Bobine à induction

[invite8bc4fb4b]

Bonjour à tous,

Dans le cadre de mon PFE, je dois concevoir un système capable de mesurer les champs électriques et magnétiques émis par les lignes à haute tension de RTE.
Pour ce faire, j'ai mesuré et calculé les valeurs des champs (Environ 4500V/m pour le champ électrique et environ 10µT pour le champ magnétique)

J'aimerai premièrement savoir quel technologie puis-je utiliser pour capter ces champs. J'ai pensé premièrement à des bobines d'inductions (Au moins pour le champ magnétique)
Et du coup, je voudrais savoir comment dimensionner ma bobine en fonction de la tension qu'elle peut délivrer (Nombre de spires, rayon, matière etc...), comment la placer etc...
La fréquences de ces champs est de 50Hz.

Quelqu'un aurait déjà manipulé ou dimensionné une bobine ?

Merci à tous pour vos réponses
-----

[Antoane]

Bonjour,

Pour mesurer le champ magnétique (variable), une bobine suffit.
La tension obtenue à ses bornes se déduit de la loi de Lenz-Faraday.
Le courant circulant dans la bobine est, a priori, très faible. On peut donc utiliser du fil émaillé très fin.
Pour ce qui est de la forme générale, tu peux t'inspirer de ça : https://www.google.fr/search?q=near+...=1853&bih=1129 .
Le diamètre est un compromis entre résolution spatiale (la sonde moyenne le champ sur sa surface) et sensibilité (l'amplitude du signal obtenu est fonction de la surface de la sonde).
La loi de Lenz-Faraday t'indique comment placer ton capteur wrt le champ.


PFE = école d'ingé ?

[Patrick_91]

Bonjour,

Pour ce faire, j'ai mesuré et calculé les valeurs des champs (Environ 4500V/m pour le champ électrique et environ 10µT pour le champ magnétique)

Oui mais à quelle distance ? au sol sous les lignes ?

A plus

[invite8bc4fb4b]

Bonjour à vous deux,

Les valeurs de champs sont celles mesurées en dessous de la ligne.
Ce que je dois faire, c'est un petit dispositif capable d'avertir l'utilisateur en cas de dépassement des valeurs limites d'exposition (5000V/m pour le champ électrique et 100µT pour le champ magnétique)
Je dois donc créer un système sensible à ces deux champs variables de fréquence 50Hz, et donc de trouver quelles technologies permettraient de réaliser un tel capteur.

Du coup, comme tu le dis Antoane, je pense qu'une bobine est ce qu'il faut pour le champ magnétique. Une antenne nécessiterai une longueur de 6000km pour capter le 50Hz. Les autres techniques seraient trop poussées pour un tel capteur. Je vais regarder le lien que tu proposes.

Et sinon, pour le champ électrique, quelqu'un à une idée ?

Merci à vous deux.

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

Bonjour à vous deux,

Les valeurs de champs sont celles mesurées en dessous de la ligne.
Ce que je dois faire, c'est un petit dispositif capable d'avertir l'utilisateur en cas de dépassement des valeurs limites d'exposition (5000V/m pour le champ électrique et 100µT pour le champ magnétique)
Je dois donc créer un système sensible à ces deux champs variables de fréquence 50Hz, et donc de trouver quelles technologies permettraient de réaliser un tel capteur.

Du coup, comme tu le dis Antoane, je pense qu'une bobine est ce qu'il faut pour le champ magnétique. Une antenne nécessiterai une longueur de 6000km pour capter le 50Hz. Les autres techniques seraient trop poussées pour un tel capteur. Je vais regarder le lien que tu proposes.

Et sinon, pour le champ électrique, quelqu'un à une idée ?

Merci à vous deux.

BJr à toi,
NON il est PAS nécessaire que ton antenne fasse...6 km pour capter du 50 hertzs !!
Des longueurs INFINIMENT plus..courtes capterons aussi, mais peut etre avec moins d'efficassisté.
Mais elles..capterons. Bonne journée


capterons

[Antoane]

Bonjour,

Un peu de lecture : https://en.wikipedia.org/wiki/Near_and_far_field
... et autres sources que te suggérera google sur le sujet.

[invite8bc4fb4b]

Il me semble que pour capter une onde il faut que la longueur de l'antenne réceptrice soit de la taille de la longueur d'onde de l'onde émise... et comme à 50Hz la longueur d'onde fait 6000km, même en travaillant à 1/4 d'onde on reste à une longueur de 1500km... Après j'ai peut-être pas toutes les infos...

