Dans le numéro précédent, nous avons vu que les systèmes solaires photovoltaïques (PV) peuvent être néfastes pour la santé humaine, en particulier au chapitre des hautes fréquences transitoires (HFT) qu’ils peuvent générer sur le câblage domestique. Communément appelée électricité sale, cette interférence électromagnétique dans le spectre des radiofréquences (RF) est due au fait que les capteurs (on dit aussi panneaux) PV produisent du courant continu qui est par la suite transformé en courant alternatif par un onduleur. C’est lors de cette transformation dans l’onduleur qu’apparaissent les HFT qui sont générées par tous types d'appareils électroniques. Le problème ne vient donc pas des capteurs solaires eux-mêmes mais bien de l’onduleur. Tout système de production d’énergie renouvelable avec onduleur, comme une éolienne domestique ou une petite turbine de rivière, fait face au même problème.
Les gens qui se préoccupent de leur santé et de celle de la planète doivent-ils pour autant abandonner leur rêve d’autonomie énergétique? Pas du tout! Car une fois un problème potentiel reconnu, il devient alors possible de se concentrer sur les solutions. Celles-ci peuvent être appliquées à différents niveaux : 1) choix du système (courant continu vs courant alternatif); 2) choix de l’onduleur; 3) réduction des autres sources de HFT dans le domicile; et 4) filtration des HFT. Ces pistes de solutions sont énumérées dans un ordre logique considérant que la situation idéale est d’éviter par plusieurs tactiques de générer de l’interférence polluant le réseau électrique de la maison et même de tout un quartier. Ce n’est qu’en dernier recours que l’on tentera de réduire les HFT en utilisant certains types de filtres spécifiques aux systèmes PV. Avant de présenter les solutions proposées plus en profondeur, discutons d’abord des impacts possibles des HFT sur la santé et comment peut-on les mesurer.
Effets des HFT sur la santé humaine
Hydro-Québec a contribué au financement d’une étude publiée en 1994 montrant que ses travailleurs de l’électricité les plus exposés à des champs magnétiques (CEM) pulsés à HFT avaient un risque de cancer du poumon près de sept fois plus élevé que la normale (Armstrong et al. 1994)1. En 2008, Milham et Morgan2 ont signé une étude portant sur un agrégat de cancers survenus dans une école californienne. Un total de 18 tumeurs cancéreuses ont été diagnostiquées chez 16 des 137 enseignants embauchés par l’école La Quinta entre 1988 et 2005. Alors que le nombre total de cancers observés était près de trois fois la normale attendue, le risque était de 9 à 13 fois la normale pour les cancers de la peau (mélanome malin), de l’utérus ou de la glande thyroïde. Le risque accru de cancer augmentait de 21 % dès la première année d’emploi dans cette école et il augmentait avec la durée et l’intensité de l’exposition. Les auteurs ont postulé que les HFT seraient des cancérogènes universels tout comme le rayonnement ionisant (radon, énergie nucléaire, rayons X et cosmiques…) parce qu’ils peuvent générer des tumeurs dans divers organes. Selon eux, les HFT dans la bande des kilohertz seraient les plus nocives.
Également en 2008, la toxicologue ontarienne Magda Havas3 a réalisé une étude portant sur quatre personnes électrosensibles atteintes de diabète de type 1 et 2. Leurs niveaux de glucose sanguin étaient directement affectés par l’intensité des HFT dans leur environnement, ce qui exigeait qu’elles haussent leur prise d’insuline lorsqu’elles se trouvaient dans un environnement avec beaucoup de HFT. La découverte de cet effet provient d’une patiente diabétique qui a réalisé que son taux de glucose APRÈS sa course sur un tapis roulant générant des HFT était supérieur à celui d’avant la course, alors que son taux de glucose diminuait normalement lorsqu’elle effectuait sa course à l’extérieur.
