Les Radars

papyjeff le 01/20/2006

Des mesures réalisés au prés d'un radar de navigation, beaucoups s'inquiétent sur la position de l'aérien.

Pour en finir avec les radars

L'interaction des rayonnements avec la matière se caractérise par la mesure du dépôt d'énergie d'un rayonnement dans une unité de masse de la matière traversée.
Ce dépôt d'énergie ou "Dose absorbée", (en rappel de la dose de rayons donnée par les médecins au début du 20 ième siècle pour traiter un cancer du sein, une des premières utilisation des rayonnements ionisants) est le rapport de l'énergie déposée en Joule sur l'unité de matière en kilogramme,
D = 1J/kg
L'unité de Dose est le Gray, Gy (anciennement le Rad, 1 Rad = 100 erg/g).

Les différents rayonnements ionisants n'ayant pas tous le même pouvoir de nuisance dans la matière vivante, on les caractérise à l'aide d'un facteur de qualité et les dégâts biologiques ou équivalent de dose H, dus aux rayonnements sont calculés à partir de la dose, du facteur de qualité Q propre à chaque (1 pour les électrons, les Xray, les Gammas, 2,7 à 11 pour les neutrons etc) ,d'un facteur de distribution Fn qui caractérise la partie du corps humain concernée par l'irradiation, Fn est toujours égal à 1.
L'équivalent de dose H = DxQxFn
Son unité le Sievert, Sv, (anciennement Rem, ou Rœntgen Equivalent Man).
(Le Rœntgen représente le nombre de paires d'ions crées par un rayonnement ionisant, dans l'air).

Les ondes émises par un radar, ne sont pas considérées comme des rayonnements ionisants , mais comme des rayonnements non ionisants , seul le rayonnement absorbé est pris en compte pour définir les effets, étant des ondes électromagnétiques comme les rayons X, ou Gamma, on prendra le facteur de qualité, Q=1.

les radars
Le protocole de mesure est de déterminer la dose absorbée dans l'axe du faisceau à des distances différentes et dans la demi sphère inférieure sous le radôme, la détermination de la dose ciel reçu par les mouettes et autres piafs, n'est pas à l'ordre du jour.
Le Gray & le Sievert sont des unités trop grandes (5 Gray correspondent à la Dose létale) on utilisera les sous multiples, microgray (10-6), microsviert, nanogray (10-9) ou au besoin, milligray (10-3), et millisievert.

Matériel utilisé :
Radar,
Marque = JRC JMA 300
Puissance de crête = Inconnue, estimée dans la littérature à 1kW
Longueur d'onde = 3 cm
Fréquence = 9410 MHz
Rotation AE (nb de tour/minutes) = 20 t/mn
Polyradiamètre,
Marque = Thermo-Eberline ESM
Type = FH40G-L-1
N° de série 013928
Etalonnage = 15/11/02

Le Radôme, partie active du radar, là où se trouve le magnétron, est placé sur une table, au milieu du jardin, l’écran panoramique et l’électronique de commande, à une distance de 6 mètres (je n’ai que 6 mètres de câble), le détecteur est posé sur un pied photographique.

les radars
Résultats
Bruit de fond ambiant, (mesuré dans le jardin, loin de toutes sources d’émission, radar coupé) = 74 nanoSv/h.
Au contact du radôme = 3 milliSv/h,
À 1m = 270 microSv/h,
À 2m = 60 microSv/h,
À 3m = 30 microSv/h,
À 5m = 1.2 microSv/h,
À 10m = 77 nanoSv/h,
À 15m = au bruit de fond,

Mesures effectuées lorsque la partie active de l'antenne en rotation passe devant le détecteur, entre deux tours d’antenne, la valeur moyenne est 150 microSv/h (dosimètre au contact du radôme), elle est certainement due au rayonnement diffusé et aux lobes secondaires de l'émission.

Les recommandations de la Commission Internationale de la Protection contre les Rayonnements Ionisants CIPR N°60 de l'AIEA, transcris en droit français, par les décrets 2003 296" Relatif à la protection des travailleurs" fixent à 20 millisievert par an, la dose maximale admissible pour un travailleur de catégorie A, travailleur permanent en zone contrôlée càd pour 2000 heures de travail par an, et à 1 millisievert pour le public.
Pour rappel la dose moyenne annuelle en France due à la radioactivité naturelle est de 3,3 millisievert.

