FR3072508A1 - Dispositif electromagnetique - Google Patents
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Abstract
Dispositif électromagnétique (2) comportant : - un support (5, 5a à 5c) isolant, et -une structure conductrice (10, 10a à 10d) de potentiel flottant s'étendant sur une face du support isolant, la structure conductrice (10, 10a à 10d) comportant un élément conducteur présentant une piste conductrice (10, 10a, 10b, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 50) en forme de spirale ou un anneau conducteur (40) fractionné en au moins quatre secteurs.
Description
DISPOSITIF ELECTROMAGNETIQUE
La présente invention concerne un dispositif électromagnétique passif sensible au rayonnement électromagnétique radiofréquence sur au moins une plage de fréquences pour protéger l’utilisateur d’effets, notamment physiologiques, d’un tel rayonnement.
Art antérieur
Du fait de l’utilisation croissante et massive d’appareils électroniques connectés, l’environnement est de plus en plus riche en rayonnements électromagnétiques radiofréquences. De tels rayonnements peuvent entraîner des effets physiologiques, en particulier au niveau neuromusculaire.
Il est connu des demandes de brevet GB 2 381 952 et US 2003/0011530 des antennes pour appareil à main connecté se présentant respectivement sous la forme de film plastique portant un fil conducteur électroniquement relié à l’appareil et de patch à coller sur l’appareil présentant un fil conducteur relié par induction électromagnétique à ce dernier. De tels dispositifs viennent se substituer à l’antenne pour réduire les dangers potentiels des antennes multidirectionnelles en orientant les radiations pour les éloigner de la tête de l’utilisateur. Ils n’offrent pas de protection globale contre les émissions radiofréquences dans une gamme de fréquences donnée.
Il est connu du certificat d’utilité FR 2 945 155 un système de protection individuelle contre les pollutions électromagnétiques émises par les téléphones portables dans une large gamme de fréquences comportant deux antennes passives de large spectre de fréquences, identiques et isolées entre elles. Un tel système permet de déphaser à 180° les ondes électromagnétiques reçues de sorte, par effet antagoniste, à protéger l’utilisateur des ondes électromagnétiques. Un tel système ne permet pas une grande sélectivité de la plage de fréquence ciblée, ni une grande portée.
Il existe donc un besoin pour disposer d’un dispositif permettant de cibler une plage de fréquence prédéterminée et ayant une portée suffisamment élevée pour protéger efficacement l’utilisateur sans pour autant perturber significativement les performances des appareils émettant de tels rayonnements.
Résumé
L’invention répond à ce besoin à l’aide d’un dispositif électromagnétique comportant :
- un support isolant, et
- une structure conductrice de potentiel flottant s’étendant sur une face du support isolant, la structure conductrice comportant un élément conducteur présentant une piste conductrice en forme de spirale ou un disque conducteur fractionné en au moins quatre secteurs.
Par « structure conductrice de potentiel flottant », on comprend que la structure conductrice n’est alimentée électriquement d’aucune manière. En particulier, la structure conductrice n’est pas alimentée électriquement par un appareil, ni physiquement, ni par induction.
Lorsqu’il est placé dans un champ radiofréquence, le dispositif résonne à certaines fréquences, déterminées notamment par les matériaux utilisés pour le support isolant ainsi que la forme de la structure conductrice.
Le dispositif permet d’offrir, dans la gamme de fréquences concernée, une protection contre certains effets biologiques des émissions radiofréquences sur l’utilisateur.
Structure conductrice
De préférence, la structure conductrice est imprimée ou gravée sur le support. Ceci permet un encombrement particulièrement réduit en épaisseur du dispositif.
De préférence, la structure conductrice est métallique, notamment en cuivre, or argent ou platine.
La structure conductrice peut présenter une épaisseur comprise entre 10 pm et 200 pm, mieux entre 20 pm et 100 pm, encore mieux entre 25 pm et 50 pm.
Piste métallique en spirale
L’élément conducteur peut présenter une piste métallique en spirale. Une telle forme en spirale permet d’avoir un dispositif qui présente un maximum de sensibilité à certaines fréquences, sus et sous-harmoniques d’une fréquence de résonnance fondamentale théorique à laquelle il est accordé.
