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La grande famille des ondes électromagnétiques

Ultra-violets, infrarouge, lumière visible à l’œil nu, rayons X et gamma, micro-ondes, ondes radio... Toutes mises à profit par l’Homme, elles inondent notre quotidien.

ondes-electromagnetiques1Test d’ondes émises par des téléphones portables.
© Massimo Brega/LookatSciences

Passer un coup de fil sur son téléphone portable, écouter la radio ou un CD, trouver son chemin grâce au GPS, passer une radio à l’hôpital, se faire réchauffer un petit plat au micro-ondes, bronzer sur la plage, scanner un code-barre au supermarché, regarder la télé sur un écran plat… Autant de situations de la vie quotidienne qui, aussi surprenant que cela puisse paraître, ont un point majeur en commun… toutes mettent en jeu des "ondes électromagnétiques".

Derrière ce terme un peu énigmatique se cache une réalité physique assez complexe. Pour faire simple, une onde électromagnétique peut se représenter comme un flux d’énergie capable de se propager, dans le vide ou dans l’air, à la vitesse de la lumière. Cette énergie est transportée dans l’environnement sous la forme d’un champ électrique et d’un champ magnétique variables… d’où le qualificatif d’ "électromagnétiques".

Parmi les différentes ondes électromagnétiques,il en est une dont nous bénéficions
tous les jours : la lumière visible à l’œil nu. Les autres nous sont invisibles tels les rayonnements infrarouge et ultraviolet, les rayons X et gamma, les micro-ondes et bien sûr les plus connues : les ondes radio générées en faisant circuler un courant électrique dans une antenne. Ces différentes ondes se distinguent notamment par leur longueur, la fameuse  "longueur d’ondes". Pour comprendre ce que recouvre ce terme, l’image des petites vagues créées par l’impact d’un caillou jeté dans un lac est assez parlante. Si la surface de l’eau est plate, la chute du caillou dans l’eau engendre à partir du point d’impact des cercles successifs qui s’agrandissent et peu à peu perdent en intensité alors qu’ils touchent le rivage. Ces cercles sont en fait des petites vagues. La longueur d’onde, c’est la distance qui sépare les sommets de deux petites vagues successives. Revenons à nos ondes électromagnétiques : en ce qui les concerne, la longueur d’onde couvre un spectre très large : d’un kilomètre pour les ondes radio à 10-16 mètres (0,0000000000000001 m) pour les rayons gamma !
ondes-electromagnetiques2Sur cette illustration : le spectre électromagnétique.
© Friedrich Saurer / LookatSciences

Au synchrotron Soleil de Gif-sur-Yvette, les propriétés de différentes ondes électromagnétiques sont mises à profit pour observer la matière dans ses moindres recoins. Au centre de ce bâtiment, un anneau de 354 m de périmètre dans lequel des électrons de très haute énergie circulent à une vitesse proche de 300 000 km/s. Durant leur course, des éléments magnétiques les dévient de leur trajectoire. Les électrons perdent ainsi de l’énergie, qui se libère sous la forme d’un rayonnement lumineux dit « synchrotron », 10 000 fois plus intense que celui de la lumière solaire ! Ce rayonnement est guidé vers une vingtaine de sorties - les « lignes de lumière » -

Les ondes émises par les téléphones portables augmenteraient le risque de cancer
Les téléphones portables sont aujourd’hui partout : 90% de français ont un mobile. Pour être joignable partout et tout le temps, la technologie embarquée par ces téléphones utilise des ondes électromagnétiques de radiofréquence. Depuis longtemps, des doutes subsistent quant aux effets de ces ondes sur la santé des utilisateurs. Notamment sur le cerveau qui se trouve en première ligne, en raison de sa proximité avec les oreilles. Mais aucune étude épidémiologique n’a pu jusqu’à maintenant tirer de conclusions fermes sur le sujet. Pourtant, en mai 2011, l’Organisation mondiale de la santé (OMS) a pris parti. Pour réduire le risque de cancers liés aux téléphones portables, mieux vaut appliquer le principe de précaution et en minimiser l’utilisation. L’OMS conseille ainsi le recours aux sms et l’usage du kit mains libres. Il faudra sans doute encore de nombreuses années avant d’avoir une idée précise des conséquences de l’usage du téléphone portable sur le long terme.

dotées de dispositifs optiques permettant de sélectionner différentes ondes en fonction de leur longueur : de l’infrarouge aux rayons X, en passant par la lumière visible et l’ultraviolet ; soit dans une gamme de longueur d’onde comprise entre environ 10-10 et 10-4 mètres. Grâce à ces lignes de lumière, les chercheurs peuvent explorer les des échantillons de matière au plus profond.
Matériaux, tissus biologiques, réactions chimiques, aliments, composants électroniques, médicaments, produits cosmétiques, objets archéologiques… l’éventail des applications est considérable !

En décembre dernier, la ligne de lumière "PROXIMA 1" a par exemple permis d’observer en trois dimensions certaines protéines présentes à la surface du virus du chikungunya. Résultat : leur structure indique qu’elles jouent un rôle dans le mécanisme d’invasion mis en jeu par le virus, et dans sa multiplication. Ainsi, ces protéines pourraient devenir des cibles pour le développement de nouveaux traitements. Un exemple concret du bénéfice que l’on peut tirer des ondes électromagnétiques !ondes-electromagnetiques3Une utilisation des rayons X avec le scanner.
© Massimo Brega / LookatSciences

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