[Patrick_91]

Hello,

Oui mais a 50 Hz sous les lignes c'est forcément du champs proche (vu la longueur d'onde du 50 pattes !! ) , je ne vois pas bien autre chose qu'un bout d'antenne horizontale genre dipole pouvant tourner sur 180° et pré amplifié autant que filtré pour la fréquence d’intérêt.
Il existe des antennes actives de mesure pour les champs électriques verticaux fonctionnant de 100 Hz à 200 MHz mais pour 50 Hz et de fortes valeurs de champs il faudrait les modifier au niveau de l'électronique. (exemple : ce type d'antenne ) Pour le champs magnétique, oui une bobine , peut être avec un bâton de ferrite, à disposer verticalement sous les lignes avec ampli et filtres ... faut voir.
A mon avis ces mesures seront tres approximatives (mesures en champs très très proche).
Il ne doit d’ailleurs pas exister de matériel fiable pour ce type de mesure. ile se peut bien qu'il faille faire étalonner et valider les méthodes de mesure par des manips pointues faites des spécialistes du sujet ..

A plus

[Patrick_91]

Hello,

Les problèmes du champs proche font que la polarisation du champs électrique n'esr pas claire et que la direction du champs magnétique non plus. Cela a tendance a compliquer les choses , est t on certain de ce que l'on mesure ..

A plus

[invite8bc4fb4b]

Salut, et merci pour ta réponse.

Comme tu le dis, je suppose que nous sommes en champ proche,
D'après ce que j'ai pu lire, le champ proche se situe à une distance inférieur à lambda/2*Pi et dans notre cas (6000/2*3.14) donc à moins de 1000km on est en champ proche.

Du coup, pour tenter de résumer : Une bobine pour le champ magnétique, et un bout d'antenne pour le champ électrique.

Pour le champ magnétique, je sais que le diamètre des spires, le nombre de spires, joue, et aussi qu'il faut 3 bobines pour capter toutes les composantes du champ Bx, By, Bz.

Mais pour le champ électrique, saurais tu comment dimensionner ton bout d'antenne, en champ proche du coup ^^

[invite8bc4fb4b]

Pour info : Je ne cherche pas à faire une mesure super fiable et précise. Le but est juste de savoir si on est au dessous ou au dessus des valeurs limites d'exposition donnée par l'OMS.

[f6bes]

Il me semble que pour capter une onde il faut que la longueur de l'antenne réceptrice soit de la taille de la longueur d'onde de l'onde émise... et comme à 50Hz la longueur d'onde fait 6000km, même en travaillant à 1/4 d'onde on reste à une longueur de 1500km... Après j'ai peut-être pas toutes les infos...

Remoi,
BEN ...NON !
Comme déjà dit , il n'est PAS nécessaire d'avoir une antenne de cette taille !

Bon appétit

[Patrick_91]

Hello,

Oui je me doute bien , en fait il faudrait des capteurs orientables (antennes H et V ) et bobine orientable pour essayer de capter des maximums.
Puis pour finir essayer d'étalonner le basard par des techniques similaires a celles utilisées par les organismes qui fixent les maximums.
En gros, éviter les petits materiels pour électrosensibles maniaco-dépressifs qui mesurent n'importe quoi ...

A plus

[Patrick_91]

Hello, F6BES,

Oui tu as raison, mais là il s’agit de la notion de champs lointain ou proche :

Comme tu le dis, je suppose que nous sommes en champ proche,
D'après ce que j'ai pu lire, le champ proche se situe à une distance inférieur à lambda/2*Pi et dans notre cas (6000/2*3.14) donc à moins de 1000km on est en champ proche.

Voila, pour etre en champs lointain faut etre a plus de 1000 bornes ... !!!
pas de probleme on peut faire des mesures mais les champs proches (electriques et magnétiques) sont bizaroides c'est ça le probleme.
Pas mal de capteurs piquent un peu des deux ....

A plus

[invite8bc4fb4b]

Enfaite, de tels capteurs éxistent déjà et sont utilisés par RTE pour vérifier les niveaux de champs émis aux abords des lignes à haute tension. (A la demande des maires)

Du coup, leur mesure est sensible autant aux champs magnétiques qu'électriques, au 50Hz, et sont normalisés.