La piste métallique peut être en forme de spirale équilatère. Par « spirale équilatère », on comprend une spirale d’équation polaire ρ=αθ, p étant le rayon et Θ l’angle.
En variante, la piste métallique peut être en forme de spirale équilatère aplatie selon une direction.
La piste métallique a, de préférence, une fréquence de résonnance fondamentale théorique comprise entre 1 MHz et 60GHz, de préférence entre 10 MHz et
GHz. Un tel dispositif peut donc permettre de se protéger, selon ses caractéristiques, contre les effets biologiques des radiofréquences émises par le Bluetooth, le Wifi, les GPS, les GSM, la radio-télévision, les appareils connectés en général et les fours à micro-ondes.
De préférence, la longueur de la piste métallique est comprise entre 25 mm et 10000 mm, de préférence entre 50 mm et 2000 mm. La fréquence de résonnance fondamentale théorique du dispositif est notamment fonction de la longueur de la piste métallique. Plus la piste métallique est longue et plus la fréquence de résonnance fondamentale théorique est faible. Une telle plage de longueurs permet une grande sélectivité de la taille du dispositif en fonction de l’usage envisagé et de la fréquence de résonnance fondamentale recherchée.
La piste métallique peut présenter moins de 50 révolutions, de préférence moins de 25 révolutions, de préférence entre 2 et 20 révolutions. La piste métallique peut présenter une largeur sensiblement constante sur toute sa longueur, notamment comprise entre 0,5 mm et 2 mm. La portée du dispositif est notamment fonction de la largeur de la piste métallique. Plus la piste métallique est large et plus la portée est faible.
La distance entre deux révolutions consécutives peut être constante et notamment comprise entre 0,5 mm et 2 mm.
La structure conductrice peut comporter au moins deux pistes métalliques en spirales concentriques de même sens ou de sens opposé, sur une même face du support isolant. De préférence, ces deux pistes métalliques ont des fréquences de résonnance fondamentale théorique différentes, notamment des longueurs différentes. Ceci permet notamment de couvrir une plage de fréquence plus large qu’avec une seule piste métallique. Par exemple, deux pistes métalliques adjacentes sur une même face peuvent tourner en sens opposé l’une par rapport à l’autre.
En variante, la structure conductrice comporte au moins deux pistes métalliques en spirale entrelacées. De préférence, les deux pistes métalliques ont la même fréquence de résonnance fondamentale, notamment sont de formes identiques. La génération passive d’une composante magnétique en champ proche peut être favorisée par la parité des parties conductrices et leur mise en regard.
Disque conducteur fractionné en au moins quatre secteurs
L’élément conducteur présente un disque conducteur fractionné en au moins quatre secteurs. Les secteurs peuvent être pleins ou en forme de fractales. Un tel élément conducteur permet une protection face aux effets biologiques des rayonnements radiofréquence sur une large bande de fréquences.
Les secteurs peuvent présenter des bords externes arrondis radialement.
De préférence, le nombre de secteurs est pair. La parité des parties conductrices favorise la génération passive d’une composante magnétique en champ proche.
Les secteurs sont de préférence tous identiques.
De préférence, l’élément conducteur est symétrique par rapport à au moins un axe radial, mieux symétrique par rapport à un point central.
Deux secteurs adjacents peuvent être séparés entre eux d’un espace de largeur comprise entre 0,5 mm et 2 mm.
Combinaison spirale-secteurs
En variante encore, la structure conductrice comporte deux éléments conducteurs, un anneau conducteur épais fractionné en au moins quatre secteurs et en son centre au moins une piste métallique enroulée en spirale. L’anneau conducteur fractionné permet de protéger l’utilisateur contre les effets biologiques de l’environnement radiofréquence ambiant sur une large bande de fréquences et la piste métallique permet une protection plus précise à une ou plusieurs fréquences particulières.
