La directive de l’Union européenne 2004/40/CE : Exigences réglementaires dans le domaine des basses fréquences

26/03/2013
Auteurs :
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2012-5:3832

Résumé

La  directive  2004/40/CE  vise  à  protéger  les  travailleurs  contre  les  risques  résultant  de  l’exposition aux champs électromagnétiques (CEM), ceci dans la bande de fréquences allant de 1 Hz à 300 GHz. Cette directive  devait  initialement  être  transposée  avant avril 2008, mais du fait de problèmes d’applicabilité (dans le secteur médical notamment), cette transposition  a  été  reportée  à  deux  reprises.  Une  nouvelle version du texte européen devrait être approuvée par le parlement européen en 2013. 


La directive de l’Union européenne 2004/40/CE : Exigences réglementaires dans le domaine des basses fréquences

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REE N°5/2012 ◗ 53 L'INFLUENCE DES RAYONNEMENTS ELECTROMAGNETIQUES SUR LA SANTE François Deschamps RTE, Développement - Ingénierie Introduction La directive 2004/40/CE vise à protéger les tra- vailleurs contre les risques résultant de l’exposition aux champs électromagnétiques (CEM), ceci dans la bande de fréquences allant de 1 Hz à 300 GHz. Cette directive devait initialement être transposée avant avril 2008, mais du fait de problèmes d’applicabilité (dans le secteur médical notamment), cette transpo- sition a été reportée à deux reprises. Une nouvelle version du texte européen devrait être approuvée par le parlement européen en 2013. Contexte législatif La directive 2004/40/CE s’intègre à un ensemble législatif européen fondé sur la directive 89/391/CEE, concernant la mise en œuvre de mesures visant à promouvoir l’amélioration de la sécurité et de la santé des travailleurs. Cet ensemble comprend notamment d’autres directives couvrant d’autres «  agents physi- ques » que sont les vibrations (2002), le bruit (2003) et les rayonnements lumineux (2006). La directive 2004/40/CE s’insère donc dans un calendrier législatif européen, visant à harmoniser la législation européenne en matière de protection des travailleurs. On notera également (car cela n’est pas anodin compte tenu de l’arrivée en 2004 et 2007 de nouveaux états membres de l’union Européenne) que la directive et ses consœurs ont également com- me objectif d’éviter des distorsions de concurrence : en l’occurrence l’harmonisation de la protection des travailleurs au niveau européen vise à éviter le dum- ping social. Ceci ressort explicitement de l’attendu n°4 du texte1 . Par ailleurs, la directive 2004/40/CE est égale- ment associée à la recommandation du Conseil du 12 juillet 1999 (recommandation 1999/519/CE), trai- tant de la limitation de l’exposition du public aux CEM. La directive et la recommandation s’appuient sur le même fondement scientifique (les Health Guidelines de l’ICNIRP2 , publiées en 1998) et préconisent donc la même approche en matière de protection. Les deux textes européens forment donc un ensemble cohérent. L’ICNIRP procède à des révisions régulières de ses recommandations sanitaires et a notamment publié en 2009 et 2010 deux nouveaux textes traitant res- pectivement des champs statiques et des champs d’extrêmement basse fréquence. Ces textes seront repris dans la nouvelle directive en préparation pour 2013. 1 Considérant n° 4 de la directive : « Ces mesures visent non seu- lement à protéger la santé et la sécurité de chaque travailleur pris isolément, mais également à créer pour l’ensemble des travailleurs de la Communauté un socle minimal de protection afin d’éviter des distorsions éventuelles de la concurrence ». 