutes dans plusieurs pièces, port de dosimètres individuels). Ces mesurages ne s’attachent plus seulement à répertorier la présence de lignes de distribution et de transport de l’électricité mais cherchent également à prendre en compte toutes les sources de CM de la vie quotidienne.

Par ailleurs, les effets biologiques des CM étant mal connus [23], rien ne prouve aujourd’hui que la mesure moyenne d’intensité de CM soit le paramètre le plus pertinent à mettre en regard d’effets sanitaires dans les études épidémiologiques [24]. Cette moyenne correspond simplement au paramètre qui semble s’approcher le plus du code de configuration des lignes développé dans l’étude originelle de Wertheimer [4]. Peut-être faudrait-il plutôt s’intéresser à certaines fenêtres de fréquence, aux variations brusques d’intensité, ou au temps passé au-dessus de certaines intensités seuils. Il sera donc nécessaire, dans les futures campagnes de mesurage de CM en France, de ne plus s’attacher uniquement à la présence de lignes de transport de l’électricité mais aussi de prendre en compte toutes les sources de CM de la vie quotidienne en utilisant, par exemple, des dosimètres-enregistreurs portés pendant un ou plusieurs jours. L’analyse de ces enregistrements offrirait en outre la possibilité d’exploiter d’autres paramètres (pics, fenêtres) que les valeurs moyennes d’intensité de CM.

Conclusion

Cette étude a permis d’évaluer pour la première fois en France l’intensité moyenne des CM existants dans les logements situés à proximité des lignes de transport de l’électricité. Elle a également permis de tester en grandeur réelle une adaptation française du code de configuration des lignes développé aux États-Unis par Wertheimer et Leeper. Bien que pertinent et exploitable pour une étude épidémiologique en France, au même titre que le wire code anglo-saxon, ce code d’exposition n’explique pas complètement les variations de champs magnétiques. Un paramètre propre au logement, à son environnement immédiat ou au mode de vie de ses occupants est également important pour caractériser son exposition aux CM. À l’avenir, pour mieux connaître l’exposition des Français aux CM, il sera donc nécessaire de mettre en place des études sortant du cadre historique habituel du « logement proche des lignes à haute tension » en effectuant des mesurages individuels en continu, sur plusieurs jours, et prenant en compte les activités quotidiennes à l’intérieur comme à l’extérieur des habitations. n

Remerciements

À Edith Lanier pour son aide précieuse tout au long de l’étude, à Mohamed Harb, Nathalie Rousseaux et Marc Damy pour leur contribution au relevé de configuration des lignes. Cette étude a bénéficié du soutien, pour ces aspects techniques, d’EDF R&D et d’un point de vue financier, du Conseil régional de Bourgogne et du Service des études médicales d’EDF.

Références

1. Wartenberg D, Savitz DA. Evaluating exposure cutpoint bias in epidemiologic studies of electric and magnetic fields. Bioelectromagnetics 1993 ; 14 : 237-45.

2. Ahlbom A, Day N, Feychting M, et al. A pooled analysis of magnetic fields and childhood leukaemia. Brit J Cancer 2000 ; 83 : 692-8.

3. Feychting M, Ahlbom A. Magnetic fields and cancer in children residing near Swedish high voltage power lines. Am J Epidemiol 1993 ; 138 : 467-81.

4. Wertheimer N, Leeper E. Electrical wiring configurations and childhood cancer. Am J Epidemiol 1979 ; 109 : 273-84.

5. Savitz DA, Pearce N, Poole C. Update on methodological issues in the epidemiology of electromagnetic fields and cancer. Epidemiol Rev 1993 ; 15 : 558-66.

6. Zaffanella LE, Savitz DA, Greenland S, et al. The residential case-specular method to study wire codes, magnetic fields, and disease. Epidemiology 1998 ; 9 : 16-20.

7. Neutra RR, Delpizzo V. When “wire codes” predict cancer better than spot measurements of magnetic fields. Epidemiology 1996 ; 7 : 217-8.

8. Clinard F, Milan C, Harb M, et al. Residential magnetic field measurements in France : comparison of indoor and outdoor measurements. Bioelectromagnetics 1999 ; 20 : 319-26.

9. Deschamps F. Environnement magnétique 50 Hz en milieu résidentiel – Synthèse des études. Moret-sur-Loing : EDF-DER. Département Laboratoires de génie électrique, 1994 ; 32 p.

10. Barnes F, Wachtel H, Savitz D, et al. Use of wiring configuration and wiring codes for estimating externally generated electric and magnetic fields. Bioelectromagnetics 1989 ; 10 : 13-21.

11. Preston-Martin S, Navidi W, Thomas D, et al. Los Angeles study of residential magnetic fields and childhood brain tumors. Am J Epidemiol 1996 ; 143 : 105-9.

12. Tarone RE, Kaune WT, Linet MS, et al. Residential wire codes : reproducibility and relation with measured magnetic fields. Occup Environ Med 1998 ; 55 : 333-9.

13. McBride ML, Gallagher RP, Theriault G, et al. Power-frequency electric and magnetic fields and risk of childhood leukemia in Canada. Am J Epidemiol 1999 ; 149 : 831-42.

14. Vistnes AI, Ramberg GB, Bjornevik LR, et al. Exposure of children to residential magnetic fields in Norway : Is proximity to power lines an adequate predictor of exposure ? Bioelectromagnetics 1997 ; 18 : 47-57.

15. Clinard F, Milan C, Cottet V, et al. Mesures de champs magnétiques dans les habitations situées à proximité des lignes de transport de l’électricité. 30^e Congrès de la Société de Toxicologie Clinique, Nancy juin 2003 (poster).

16. Tynes T, Haldorsen T. Electromagnetic fields and cancer in children residing near Norwegian high-voltage power lines. Am J Epidemiol 1997 ; 145 : 219-26.

17. Kaune W, Darby S, Gardner S, et al. Development of a protocol for assessing Time-Weighted-Average exposures of young children to power-frequency magnetic fields. Bioelectromagnetics 1994 ; 15 : 33-51.

18. Savitz DA, Kaune WT. Childhood cancer in relation to a modified residential wire code. Environ Health Perspect 1993 ; 101 : 76-80.

19. Bracken T, Rankin R. The Emdex project residential study. Palo Alto California : Electric Power Research Institute, 1994 ; vol. 1 (64 p.) ; vol. 2 (256 p.) ; vol. 3 (228 p.).

20. Davis S, Mirick DK, Stevens RG. Residential magnetic fields and the risk of breast cancer. Am J Epidemiol 2002 ; 155 : 446-54.

21. Li DK, Odouli R, Wi S, et al. A population-based prospective cohort study of personal exposure to magnetic fields during pregnancy and the risk of miscarriage. Epidemiology 2002 ; 13 : 9-20.

22. Schuz J, Grigat JP, Brinkmann K, et al. Residential magnetic fields as a risk factor for childhood acute leukaemia : Results from a German population-based case-control study. Int J Cancer 2001 ; 91 : 728-35.

23. LacyHulbert A, Metcalfe JC, Hesketh R. Biological responses to electromagnetic fields. FASEB J 1998 ; 12 : 395-420.

24. Lee GM, Neutra RR, Hristova L, et al. A nested case-control study of residential and personal magnetic field measures and miscarriages. Epidemiology 2002 ; 13 : 21-31.