Support
Le support est, de préférence, en un matériau isolant, notamment en un matériau diélectrique, par exemple en polymère diélectrique, notamment en polyester polycarbonaté de type Lexan®, PEN (polyéthylène naphtalate), PET (polytéréphtalate d'éthylène), PI (polyimide de type Kapton®), résine époxy ou PVC (polychlorure de vinyle).
La permittivité relative du support peut être comprise entre 1 et 7. La fréquence de résonnance fondamentale théorique est notamment fonction de la permittivité relative du support. La fréquence de résonnance fondamentale théorique est plus grande lorsque la permittivité relative du support est plus faible.
De préférence, le support et la structure conductrice forment un circuit imprimé.
Double-face
Le support peut porter une structure conductrice sur chacune de ses faces. La génération passive d’une composante magnétique en champ proche est favorisée par la parité des parties conductrices et leur mise en regard. Le support peut être un circuit imprimé double face ou deux circuits imprimés simple face fixés l’un sur l’autre.
De préférence, les structures conductrices sont identiques des deux côtés du support et superposées en parfaite opposition. Les éléments conducteurs complémentaires présentant des pistes métalliques en spirale ne sont pas obligatoirement enroulés dans le même sens sur la même face du support ; ils sont, de préférence, face à face de part et d’autre du support et présentent le même sens d’enroulement lorsqu’ils sont vus de la face sur laquelle ils s’étendent. Les éléments conducteurs complémentaires présentant des disques conducteurs fractionnés en au moins quatre secteurs sont, de préférence, symétriques par rapport au plan médian les séparant.
Multi-couche
Le dispositif électromagnétique peut comporter une pluralité de supports et structures conductrices, les structures conductrices étant, de préférence, toutes séparées par au moins un support.
Au moins l’un des supports peut être dans un matériau différent des autres supports.
Dispositif
Le dispositif électromagnétique est, de préférence, plat. Ceci permet notamment de pouvoir le coller sur un appareil connecté sans gêner l’utilisateur de ce dernier.
L’épaisseur du dispositif électromagnétique est, de préférence, inférieure ou égale à 2 mm, mieux inférieure ou égale à 1 mm.
Le dispositif électromagnétique est, de préférence, de contour elliptique ou circulaire.
Le dispositif électromagnétique peut avoir une plus grande dimension inférieure ou égale à 200 mm, mieux inférieure ou égale à 150 mm, encore mieux comprise entre 4 mm et 120 mm.
Le dispositif comporte, de préférence, une structure protectrice sur chacun de ses côtés. Chaque structure protectrice peut comporter un adhésif, notamment un adhésif acrylique double-face. Au moins l’une des structures protectrices peut comporter une couche isolante d’un matériau polymère opaque et isolant électriquement, notamment un adhésif acrylique auto-extensible ou non, et recouverte d’une couche extérieure en polycarbonate, notamment en Lexan®, Makrolon® ou polyimide souple de type Dupont Kapton®. Au moins l’une des couches protectrices peut présenter des impressions.
L’une des structures protectrices peut être une couche adhésive permettant de fixer le dispositif sur un appareil connecté. Le dispositif électromagnétique peut être sous la forme d’un patch à coller ou non sur un appareil connecté. L’adhésif peut être un adhésif sensible à la pression, permettant de décoller et de recoller le dispositif plusieurs fois.
L’appareil connecté peut être une carte SIM, un téléphone portable, un boîtier Wifi, un GPS connecté, une télévision ou un four à micro-ondes.
En variante, le dispositif électromagnétique est dissocié de tout appareil électronique.
Le dispositif électromagnétique peut être souple ou rigide selon l’utilisation à laquelle il est destiné, notamment souple lorsqu’il est destiné à être fixé sur un appareil connecté et rigide lorsqu’il est destiné à être porté sur soi, notamment dans une poche.
L’invention a également pour objet un procédé de protection contre les effets biologiques des rayonnements électromagnétiques radiofréquence à l’aide d’un dispositif électromagnétique tel que défini ci-dessus.
