Champ magnétique

Le champ magnétique est une grandeur vectorielle créée par des courants électriques ou des aimants permanents. Il se caractérise par l’intensité H (en A/m) et par l’induction magnétique B (en tesla, T), reliées par B = µ₀ × µr × H. Tout câble parcouru d’un courant I génère autour de lui un champ B = µ₀ × I / (2π × r), où r est la distance au conducteur.

Ordres de grandeur et limites d’exposition

Quelques repères. Le champ magnétique terrestre, statique, est de l’ordre de 47 µT au centre de la France (Wikipédia, grandeur de physique générale). La formule ci-dessus donne 3,2 µT à 1 m d’un conducteur seul parcouru par 16 A ; dans un câble, le conducteur de retour, tout proche, annule l’essentiel de ce champ. Près d’un appareil ou d’un ouvrage électrique, le champ dépend du courant et décroît vite avec la distance : seule une mesure le chiffre. Un appareil d’IRM de 1,5 T produit un champ statique de 1 500 000 µT.

Repères à 50 Hz : 100 µT pour le public (niveau de référence de la recommandation européenne 1999/519/CE, repris par l’arrêté du 17 mai 2001 pour les ouvrages électriques) et, pour les travailleurs, 1 000 µT, valeur basse déclenchant l’action fixée par la directive 2013/35/UE, des valeurs nettement supérieures à ce que génèrent les installations domestiques ordinaires.

Champ magnétique et installation électrique

Contrairement au champ électrique, le champ magnétique basse fréquence (50 Hz) n’est quasiment pas atténué par les matériaux non ferromagnétiques ordinaires : béton, brique, PVC, aluminium fin. Cela a des conséquences pratiques importantes :

• Câbles aller-retour torsadés : lorsque les conducteurs aller et retour d’un circuit sont torsadés ou accolés, leurs champs se compensent par superposition (loi de Biot-Savart). Des conducteurs serrés les uns contre les autres réduisent fortement le champ rayonné à distance. C’est une des raisons pour lesquelles les conducteurs d’un même circuit cheminent ensemble, dans le même conduit, dans une installation réalisée selon la norme NF C 15-100.
• Blindage magnétique : pour atténuer sérieusement un champ BF, il faut un matériau ferromagnétique épais (acier doux, Mu-métal). Une simple armoire en tôle d’acier n’apporte qu’une atténuation limitée à 50 Hz.
• Câbles torsadés vs câble plat : à courant égal, des conducteurs torsadés rayonnent moins que des conducteurs parallèles, et d’autant moins que ceux-ci sont écartés.

Pour les liaisons équipotentielles, le courant circulant dans le conducteur de protection principal peut générer un champ magnétique mesurable si des courants de fuite permanents y circulent, signe d’un défaut d’isolement à faire rechercher par un électricien.

FAQ champ magnétique

Une cloison de plâtre ou un mur en béton protège-t-il du champ magnétique 50 Hz ?
Non. Ces matériaux n’ont pas de perméabilité magnétique suffisante pour dévier les lignes de champ à 50 Hz. Seul un blindage en acier épais ou en alliage Mu-métal offre une atténuation réelle. Ce type de blindage se calcule au cas par cas, près d’un poste de transformation par exemple ; il n’a pas de sens pour un tableau domestique.

Comment mesure-t-on l’induction magnétique d’une installation sur le terrain ?
Avec un mesureur de champ (gaussmètre ou teslamètre) prévu pour le 50 Hz, de préférence à trois axes. L’appareil doit rester immobile pendant la mesure : un trépied et une moyenne sur plusieurs secondes évitent les erreurs dues au mouvement. Les appareils grand public donnent un ordre de grandeur, pas une mesure opposable.

Les câbles blindés réduisent-ils le champ magnétique rayonné ?
Pratiquement pas à 50 Hz : l’écran d’un câble blindé est très efficace contre les champs électriques (cage de Faraday), mais un écran mince en cuivre ou en aluminium atténue très peu le champ magnétique à basse fréquence. Pour réduire le champ magnétique, il faut torsader les conducteurs ou utiliser un câble coaxial (le retour de courant se fait sur l’écran, ce qui compense le champ à l’extérieur).

Quelle est la différence entre champ électrique et champ magnétique dans une installation BT ?
Le champ électrique E est lié à la tension : il existe dès que le câble est sous tension, même sans consommateur branché. Le champ magnétique B est lié au courant : il n’apparaît que lorsqu’un courant circule effectivement. Couper un appareil en veille supprime le courant et donc le champ B, mais pas le champ E si le câble reste alimenté.

Une table à induction génère-t-elle plus de champ magnétique qu’une plaque électrique classique ?
Oui, car son principe repose précisément sur la création d’un champ magnétique alternatif de fréquence bien plus élevée que le 50 Hz pour chauffer le récipient. Toutefois l’induction se concentre sous le plan de cuisson et décroît très vite avec la distance. Les consignes d’emploi du fabricant figurent dans la notice de l’appareil.