2 ICNIRP : International Commission on Non-Ionising Radiation Protection, comité international affilié à l’Organisation mon- diale de la Santé. La directive de l’Union européenne 2004/40/CE : Exigences réglementaires dans le domaine des basses fréquences La démarche suivie à RTE The European Directive 2004/40/EC addresses the occupational exposure to EMFs from 0 to 300 GHz. In the low frequency range, the risk to be avoided is the excitation of nervous tissues from currents or internal electric fields induced when the wor- kers’ body is exposed to EMF. The paper describes how the general requirements for employers were applied and implemented in RTE. A case study is detailed about a particular exposure situation in RTE : the high voltage live-line working. abstract 54 ◗ REE N°5/2012 L'INFLUENCE DES RAYONNEMENTS ELECTROMAGNETIQUES SUR LA SANTE En basse fréquence, de quels risques parle-t-on ? Les hypothétiques effets à long terme ne sont pas cou- verts par la directive. A noter toutefois que le sujet n’est pas écarté  : la directive justifie explicitement cette position en indiquant « qu’il n’existe pas de données scientifiques pro- bantes permettant d’établir un lien de cause à effet » (consi- dérant n°4). La directive traite donc des effets avérés et scientifiquement prouvés des CEM. Dans le domaine des extrêmement basses fréquences, le risque est lié à l’induction de phénomènes élec- triques dans l’organisme. A noter qu’il s’agit d’effets instanta- nés (ils sont concomitants à l’exposition) et réversibles : ils disparaissent dès que l’exposition, et donc les phénomènes induits, s’arrête. Dans la directive de 2004, le phénomène phy- sique fondamental pris en compte est l’induction de courants, mais dans le projet de 2013 (en cohérence avec la nouvelle approche de l’ICNIRP de 2010), il s’agit des champs électri- ques induits, considérés comme plus pertinents pour traiter de l’excitabilité des cellules nerveuses. Courants et/ou champs électriques induits peuvent exci- ter certains organes sensibles ; en l’occurrence, la directive 2004 précise qu’il s’agit du système nerveux central, donc essentiellement le cerveau et la moelle épinière. C’est à ce niveau que se situent les risques que la directive vise à éviter : un travailleur qui subirait de telles excitations intempestives, risquerait dès lors de perdre la maîtrise de ses gestes alors même que la présence de CEM de forte intensité implique une présence de fortes tensions ou forts courants… d’où la situation de danger potentiel. Quelles sont les limites à respecter à 50 Hz ? Directive 2004 Les effets dont on cherche à se protéger sont l’induction de courants dans l’organisme au niveau des organes électri- quement excitables. En conséquence, la directive 2004 fixe une Valeur Limite d’Exposition (VLE) en correspondance directe avec cet effet : • La VLE s’exprime en termes de densité de courants dans l’organisme (unité : mA/m²) ; • La VLE ne s’applique qu’aux organes excitables, c’est-à-dire ceux du système nerveux central dans la tête et le tronc. Sont donc concernés le cerveau et la moelle épinière. La directive autorise explicitement, et sans fixer de limite, des courants induits supérieurs dans les autres organes du corps. A 50 Hz, la Valeur Limite d’Exposition est de 10 mA/m². Cette valeur est 10 fois plus faible que celle à partir de la- quelle les premiers symptômes sont susceptibles d’apparaître. A noter que le seuil de danger immédiat (risque de fibril-la- tion cardiaque par électrisation) est quant à lui, 100 fois plus élevé. De par sa nature même, la VLE n’est pas directement ac- cessible par la mesure et il est donc nécessaire d’y associer d’autres limites qui permettent au besoin de contourner cet- te difficulté. Dans la directive, elles sont dénommées Valeurs Déclenchant l’Action (VDA). Il s’agit donc de grandeurs directement mesurables, per- mettant un contrôle direct et simple de la conformité à la directive. Il s’agit de limites simplifiées et conservatoires, en ce sens que le respect des VDA garantit automatiquement le respect des VLE. Le dépassement des VDA est explicite- ment autorisé par la directive mais est cependant soumis à la réalisation d’une étude de risque complémentaire, visant à garantir le respect des VLE. Les VDA doivent donc être consi- dérées comme des seuils d’alerte pour l’employeur, et non des limites absolues. A 50 Hz, les Valeurs Déclenchant l’Action sont de 10 kV/m pour le champ électrique et 500 µT pour le champ magnétique. Projet de directive 2013 En plus du changement de paramètre fondamental, le projet de directive 2013 distingue deux valeurs limites d’ex- position, correspondant à deux types d’effets : • Un effet dit « sensoriel » qui correspond à une possibilité de trouble passager des perceptions sensorielles et des fonctions cérébrales. La VLE