Le dispositif électromagnétique peut être portable ou apte à être fixé sur un appareil connecté. Le procédé peut comporter l’étape consistant à porter le dispositif électromagnétique sur soi ou à fixer ce dernier sur l’appareil connecté.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de réalisation non limitatifs de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequel :
la figure 1 représente un exemple de dispositif électromagnétique selon l’invention, en vue du dessus, la figure 2 est un agrandissement d’une partie du dispositif électromagnétique de la figure 1, la figure 3 est une vue en coupe du dispositif électromagnétique de la figure 1, les figures 4 et 5 sont des vues en coupe de variantes de dispositif électromagnétique selon l’invention, les figures 6 à 12 représentent des variantes de dispositif électromagnétique selon l’invention, en vue du dessus, la figure 13 est un graphique représentant une mesure des caractéristiques d’absorption radiofréquence du dispositif électromagnétique selon la figure 1, la figure 14 est un graphique illustrant l’influence de la distance limite d’efficacité du dispositif électromagnétique en fonction de la largeur de la piste métallique, la figure 15 illustre les résultats d’un test de l’efficacité biologique du dispositif électromagnétique de la figure 6, et la figure 16 est un graphe représentant l’impact du dispositif de la figure 6 sur le fonctionnement d’un appareil connecté.
Les figures 1 à 3 représentent un dispositif électromagnétique 2 comportant un support plat 5 portant, sur chacune de ses faces, une structure conductrice notée respectivement 10a et 10b. Chaque structure conductrice 10a et 10b se présente sous la forme d’une piste métallique en forme de spirale équilatère.
Les structures conductrices 10a et 10b sont identiques lorsque observées chacune de la face du support 5 sur laquelle elles s’étendent.
Le support 5 est, de préférence, en un matériau isolant, notamment en polyester polycarbonaté de type Lexan®, PEN (polyéthylène naphtalate), PET (polytéréphtalate d'éthylène), PI (polyimide de type Kapton®), résine époxy, bakélite ou PVC.
Les structures conductrices sont, de préférence, en métal, notamment en cuivre, étamé ou non, doré ou non, voire en or argent ou platine.
Les structures conductrices 10a et 10b sont préférentiellement imprimées sur le support 5, l’ensemble des deux formant un circuit imprimé. Le circuit imprimé est protégé de l’extérieur par des structures protectrices 12 et 14 disposées respectivement sur sa face inférieure et sa face supérieure.
La structure protectrice 14 de la face supérieure peut comporter une couche isolante, par exemple un feuillet de polyester polycarbonaté fixé par un adhésif acrylique double-face, préférentiellement opaque, à la surface du circuit imprimé.
La structure protectrice 12 de la face inférieure peut être un adhésif doubleface, préférentiellement opaque permettant de fixer le dispositif électromagnétique 2 sur la surface plane d’un appareil connecté.
Le dispositif électromagnétique 2 peut être rigide ou flexible.
En variante, la structure protectrice 12 de la face inférieure comporte une couche isolante, par exemple un feuillet de polyester polycarbonaté fixée par un adhésif double-face, préférentiellement opaque. Dans ce cas, le dispositif électromagnétique 2 est de préférence rigide, de sorte à pouvoir être transporté facilement. Il est alors possible par exemple de glisser le dispositif électromagnétique dans sa poche afin de se protéger des effets biologiques de l’environnement électromagnétique ambiant.
La structure protectrice 12 et/ou la structure protectrice 14 peuvent être imprimées.
