Compatibilité électromagnétique : Etude de l’environnement électromagnétique généré par les lignes haute tension

Abstract

Les dernières décennies ont connu des progrès rapides dans les différents domaines de génie électrique de sorte que notre environnement est devenu une mer de signaux électriques et magnétiques, ceci soulève des questions sur les éventuels effets des champs électromagnétiques ; non seulement sur l’homme mais aussi sur les appareils électriques et électroniques. Bien que les conséquences sur la santé ne soient pas encore confirmées, des recommandations mondiales précisent notamment des valeurs de champ magnétique H, de champ électrique E, et de densité de courant induit J dans le corps à ne pas dépasser. Par ailleurs, un intérêt particulier est donné aux réseaux de transport d’énergie électrique en raison des valeurs très importantes des grandeurs électriques. La nécessité de quantifier et maitriser le niveau du champ électrique et magnétique rayonné au voisinage des réseaux de haute tension est devenue indispensable, ce travail de thèse est consacré à l’étude de l’environnement électromagnétique basse fréquence au voisinage des sources à haute tension (SONELGAZ), dans les régions urbaines et professionnelles. L’étude bibliographique fait le point sur les effets des champs sur la santé et sur les stimulateurs cardiaques, l’état de l’art sur l’évaluation de la pollution électromagnétique générée par les lignes et les postes haute tension, et les méthodes numériques les plus utilisées en électromagnétisme. L’analyse par une méthode analytique classique du champ produit à proximité d’une seule ligne haute tension nous ont permis de voir la difficulté d’appliquer cette méthode sur des modèles complexes. Puis une formulation numérique éléments finis 2D est développée à partir des modules électrostatiques et magnétostatiques du logiciel COMSOL- MULTIPHSYSICS, des comparaisons avec les résultats expérimentaux obtenus au voisinage d’une ligne qui possède une configuration simple, apportent une certaine validation. Diverse simulations réalisés sur plusieurs modèles des lignes haute tension illustrent les effets des paramètres électriques et géométriques, de l'assemblement de plusieurs lignes parallèles, d’un phénomène de surtension interne « effet ferranti » et de la présence des obstacles, sur la distribution du champ électromagnétique au voisinage de ces lignes. Les résultats obtenus sont comparés avec les limites de sécurité du grand publique recommandées par les normes internationales. Enfin, une étude expérimentale des rayonnements électromagnétiques à l’intérieur d’un poste haute tension aérienne (220/90/60/30 kV) nous ont permis de constater le risque lié vi à ces rayonnements sur les travailleurs, après une comparaison avec les limites de sécurité recommandées pour les professionnels.