correspondante est applicable uniquement à la tête et vaut 100 mV/m à 50 Hz. Des dé- passements de cette VLE « effets sensoriels » sont possibles pour des travailleurs informés de ces risques de troubles sensoriels et cognitifs, Figure 1 : Effets avérés des courants induits dans l’organisme (OMS 1987). REE N°5/2012 ◗ 55 La directive de l’Union européenne 2004/40/CE : Exigences réglementaires dans le domaine des basses fréquences La démarche suivie à RTE • Un effet dit « sanitaire » qui correspond à un seuil de sti- mulation des tissus nerveux ou musculaires. La VLE cor- respondante est applicable à l’ensemble du corps et vaut 800 mV/m à 50 Hz. Comme pour le directive de 2004, des valeurs limites me- surables (VDA) sont associées à ces VLE, dans l’objectif de faciliter la démonstration de conformité pour les employeurs. En cohérence avec l’existence de deux VLE, on aura donc également plusieurs VDA : • Une « VDA basse » correspondant à la VLE « effets senso- riels » et donc applicable à la tête. Les valeurs numériques correspondantes sont de 10 kV/m pour le champ électrique 50 Hz et 1 000 µT pour le champ magnétique 50 Hz. On notera donc qu’en matière de champ magnétique la VDA est plus élevée qu’en 2004, ceci en cohérence avec les progrès des connaissances scientifiques en la matière, syn- thétisées dans le document ICNIRP 2010. • Une « VDA haute » correspondant à la VLE « effets sanitai- res » et donc applicable à l’ensemble du corps. Les valeurs numériques correspondantes sont de 20 kV/m pour le champ électrique 50 Hz et 6 000 µT pour le champ ma- gnétique 50 Hz. S’y ajoute une troisième valeur, applicable uniquement au cas de l’exposition des membres par une source ponctuelle (ex. : pince de soudure) : 18 000 µT pour le champ magnétique 50 Hz. Dans tous les cas, et comme en 2004, les VDA ne sont pas des limites absolues, mais peuvent être dépassées sous certaines conditions. Néanmoins, le projet de directive 2013 est plus exigeant en matière d’obligation des employeurs en cas de dépassement des VDA et notamment en matière d’in- formation et de signalisation des zones de fort champ. Quelles sont les obligations des employeurs ? L’obligation première de l’employeur est de mener une analyse du « risque CEM » c’est-à-dire de faire une éva- luation de l’exposition de ses employés. Aucune méthode et aucune procédure n’est formellement imposée et l’employeur peut utiliser les normes européennes ou, par défaut, nationales ou faire ses propres évaluations, par exemple par des mesures ou des calculs. En pratique, si les VDA sont dépassées, la directive prévoit plusieurs actions possibles pour l’employeur : • soit prendre des mesures organisationnelles et/ou techni- ques pour réduire l’exposition et la ramener en deçà des VDA (par exemple : limitation d’accès, réduction de puis- sance, pose de blindages, etc.) ; • soit mener une évaluation plus précise de l’exposition, ceci de manière à s’assurer que les VLE ne sont pas dépassées dans les parties sensibles du corps. Le contrôle de conformité n’est pas explicité dans la direc- tive : il est donc implicitement renvoyé aux futures disposi- tions nationales. Cependant la directive demande à ce que l’analyse de risque (c’est-à-dire l’évaluation de l’exposition) soit menée en concertation avec les employés, ce qui en garantit donc la transparence. La seconde obligation essentielle de la directive est donc la transparence sur les situations d’exposition et l’information des employés vis-à-vis du « risque CEM ». Le processus d’application de la directive peut être ré- sumé par le logigramme figure 2. La démarche suivie à RTE Dès l’approbation de la directive de 2004, RTE a engagé une démarche projet avec l’objectif d’être conforme à la directive au moment où elle serait applicable en France (rappel : la date bu- toir initiale de transposition était avril 2008). En effet, il a été très rapidement identifié que certains postes de travail à RTE pou- vaient conduire à des situations d’exposition au delà des VDA : • La VDA de 10 kV/m est par exemple dépassée au niveau du sol dans les postes 225 et 400 kV, et également lors d’accès dans les pylônes à haute tension ; • La VDA de 500 µT peut être dépassée près de certaines sources localisées dans les postes (selfs à air) et lors de travaux sous tension. Il faut noter que RTE exploite par ailleurs un certain nombre d’équipements télécom (faisceaux hertziens, talk- ie-walkie…) et équipe certains de ses pylônes d’émetteurs télécom. Il a donc également été prévu de vérifier à terme Figure 2 : Logigramme d’application de la directive. 