Ces résultats sont bruts d'exploitation, et n'engage que moi, mes conclusions personnelles j'éviterais de mettre, si j'en avais un, le radôme de mon radar, à proximité d'un lieu de séjour permanent d'une personne, en tout cas à plus d'un mètre.

Biblio:
Journal Officiel du 31 mars 2003;
Brevet de Technicien Supérieur en Radioprotection, Hygiène atomique;
Brevet Supérieur d'électronicien d'Aéronautique Navale, Radar et Hyper fréquences;
Génie Atomique, cours d'hygiène nucléaire ;
Les Effets Biologiques des Rayonnements Non Ionisants;


quelques photos de l'engin qui a servi à réaliser cette étude

Les derniers commentaires :

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merci
j'ai été trop impatient... Bonne semaine jacques
lundi 30 mars 2009 00:01
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pardon..
juste comme test, j'arrive pas à mettre ma photo sur mon pseudo: pas doué le moussaillon!
dimanche 29 mars 2009 23:13
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une dernière info pouvant ètre utile
Pour que chacun se fasse une idée....en hyperfréquences (radar), l'humanité a de vrais moyens (certes onéreux; méfiance avec les détecteurs type super marché en vente actuellement) pour mesurer l'intensité du champ électromagnétique. Les Sievert ou auparavant Rem/H ou Rem/an sont des unités essayant d'évaluer l'effet moyen sur l'homme à travers des facteurs de "qualité" des radiations ionisantes (X durs, gamma, neutrons etc..)pouvant induire une radioactivité permanente sur la cible ( ce n'est de loin pas le cas du radar d'un voilier... à nouveau, énergie trop faible). c'est, comme le disait un grand physicien, vouloir mesurer la quantité d'eau tombée pendant un orage en comptant les champignons qui ont poussé sous les arbres. Les données d'Hiroshima et Nagasaki sont encore de nos jours (malheureusement) comptabilisées pour ce qui concerne les radiations ionisantes et leurs terribles effets (sans parler de l'aspect chimie encore plus dur).
Pour la HF du radar (nb: il n'y a vraiment plus rien quand le radar est coupé), ci-contre les valeurs de puissances par unité de surface reconnues internationalement "sures" pour ce qui concerne la plus grande partie du spectre radioélectrique. A noter l'influence des dimensions du corps humain en fonction de lambda/4 considèré, phénomène auquel il vaut la peine d'ètre attentif.
Certains commentaires précèdents semblent fort pertinents (amha). En espérant avoir été utile bon WE
samedi 28 mars 2009 10:51
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qqs outils pour votre libre arbitre...amha
c'est un vaste sujet ...contrairement à de nombreuses croyances ou rumeurs, il y a pas mal de données pro et de normes ds ce domaine depuis au moins trois à quatre décennies. les téléphones portables et l'abus qui en est fait actuellement ont remis cela en exergue avec des comportement plutot irrationnels voires stupides ou cyniques...d'où l'intérêt d'ètre peut-être un peu plus précis sur ce propos. En bande X (radar marine à qqs 9 GHz) soit presque 3cm de longueur d'onde, on admet ètre trés vite en conditions de champ lointain ( 20 à 100 longueurs d'onde...l'onde est "quasi plane" disent les spécialistes) ce qui veut dire que l'onde électromagnétique à un comportement similaire à la propagation en espace libre dit mode fondamental transverse électromagnétique pour appeler les choses par leurs noms (maxima Champs E et H en quadrature cad à 90°). l'intensité du champ décroit avec le carré de la distance, ce n'est pas une laser avec trés peu de divergence..ce que ne montre pas bien les valeurs de mesures, particulièrement sans connaitre exactement la caractéristique de transfert de l'appareil servant à la mesure, la position reproductible de l'opérateur, les réflexions diverses de la zone de mesure etc... A bord, Il va y avoir probablement réflexions sur des parties métalliques (mat, support) qui affaiblissent ou renforcent localement le champ E (électrique) ou H (magnétique)(comme des trains de vagues buttant un rocher). Coté capitaine maintenant, le champ E par exemple est à son maximum (échauffement max) quand un organe se trouve à lambda/4 (ou n lambda/4 + atténuation) soit 3cm/4 * un coefficient de vélocité liée à la constante