COmmunications MObiles et BIOlogie
Réseau National de Recherches en Télécommunications
Réseau National de Recherches en Télécommunications
Sous-projet 2 : Dosimétrie du système d'exposition constitué par une antenne boucle
Coordonnateur général : Joe WIART (FranceTelecom R&D)
Partenaires : IRCOM, FranceTelecom R&D, PIOM
Participants :
La qualité des études biomédicales dépend,
en partie de la qualité de la dosimétrie. Comme cela avait
été souligné dans les recommandations du rapport
d'expert de la DG XIII [1] et celles de l'Organisation
Mondiale de la Santé [2], il est important, dans les études
qui sont menées sur les animaux, de maîtriser les systèmes
d'exposition. C'est l'objectif du sous projet 2 du projet COMOBIO du RNRT.
Le système
d'exposition adopté pour les expérimentations animales est
un système dit « local ». Il permet de répartir
l'énergie dans la tête de l'animal exposé (rat ou cobaye)
de
manière similaire à un utilisateur de téléphone
mobile. Une fois le dispositif expérimental réalisé
au laboratoire PIOM, une étude numérique du système
a été effectuée afin d'analyser cette « antenne-boucle
». Cette partie de l'étude a notamment mis en évidence
la sensibilité du dispositif en termes d'adaptation et a également
permis de concevoir un dispositif similaire à 1800 MHz (au lieu
de 900 MHz). Le système d'exposition complet se compose de l'antenne-boucle
et d'un système de contention ou « fusée » auquel
se fixe l'antenne.
Pour évaluer
le niveau d'exposition des tissus ou SAR (Specific Absorption Rate,
débit d'absorption spécifique) dans un rat, en se rapprochant
au mieux de la réalité, la seule possibilité est de
développer un modèle de rat numérique et d'utiliser
un logiciel de calcul électromagnétique tel que la FDTD
qui a la capacité de gérer des grands volumes fortement inhomogènes.
Ce modèle numérique a été obtenu à partir
d'une image IRM.
La première étape pour évaluer le SAR dans l'animal est de valider la démarche adoptée par l'expérimentation. Celle-ci ne peut se faire que sur un fantôme rempli d'un liquide homogène dont les propriétés diélectriques se rapprochent au mieux de celles des tissus biologiques. Les écarts obtenus en utilisant les démarches numérique et expérimentale sont acceptables : l'écart est inférieur à 20 % en ce qui concerne le SAR maximum local et inférieur à 10 % en ce qui concerne le SAR moyenné sur le fantôme.
L'ensemble du dispositif incluant le rat a ensuite été
modélisé afin de réaliser le calcul du SAR.
Modèlenumérique
SAR local
Sar moyenné
SAR sur 10g
(1.5*1.5*1.5 mm3) sur 1g
de tissu
de tissu
Les valeurs à retenir sont un SAR moyen sur le cerveau de 3,9 W/kg pour une source de puissance de 1 W et un SAR corps-entier correspondant de 0,9 W/kg. La valeur du SAR local moyenné sur 10 g de tissu est de 7,2 W/kg.
La même démarche a été initiée pour le système d'exposition à 1800 MHz et pour le système d'exposition du cobaye à 900 MHz. Dans ce dernier cas, le SAR moyen sur le cerveau obtenu est de 6,4 W/kg pour une puissance émise de 1 W. Cependant, cette partie de l'étude a été limitée par la qualité de l'image IRM qui a été obtenue.
Une analyse paramétrique a permis d'établir l'influence de la taille du maillage, de la variation de la position de l'antenne sur son socle, et de la rotation de l'antenne ou du rat autour de l'axe de la « fusée » de contention du rat. Les résultats ont montré que 1) l'influence du maillage était négligeable sur le SAR local moyenné, 2) qu'une variation de position de petite amplitude de l'antenne entraînait sa désadaptation et 3) qu'une rotation de 20° du rat ou de l'antenne n'affectait quasiment pas le SAR moyen sur le cerveau mais affectait la symétrie de l'exposition.
Ces études ont été réalisées pour répondre spécifiquement aux besoins des biologistes notamment pour évaluer le SAR dans la dure mère et dans le cervelet. A plus long terme d'autres systèmes d'exposition pourraient être développés afin de limiter l'exposition cutanée des animaux.
Un manuscrit [3] décrivant ces travaux sur l'antenne-boucle a été soumis pour publication .
[1] McKinlay et al. (1996): " Possible health
effects related to the use of radiotelephones ". Proposals for a research
Program by a European Commission Expert Group. DG XIII. p 27
[2] Research Coordination Committee meeting on
Electromagnetic Fields 4-5 Dec 1997 WHO « Low level exposure
to radio-frequency Electromagnetic Fields Health Effects and Research Needs
» p 8
[3] Dosimetric study of a loop antenna for local
exposure of rats at 900 MHz, S. Chaillou, P. Lévêque, J. Luc,
C. Dale,M. Brishoual, P.E. Dulou, B. Veyret and J. Wiart (Soumis à
IEEE MTT)
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