56 ◗ REE N°5/2012 L'INFLUENCE DES RAYONNEMENTS ELECTROMAGNETIQUES SUR LA SANTE la conformité de ces équipements avec la directive. Ce pro- blème n’est cependant pas critique, car il s’agit d’émetteurs de faible puissance. La démarche, pour le 50Hz, comporte trois volets : • la sensibilisation et l’information de tous les acteurs RTE impliqués  : le management, les médecins du travail, les « référents sécurité » et enfin les agents ; • des études de conformité des situations de travail avec deux actions principales, correspondant aux deux principa- les typologies d’exposition rencontrées à RTE : - exposition au champ magnétique 50 Hz (touchant les travaux sous tension) ; - exposition au champ électrique 50 Hz (touchant les agents des postes et les intervenants dans les pylô- nes). Ces études permettent de déterminer les situations et positions de travail qui, tout en dépassant les valeurs dé- clenchant l’action (VDA), ne conduisent pas à dépasser les valeurs limites d’exposition (VLE). Cette phase d’études tech- niques (identifications des expositions, calculs de courants induits…) débouche sur des doctrines de prévention-sécu- rité, déclinées ensuite en « règles métiers », c’est-à-dire des recommandations pratiques pour l’exercice des activités. • un volet de déploiement/mise en œuvre des doctrines avec notamment des chantiers pilotes pour l’expérimenta- tion des dispositions issues des études. De tels chantiers ont notamment été menés en 2007 et 2008. Compte tenu des reports successifs de la directive, ce calendrier de dé- ploiement a été assoupli. Etude d’un cas pratique : le travail sous tension Les opérations de travail sous tension (TST) en haute ten- sion entraînent des expositions au champ magnétique 50 Hz, qui peuvent localement dépasser la VDA (500 µT à 50 Hz). Ce sont donc des exemples typiques de cas où, conformé- ment à la directive, une étude complémentaire doit être me- née afin de positionner ces postes de travail par rapport à la VLE (10 mA/m² au niveau du système nerveux central). La démarche suivie par RTE consiste à modéliser fidèle- ment ces situations d’exposition et à calculer, sur des modèles réalistes de corps humain, les valeurs de courants induits au niveau des organes cibles : cerveau et moelle épinière. Dans notre cas, l’étude est facilitée par le fait que les champs ma- gnétiques rencontrés en situation TST sont bien caractérisés : • L’exposition est monophasée, car un monteur TST tra- vaille toujours sur une phase donnée et les autres phases sont suffisamment éloignées pour que leur champ magné- tique puisse être négligé, • Les sources sont de géométrie simple : conducteurs et jeux de barre sont essentiellement des structures linéaires et peuvent donc être facilement décrits dans les modèles. Une simplification couramment employée consiste à re- présenter ces conducteurs par un fil rectiligne parcouru par un courant ; le champ magnétique est alors donné par la loi d’Ampère. Cette représentation simple est tout à fait accepta- ble pour une opération sur un conducteur simple. Le cas des conducteurs en faisceau est un peu plus complexe mais ne pose pas de problème pour les calculs numériques. Ordres de grandeur des champs rencontrés (application numérique de la loi d’Ampère) : Pour un courant I = 1000 Ampères, on atteint : • B = 500 µT à la distance d = 40 cm du conducteur, • B = 2 000 µT au contact d’une barre 400 kV (diamètre 200 mm). Concrètement, à partir de cette connaissance générale des sources de champ magnétique, on recherche le « pire cas » d’exposition possible. La directive 2004/40/CE indique que c’est le système nerveux central qu’il faut protéger et ce «  pire cas  » est donc celui où la tête de l’opérateur se retrouve au plus près des conducteurs dans lesquels circule un courant. Figure 3 : Situation typique d’exposition au champ magnétique 50 Hz un monteur TST au