Moi je cherche juste à faire un petit dispositif qui permettrait à un randonneur par exemple, de se déplacer sans avoir peur de dépasser les seuils d'exposition de l'OMS (Electrosensibles, pacemaker etc...)

Voilà pourquoi je voudrais savoir quels technologies sont sensibles à ces types de champs, et comment les dimensionner... J'ai l'impression que ça va pas être simple....

[Patrick_91]

Hello,
Ah, utilisés par RTE ? quels sont ces capteurs ?
A plus ?

[invite8bc4fb4b]

Et bien justement, je ne trouve aucune info concernant leur technologie... A mon avis ça doit être compliqué.

Mais sans parler de champ 50Hz ou de champ proche, imaginons simplement un champ électrique variable, quel technologie peut permettre de mesurer un champ électrique ?

Je galère dure pourtant je suis sûr que pour un électricien ou électronicien ça devrait être facile !

[invite8bc4fb4b]

Et bien justement, je ne trouve aucune info concernant leur technologie... A mon avis ça doit être compliqué.

Mais sans parler de champ 50Hz ou de champ proche, imaginons simplement un champ électrique variable, quel technologie peut permettre de mesurer un champ électrique ?

Je galère dure pourtant je suis sûr que pour un électricien ou électronicien ça devrait être facile !

[Patrick_91]

Hello,

Tu avais dit dans ton tout premier post :

Pour ce faire, j'ai mesuré et calculé les valeurs des champs (Environ 4500V/m pour le champ électrique et environ 10µT pour le champ magnétique)

Tu as mesuré avec quoi ?

Un champ électrique, avec une antenne pardi ? un champ magnétique , des spires sur un cadre par exemple ... mais tu vas forcément retomber sur le problème longueur d'onde / champs proche ....
A plus

[invite8bc4fb4b]

Salut,

J'ai calculé les champs mathématiquement avec le théorème de Gauss pour le champ électrique et le théorème d'ampère pour le champ magnétique. (Grosse approximation, sans prendre en compte le nombre de conducteur, le triphasé, atténuation des champs...)

Les valeurs dites "mesurées" sont celles que j'ai pu glaner sur le site www.cledeschamps.com, ou sur des études trouvées sur science-direct d'Elsivier.

Maintenant, je cherche juste à connaître les technologies usuelles pour la mesure de ces champs, et de les dimensionner autour de la nature des champs émis par les lignes à haute tension...

[Patrick_91]

Hello , donc tu n'as rien mesuré du tout et www.cledeschamps.com est un site de vacances ... !!!
A PLUS

[mizambal]

Hello. Un détecteur EMF basique a pas l'air difficile à faire une résistance et un bout de fil et c parti : https://www.youtube.com/watch?v=y1Bke3750WE
ça pourrait être suffisant car le but n'est pas de mesurer mais de détecter un seuil si j'ai bien compris.

[IC-CD0000]

...imaginons simplement un champ électrique variable, quel technologie peut permettre de mesurer un champ électrique ?...
Maintenant, je cherche juste à connaître les technologies usuelles pour la mesure de ces champs, et de les dimensionner autour de la nature des champs émis par les lignes à haute tension...

Bonsoir,
Pour mesurer, voir du côté des appareils de mesures de champ électrique, par exemple ici :
http://www.conrad.fr/ce/fr/Search.ht...=mainSearchBar
ou chercher les versions pro (les prix sont pro aussi !), ce sont des analyseurs de spectre, par exemple là, qui va jusqu'à 5kV/m :
http://www.aaronia.fr/produits/Analy...ectre/NF-5030/
faut se renseigner s'il y a une possibilité de louer des analyseurs de spectre... bonne suite

ps. info sur les normes OMS ici : http://www.who.int/peh-emf/about/Wha...fr/index4.html

[Patrick_91]

Bonjour,

Pour ce qui concerne l'analyse spectrale, le problème du capteur et de la méthode de mesure reste entier. Ceci veut dire qu'on est pas prêt de faire une mesure correcte à 50 Hz (champs magnétique et champs électrique) même avec un analyseur de spectre TBF parfaitement étalonné (en niveau d'entrée) en absence de capteur utilisable, on ne sait pas vraiment ce qu'on mesure.

Pour les petits matériels décrits ici (Métrix) !!
Cela m'étonne de la part de Metrix, qui fut une maison serieuse dans les temps .. mais c'était avant !
Pas de spécification de précision sauf : dans la notice les indications

BioTest
Testeur de champs électriques BF
Electric Field Tester

Bio Test !! cela veut tout dire !!!