Comme selon ses recherches de 3 à 35 % de la population est plus ou moins électrohypersensible, Havas postula que l’augmentation des sources de HFT dans les bâtiments modernes pouvait mener à des diagnostics erronés de diabète. Selon elle, la réduction des HFT pourrait éviter aux gens prédiabétiques de développer cette maladie. D’autres auteurs ont observé les méfaits des radiofréquences sur le taux de sucre sanguin. Par exemple, le chercheur saoudien Sultan Ayoub Emo4 a découvert que les étudiants les plus exposés au rayonnement RF de 925 megahertz émis par des antennes cellulaires augmentent significativement leur risque de diabète de type 2. Comme nous le verrons plus loin, les HFT peuvent générer une foule d'autres symptômes qui diminuent d'intensité ou disparaissent lorsque l'on élimine ces interférences de hautes fréquences.
Comment mesurer les HFT
Plusieurs techniques permettent de détecter les HFT. La plus simple est d’utiliser notre ouïe et de porter attention à une espèce de sifflement relativement aigu et désagréable, émis par exemple par certaines ampoules fluocompactes ou plaques à induction, et qui cesse lorsque l’appareil est éteint. Une simple radio AM syntonisée entre deux stations permet aussi d’entendre les HFT émises par différents appareils. Il existe certains appareils donnant une mesure simplifiée des HFT, appelés Line EMI Meter en anglais, tels les détecteurs de marques Stetzerizer, Alpha Lab, Satic et Greenwave. Ces appareils se branchent simplement dans une prise électrique et montrent une valeur caractérisant les HFT se trouvant dans une certaine plage de fréquences, soit en unités Graham/Stetzer (une moyenne du taux de changement de voltage dans le temps ou dV/dT) ou en millivolts (mV). Comme ces lecteurs ne mesurent que certaines fréquences, ultimement, afin de connaitre avec précision la ou les fréquences indésirables qui sont présentes, ainsi que l’intensité et la distribution des HFT, un oscilloscope avec sa propre alimentation électrique et jumelé à un analyseur de spectre demeurent les outils les plus appropriés.
Comment réduire les HFT : d'abord éliminer l'onduleur si possible
Puisque dans le cas d'un système PV les HFT sont créées par l’onduleur qui transforme le courant continu en courant alternatif, éliminer l’onduleur et utiliser le courant continu directement par les appareils serait une façon d’éviter complètement le problème. Des appareils ménagers fonctionnant au courant continu sont vendus dans des magasins spécialisés, par exemple d’équipement pour bateaux et véhicules récréatifs.
Par ailleurs, plusieurs appareils, tels que les ordinateurs et autres appareils électroniques, ont leur propre transformateur qui transforme le courant alternatif en courant continu. Éviter cette double transformation ne peut qu’améliorer l’efficacité globale du système. Voilà un sujet fort intéressant qui sera développé plus en profondeur dans un prochain article.
Choisir un bon onduleur
Le choix de l’onduleur est très important car c’est cet appareil qui déterminera la qualité de l’onde produite par un système PV. Il est primordial de choisir un onduleur avec un rendement élevé et un faible pourcentage d’harmoniques. Ces deux paramètres sont accessibles sur les fiches techniques des produits sous les appellations Efficiency et Total harmonic distorsion. Ces deux données sont reliées : plus l’efficacité est élevée, plus grande est la quantité d’électricité produite à la bonne fréquence (60 Hz), ce qui minimise les fréquences transitoires résiduelles non désirées.
Il existe deux types d’onduleurs : onduleurs centralisés et micro-onduleurs. Les onduleurs centralisés sont responsables de la transformation en courant alternatif de l’ensemble des panneaux PV d’un système. Parfois un système PV est organisé en deux ou trois groupes de panneaux solaires reliés à deux ou trois onduleurs, selon la capacité des panneaux PV et des onduleurs. Les micro-onduleurs sont quant à eux intégrés directement derrière chaque panneau PV, donc à l’extérieur sur le toit ou autre structure où ces derniers sont installés. La technologie des micro-onduleurs fait en sorte qu’ils sont intrinsèquement plus efficaces et qu’ils génèrent moins de fréquences transitoires indésirables.