potentiel. Figure 4 : Champ magnétique généré par un fil rectiligne (loi d’Ampère). REE N°5/2012 ◗ 57 La directive de l’Union européenne 2004/40/CE : Exigences réglementaires dans le domaine des basses fréquences La démarche suivie à RTE On procède ensuite à une modélisation fine de ce scé- nario. RTE s’est appuyé sur des compétences externes en matière de modélisation électromagnétique du corps hu- main. Dans l’illustration donnée à la figure 5, c’est le modèle “NORMAN” (“NORmalised MAN”) de l’agence anglaise de protection de la santé (HPA : Health Protection Agency) qui a été utilisé. Ce modèle sophistiqué de corps humain (finesse de maille de 2 mm, 39 organes modélisés) permet de faire des calculs de courants induits au niveau du système nerveux central. On mène ensuite une étude paramétrique en faisant varier la position de la tête par rapport au conducteur, autre- ment dit en faisant varier l’orientation du champ par rapport à la tête. On en déduit quelle est la plus petite valeur locale du champ magnétique qui conduit à atteindre les VLE : c’est le « champ limite d’exposition ». Ce « champ limite d’exposition » dépend à la fois du cou- rant qui transite dans les conducteurs et de la distance entre la tête et le conducteur (figure 5). C’est par la gestion de ces deux paramètres que l’on va établir les « règles métiers » permettant de respecter à coup sur la VLE. Le principe est de surveiller en permanence la valeur du courant qui tran- site dans le conducteur (avec une pince ampèremétrique dédiée), si on dépasse certaines valeurs de courant, alors une alarme retentit et l’opérateur doit alors conserver une distance minimale entre la tête et le conducteur. Synthèse Une démarche volontariste et concertée : RTE a suivi une démarche proactive dans l’objectif d’appliquer la directive 2004/40/CE en anticipation de la transposition légale en droit français. Les études de conformité des situations de travail ont été lancées dès 2004 et ont fait l’objet d’un suivi régulier (mode projet) par le management. En parallèle, des efforts im- portants d’information et de formation ont été faits à tous les niveaux : le management local des unités, les médecins du tra- vail, les référents sécurité, et les représentants du personnel. Une démarche transparente : RTE s’est appuyé sur des compétences externes reconnues, en particulier en matière de modélisation numérique des phénomènes électriques in- duits par l’exposition aux champs. En parallèle, de nombreux échanges techniques se sont déroulés de manière régulière avec les autres électriciens concernés, notamment au sein du CIGRE3 et de la normalisation européenne CENELEC 106X. Enfin, des salariés ont directement participé aux campagnes de mesure (évaluation des expositions) et aux chantiers pilo- tes pour valider les règles métiers et les outils spécifiquement développés. Un impact maîtrisé  : l’ensemble de cette démarche a été appliqué à toutes les situations d’exposition possibles et a couvert toutes les sources possibles présentes dans l’en- vironnement de travail des agents RTE (champ magnétique EBF, champ électrique EBF, courants de contact, émetteurs radiofréquence). A l’issue de ce processus des règles métiers ont été établies, mais aucun métier n’a été remis en cause. 3 CIGRE : Conseil International des Grands Réseaux Electriques. Figure 5 : Modélisation d’un « pire cas » d’exposition d’un travailleur. François Deschamps. Ingénieur diplômé de l’Ecole Nationale Su- périeure d’Ingénieurs Electriciens de Grenoble (1985), François Deschamps entre à la Direction des Etudes et Recherches d’EDF en 1987, où il s’est spécialisé dans le domaine de la compatibi- lité électromagnétique. En décembre 2000, il a rejoint RTE, ges- tionnaire du réseau français de transport d’électricité, en tant que chargé de mission sur le dossier « champs électromagnétiques ». François Deschamps est membre de plusieurs Groupes de Travail sur les champs électromagnétiques au sein du CIGRE (Conseil International des Grands Réseaux Electriques) et est animateur du groupe de travail 17 (normes sur les expositions professionnel- les dans les compagnies d’électricité) du comité CENELEC 106X « Exposition humaine aux champs électromagnétiques » l'auteur