VX0003
Précision de mesure
± 10 % sur seuils LEDs (??)

VX0100
Précision de mesure
± 3 % ± 20 D de 40 à 800 Hz
sur 10 à 100 % de la gamme

Pige pas cette dernière spécif mais bon !! je doute fort de la véracité de la mesure, a aucun moment n'est développé la technique utilisée par le capteur ni la méthode d'étalonnage ..
A ce prix la, c'est un truc pour électrosensibles maniaco-dépressif qui a toutes les chances d'indiquer n'importe quoi.

l'autre machin apparemment un peu plus sérieux, incorpore une "bobine 3D" :

Antenne/détecteur inclus (e):

Tous SPECTRAN à basses fréquences sont équipés d´un détecteur de champ magnétique isotrope Aaronia REAL 3D primé pour la mesure des champs magnétiques tout comme un détecteur pour la mesure des champs électriques. Ces détecteurs couvrent la gamme de fréquences totale des SPECTRAN à basses fréquences.

C'est un peu plus sérieux que le Métrix mais manque singulièrement de références et d'indication sur l'étalonnage.

Bref !! le marché du "Bio Test" se porte bien , il surf sur les peurs et ignorances ,Y a t il besoin de vérifier le champs 50 Hz sous une ligne a haute tension 400 kV ? c'est connu et évalué depuis belle lurette par RTE et cela n'est pas prêt de changer.

Le champs électrique reste toujours le même, la tension 400 kV ne variant pas. Le champs magnétique, lui varie en fonction du courant, donc de la consommation. Le maximum est défini par la capacité max de la ligne qui elle ne variera pas non plus.

Les sociétés d'instrumentation ont compris, elles, qu'il y avait un marché grâce aux maires de communes qui se font attaquer par des associations de foldingues qui les oblige à faire vérifier si les normes de l'OMS sont respectées ou non ....
Alors on prétend faire des "mesures" mais vu le matériel mis en jeux c'est complètement pipo on ne sait pas ce qu'on mesure avec ces petits bricolos ...

Pour moi , un bon analyseur de spectre, un capteur sérieusement étalonné, et pour les champs proches (notamment a 50 Hz)
une méthodologie de mesure adaptée donne une petite chance de faire une mesure sérieuse. Le reste c'est du commerce .. et de l’attrape nigauds .

A plus

[invite8bc4fb4b]

Enfaite le site est http://www.clefdeschamps.info/ (désolé pour l'erreur) c'est sur ce site que j'ai eu accès à quelques relevés de la valeur des champs. Le reste je l'ai calculé grossièrement et je suis retombé sur le même ordre de grandeur.

[Patrick_91]

Hello,
OK pour le site, celui ci correspond bien au sujet

Après il faut trouver les type de capteur utilisés pour E et H et qui ont servi à ces mesures , ensuite on peut espérer faire des mesures proches .

A plus

[invitee05a3fcc]

Le bon lien : http://www.clefdeschamps.info/Carte-de-mesures

[invite8bc4fb4b]

Re,

Pour info, je vais essayer de capter le champ électrique grâce au montage électronique suivant :

https://www.youtube.com/watch?v=A19ogWBnu-g

(La vidéo est pas top, mais ça a l'air de marcher. Faut juste que la LED s'allume seulement si je dépasse les 5000V/m

Et je vais essayer de dimensionner des bobines d'induction pour allumer également une LED si on dépasse les 100µT
(Ca va être chaud à étalonner je pense...)

Vous pensez quoi de ce montage ?

[Antoane]

Bonjour,

Pour info, je vais essayer de capter le champ électrique grâce au montage électronique suivant :

https://www.youtube.com/watch?v=A19ogWBnu-g

(La vidéo est pas top, mais ça a l'air de marcher. Faut juste que la LED s'allume seulement si je dépasse les 5000V/m

C'est un bricolage (dans le mauvais sens du terme).

(Ca va être chaud à étalonner je pense...)

Non : l'utilisation se fera a priori dans une situation où théorème d'Ampère et loi de Lenz-Faraday s'appliquent bien, avec très peu d'hypothèses quant à la topologie du champ.
Donc ça devrait bien marcher, sans même qu'il soit nécessaire d'étalonner.

[Patrick_91]

Hello,

J'osais pas le dire .. enfin un détecteur de champs qui peut se passer d'un capteur E ou H étalonné ...

Génial ..

A plus