Les onduleurs traditionnels utilisent la technologie d’alimentation à commutation (switched mode power supply). Ils produisent du courant alternatif à 60 Hz en coupant l’onde continue à une certaine fréquence, par exemple 16 ou 20 kHz, ce qui génère forcément une fréquence transitoire principale et ses harmoniques, par exemple à 20, 40, 60, 80 kHz, etc.
Oram Miller, expert en atténuation de l’électrosmog et formateur au Building Biology Institute nord-américain, recommande l’utilisation de micro-onduleurs. La compagnie Enphase Energy est très populaire et offre d’excellents produits. Si quelqu’un insiste pour avoir un onduleur central, il recommande alors l’onduleur SolarEdge avec la technologie HD-Wave. Les onduleurs d’Enphase et SolarEdge sont dorénavant les plus couramment installés en Californie, dit-il, en raison de leur fiabilité et de leur haute performance qui contribuent par la bande à les rendre plus sains.
Ces onduleurs, explique l’expert en maisons saines, sont pourvus d’un équilibrateur de courant continu (DC equalizer) qui permet au système d’opérer à plus haute efficacité. Tous les panneaux PV sont donc gérés séparément. Ainsi, l’assombrissement d’un panneau par une ombre ou un débris ne vient pas réduire l’efficacité des autres panneaux du même groupe, ce qui se produit dans le cas d’une installation typique.
Éloigner les équipements solaires des pièces de vie
Michael Schwaebe, un ancien ingénieur qui s’est formé en biologie du bâtiment afin de se guérir à la suite d’un accident de travail qui l’a rendu hypersensible, mentionne toutefois qu’il a mesuré des CEM de très basses fréquences à proximité de panneaux PV installés avec des micro-onduleurs Enphase. Bien que ces onduleurs ne généraient pas de HFT sur le câblage, une personne a développé des symptômes d’électrosensibilité après l’installation d’un système PV. Après investigation, Michael a attribué les symptômes à ces CEM de très basses fréquences que les panneaux PV irradiaient dans l’espace de vie juste en dessous. Il a également mesuré de grandes quantités de HFT et de CEM de très basses fréquences dans une maison équipée de panneaux solaires Tesla, d'onduleurs Delta et de batteries Powerwall de Tesla. Il recommande donc dorénavant de ne pas placer les systèmes PV près de pièces qui seront occupées en continu par des personnes électrosensibles.
Éviter le sans-fil et les sources d'interférence
Schwaebe souligne aussi que pratiquement tous les systèmes de mesurage d’énergie solaire sont Wi-Fi ou Bluetooth, à moins d’insister pour que le système soit câblé, ce qui n’est pas toujours possible. Le système de mesurage de batterie Enphase est Bluetooth et n’offre aucune autre option, tandis que celui de SolarEdge est normalement Wi-Fi mais peut aussi être câblé.
Rappelons que les onduleurs ne sont pas les seules sources de HFT. Une multitude d’autres appareils à composantes électroniques génèrent cette interférence en raison de leur alimentation à découpage : gradateurs d’éclairage, ampoules fluocompactes, moteurs à vitesse variable des appareils de chauffage, ventilation et climatisation à haute efficacité énergétique, outils de construction, ordinateurs, compteurs intelligents, plaques à induction, moteurs de pompes de piscine, etc.
Débrancher ou remplacer les sources de HFT
Après avoir identifié un appareil émettant des HFT, la première question à se poser est : ai-je réellement besoin de cet appareil? Si la réponse est oui, est-il possible de le débrancher physiquement lorsqu’il n’est pas utilisé? Est-il possible de le remplacer par un autre fournissant le même service sans générer de HFT? Par exemple, il est facile de remplacer une ampoule fluocompacte par une lampe incandescente halogène qui ne génère jamais de HFT puisqu'elle ne contient aucune composante électronique. « Une ampoule DEL bien conçue pour le courant continu 12 ou 24 volts, donc sans transformation de courant, ne produira pas de HFT notables, affirme Stéphane Bélainsky, directeur de la firme 3E formé en hygiène électromagnétique par le Building Biology Institute. C’est la meilleure solution actuelle pour le PV, en autant qu’elle offre une lumière chaude » comme celle des incandescentes (l’éclairage froid blanc-bleu est dommageable pour les yeux, notamment).