diélectrique de la matière vivante (la vitesse de propagation ds la viande est inférieure à la vitesse de la lumière ds l'espace). On voit que la rétine est la plus mal placée =&gt... le déclenchement de cataractes irréversibles par du 2,3GHz par exemple est connue depuis des lustres (attention aux puissances différentes). Finalement, les notices des fabricants (ex Raytheon) préconisant de ne pas se tenir centré au maxi dans l'axe horizontal et vertical à moins d'un mètre est une indication des plus raisonnable . Elle ne prend en compte que les effets thermiques. A ces trés faibles énergies, d'autres effets que thermiques sont encore à prouver. La puissance moyenne d'un 3kW créte est de qqs 40w (P batterie/2), diminuée du court temps de passage du maximum faisceau sur la cible (vos yeux bien alignés sur les maxima), le restant du tour (360° - 5°par ex.) étant mille à dix mille fois en dessous (-30 à -40 dB en puissance). La question de savoir si c'est mieux sur le portique ou sur le mat: on voit que ça a finalement peu d'importance. Par contre, opérationellement, radar collé contre le mat, le faisceau est masqué pendant plus de 10°à 20° et augmenté par le temps de désaturation du récepteur (l'écho revient trés vite ...v=c=3,3nS/m et le mat et là tout près!!! il est probable que ce n'est pas bon pour l'électronique récepteur (constante de temps multiplexeur TX/RX et désaturation RX) et expliquerait pourquoi certains voiliers se sont fait téléscopés par l'arrière sans voir arriver le cargo...ça c'est (amha) un vrai risque. La portée optique (400 à 700nanomètres) est une "galéjade" marine et les conditions de "ducting" peuvent rallonger considérablement le trajet. Je n'ai jamais mis en oeuvre la manip de vérification de l'occultation du mat avec mon R10 mais ça vaudrait peut-être la peine....un jour! Enfin... un bateau, c'est toujours petit, il est évidemment de la responsabilité de chacun de ne pas faire tourner le radar pendant l'apéro ds le cockpit ;-)on ne peut se protèger de tout mais surtout du n'importe quoi...la vie, c'est le risque mais le moins fréquentable reste le téléphone portable (0,9 ou 1,8 GHz) collé banalement à la boite cranienne sans parler de la vhf (0,15 GHz) tenue l'antenne face aux yeux comme trop souvent sur le quai des gares ou des ports!!sic ;-) en conclusion, pour ètre vraiment sur ds votre cas particulier, faire une mesure E et H avec l'équipement ad hoc qui coute (presque) le prix du voilier.... bonne soirée et amha bien évidemment ;-)
samedi 28 mars 2009 00:38
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confusions in more ways than one...
Après moultes retenues car c'est un sujet millénariste sensible, et puis... Manip et auteur sympas mais: l'instrument de mesure (quel principe, bande passante F,dynamique, résolution spécifiées par le constructeur? le n° et le type ne disent rien au profane que je suis) est fait pour des radiations ionisantes bien au-delà de 1000THz cad 300nm (le début des UV et donc pas encore des X durs!). Transposer ainsi les mesures bien plus bas en bande X à 3cm de longueur d'onde, ça fait dégringoler de qqs cinq ordres de grandeur ( l'énergie est proportionnelle à la fréquence) sans se préoccuper des zones de champ proches (au contact du radome) et lointaine etc.... L'angle d'ouverture mi-puissance de l'aérien est effectivement bien différent en site (qqs dizaines de degrés) et en azimut (qqs degrés), sans parler des réflexions ou absorbtions diverses par les structures voisines.
Reste, comme d'habitude, à mettre des chiffres consistants ... c'est un peu plus compliqué et le facteur de "qualité" de 1 me semble bien abusif: (d'accord, ce ne sont pas de neutrons mais mettre sur le même pied les ondes hyper et X, beta, gamma, c'est aller vite en besogne même si le manuel dit que...depuis des décennies!).
Eviter bien sur de rester les yeux ds l'axe du faisceau dont la puissance moyenne (rapport cyclique/rotation etc..) est faible (un voilier ce n'est pas un porte avion de la royale). Un analyseur de spectre avec des sondes champ E et H calibrées aurait été mieux adapté, et pas uniquement pour tailler les cheveux en quatre ;-) amha
vendredi 27 mars 2009 22:17
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