En étant consciencieux, ingénieux et déterminé, la majorité des sources de HFT peuvent être éliminées. Certaines sources peuvent être néanmoins hors de notre contrôle, comme un système PV ou d’autres appareils installés par notre voisin qui en génèrent beaucoup et polluent le courant circulant dans votre quartier. Par exemple, en Californie, Oram Miller visite fréquemment des maisons n’ayant pas de système PV mais dont le réseau électrique est fortement pollué par celui du voisin. Il est facile de confirmer que la source provient du PV car les HFT diminuent fortement une fois le soleil couché.
Par ailleurs, avant de considérer l’installation de filtres à HFT, il est primordial de s’assurer que le bâtiment ne contient pas d’erreurs de câblage. Bien qu’ils ne consomment pas de l'énergie, les filtres qui se branchent dans une prise électrique rajoutent une charge réactive sur le circuit. Comme tout appareil branché dans un circuit mal câblé, il pourrait alors amplifier le champ magnétique dans une pièce entière si ce circuit n’est pas conforme au Code de l’électricité.
Les dispositifs de filtration
Pour les HFT qui ne peuvent pas être éliminées autrement, il est possible d’utiliser différents « filtres » qui sont en fait généralement de condensateurs, mais il faut savoir que leur plage d’opération est limitée et que la plupart sont d'aucune utilité pour atténuer les HFT d'un système d'énergie renouvelable. En effet, ils peuvent diminuer seulement une plage spécifique de fréquences, propre à chaque fabricant et appareil, surtout entre 1 et 100 kilohertz. Bien que ces filtres soient souvent efficaces pour atténuer les HFT générées dans un bâtiment ou sur le réseau public, comme nous le verrons plus loin, ces condensateurs branchés dans une prise électrique ne sont pas conçus pour filtrer les HFT produites par les onduleurs des systèmes PV.
De plus, ces filtres peuvent eux-mêmes produire de nouvelles HFT à d’autres fréquences. Puisque le profil exact de fréquences transitoires indésirables varie d’un domicile à l’autre et que la sensibilité aux fréquences et les effets ressentis peuvent aussi varier d’une personne à l’autre, il peut arriver qu’il soit nécessaire de tester plus d’une solution d’atténuation des HFT dans une maison avant d’arriver à un résultat satisfaisant. C'est pourquoi, avant d’acheter 20 filtres à 40 $ comme les vendeurs le recommandent, l’idéal est de faire appel à un biologiste du bâtiment afin de mesurer les fréquences indésirables en présence avec un oscilloscope jumelé à un analyseur de spectre.
Les filtres branchés peuvent améliorer ou empirer les symptômes
Comme le tableau ci-dessous l’indique, la pose de filtres peut avoir des conséquences variables d’un individu à l’autre et rarement même empirer leurs symptômes, selon une étude présentée par Magda Havas et Dave Stetzer5 en 2004 dans le cadre d’une conférence internationale sur la leucémie infantile.
Après l'installation des filtres STETZERiZER (aussi appelés Graham-Stetzer du nom de leurs inventeurs) dans une école (sans système photovoltaïque) et où les HFT étaient élevés, 5 à 50 % des symptômes avaient été réduits significativement ou légèrement. Plusieurs enseignants avaient pris du mieux, étant par exemple moins fatigués et moins irritables, avec moins de maux de tête et de douleurs corporelles (figure 3 ci-dessus). Ils étaient plus aptes à se concentrer et avaient une meilleure santé, une meilleure humeur et un plus grand sentiment d’accomplissement. Sur 22 enseignants, 11 (50 %) ont montré une certaine amélioration d’au moins un de leurs symptômes, 6 autres (27 %) ont vu plusieurs symptômes s’améliorer, 3 (14 %) n’ont constaté aucun changement après l’installation des filtres et 2 autres enseignants (9 %) ont vu leurs symptômes s’aggraver. Dans l’ensemble, 7 enseignants (32 %) ont connu des améliorations statistiquement significatives.
Il existe différents types de filtres. Pour réduire les HFT générés par la plupart des appareils domestiques, on peut utiliser les condensateurs qui se branchent directement dans une prise de courant, tels que les filtres STETZERiZER, de Stetzer Electric, Greenwave, de Greenwave, et Pure Power Plug-In, de Satic. Il en existe aussi des plus dispendieux et à certains égards plus performants qui doivent être installés par un électricien à proximité du panneau électrique, tels que les filtres SineTamer, de Cratus, DNA Line Filter, de Noble Electronics, et Power Perfect Wire-In, de Satic. Le SineTamer (voir cette entrevue vidéo) est le seul produit du genre qui n’est pas un condensateur émettant un champ magnétique à proximité immédiate. Ces produits ne sont toutefois pas appropriés pour les systèmes solaires PV et peuvent parfois créer plus d'interférence et de symptômes, selon Michael Schwaebe. Heureusement, le Power Perfect Wire-In de Satic et le DNA Line Filter de Noble donnent souvent de bons résultats sur les HFT générés par les onduleurs des systèmes PV. Ces systèmes de filtration sont dispendieux, mais pourraient s’avérer indispensables pour des personnes affligées de symptômes à la suite d’une installation solaire.
Figure 11 : Cette image illustre les hautes fréquences transitoires générées à la fréquence 20 kHz par l’onduleur d’un système PV et ses harmoniques à 40 et 60 kHz. (Un onduleur défectueux avait été désactivé.)
Figure 12 : Les HFT on disparu après la pose d'un DNA Line Filter sur le câble, sauf pour le pic à 57 kHz produit par l’ordinateur servant à prendre les mesures.
© Michael Schwaebe - https://www.emfanalysis.com/wp-content/uploads/2016/06/Filtering-Solar-Inverters-Problems-and-Solutions.pdf
Voici ce qu’Oram Miller conseille à ses clients affligés d’électrosensibilité qui songent à installer un système PV : n’y pensez même pas! Pour les autres, il soutient qu’en choisissant un bon onduleur, en optant pour un compteur électrique non communicant (non émetteur de radiofréquences) et en diminuant les autres sources de HFT, il est possible de profiter d’une installation solaire sans souffrir d’impacts indésirables sur sa santé. Oram a donné une présentation sur l’installation de systèmes PV sécuritaires pour la santé dans le cadre du récent EMF Hazards Summit.
Il travaille également à compléter un nouveau cours qui portera sur les systèmes d’énergies renouvelables et leurs conséquences sur la qualité de l’onde et la santé. Ce cours sera disponible en ligne sur le site du Building Biology Institute à l’adresse suivante : https://buildingbiologyinstitute.org/course/electromagnetic-radiation.
- https://www.emf-portal.org/en/article/1981
- https://www.emfsolutions.ca/pdf/Milham_Morgan_2008.pdf
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2557071/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4661664/
- https://www.stetzerelectric.com/wp-content/uploads/Havas-Stetzer-London-2004.pdf
Ressources
Mitigation of Dirty Electricity from Solar Inverters - Capacitive Parallel Filters Don’t Do the Job, de Michael Schwaebe :
Baubiologistes et autres experts en diagnostic et mitigation de l’électrosmog :
https://safelivingtechnologies.com/emf-inspection-canada/
Entrevue d’Oram Miller sur le PV et la santé :
https://emfguylearning.com/summit-oops
Explications sur le fonctionnement des filtres DNA :
https://rfreduce.com/mxdna3/