Chaque piste conductrice 10a ou 10b présente un maximum de sensibilité aux radiofréquences (RF) auxquelles elle est accordée, en ondes entières ou sus- et sousharmoniques : elle est en effet capable d’absorber certaines ondes RF et de les réémettre, en totalité ou partiellement. C’est cette interaction passive des spires avec l’environnement électromagnétique radiofréquence ambiant (EEM-RF) qui entraîne un effet protecteur. Chaque piste métallique 10 présente une fréquence de résonnance fondamentale théorique qui est calculée par l’équation suivante :
c 1 Vpd = fTrL où er est la permittivité relative du support, c la célérité de la lumière et L la longueur de la piste métallique 10. Elle est accordée plus ou moins avec les ondes de fréquence harmonique de la fréquence de résonnance fondamentale théorique, c’est-à-dire de fréquence vharmk =kXvFd ou vharml/k =
Dans l’exemple illustré sur les figures 1 et 2, chaque piste métallique 10a et
10b présente une largeur l constante sur toute sa longueur et sensiblement égale à 1 mm et 13 révolutions. La distance entre deux révolutions consécutives p, correspondant à de la largeur de la piste métallique 10 et à celle de l’espace entre deux révolutions consécutives, illustré sur la figure 2, est fixe et sensiblement égal à 2 mm. La longueur de la piste métallique est ici sensiblement égale à 1062 mm et son épaisseur e est sensiblement égale à 35 pm. Le support 5 est en PEN présentant une permittivité relative er sensiblement égale à 3 et la piste métallique est en cuivre. L’épaisseur k du support 5 est sensiblement égale à 50 pm. Le dispositif électromagnétique présente la forme d’un disque plat souple. Le diamètre D de la structure conductrice 10a, 10b est, par exemple sensiblement égal à 56 mm. La fréquence de résonnance fondamentale théorique de chaque piste métallique 10a et 10b est alors sensiblement de 163 MHz.
Un tel dispositif électromagnétique 2 peut notamment permettre de protéger l’utilisateur contre les effets biologiques des rayonnements de la Wifi à environ 2,4 GHz, qui correspondent à la 15eme harmonique.
L’exemple de réalisation de la figure 4 diffère de celui de la figure 3 en ce que le dispositif électromagnétique 2 ne comporte qu’une seule structure conductrice 10, sur l’une des faces du support 5, la deuxième face du support 5 étant dépourvue de structure conductrice.
La variante de la figure 5 diffère de celle de la figure 3 en ce que le dispositif électromagnétique 2 comporte plusieurs supports, chacun en un matériau isolant, qui peuvent être des matériaux identiques ou différents, et plusieurs structures conductrices sur les différentes faces des supports. Le dispositif comporte dans cet exemple trois supports 5a, 5b et 5c en un matériau isolant et quatre structure conductrices 10a à lOd disposées entre les supports 5a à 5c et sur les faces supérieures et inférieures de l’ensemble. Les structures conductrices 10a à lOd sont séparées par les supports respectifs 5a à 5c.
La surface supérieure 41 de la structure protectrice peut être imprimée avec un identifiant.
L’exemple de la figure 6 diffère de celui de la figure 1 en ce que le support ne porte qu’une seule structure conductrice 10, cette dernière comportant deux pistes métalliques 20 et 22 chacune en forme de spirale équilatère, identiques et entrelacées, sur une même surface du support. Les deux pistes sont en cuivre. Les dimensions des pistes métalliques 20 et 22 sont également différentes de celles de la figure 1. Les pistes 20 et 22 ont une largeur l constante sur toute sa longueur, par exemple sensiblement égale à 1mm. Le rayon initial ro des pistes est de préférence égal à 1,5mm et chaque piste métallique 20 ou 22 présente dans la figure illustrée 2,75 révolutions. La distance entre deux révolutions consécutives p est fixe et sensiblement égale à 4,5 mm. La longueur de chaque piste métallique est ici sensiblement égale à 133 mm.
Le dispositif électromagnétique présente la forme d’un disque plat souple. Le diamètre D de la structure conductrice 10 est sensiblement égal à 29 mm. La fréquence de résonnance fondamentale théorique de chaque piste métallique 20 et 22 est sensiblement de 1,3 GHz. L’épaisseur e de la structure conductrice 10a, mesurée perpendiculairement aux surfaces du support 5, est sensiblement égale à 35 pm. Cette valeur peut être modifiée selon besoin.
La variante illustrée sur la figure 7(a) diffère de celle de la figure 1 en ce que le support ne porte qu’une seule structure conductrice 10, cette dernière comportant, sur une même face, trois pistes métalliques 24, 26 et 28 en spirale équilatère concentriques. Les dimensions des pistes métalliques 24, 26 et 28 sont également différentes de celles de l’exemple de la figure 1. Chaque piste métallique 24, 26 et 28 présente une largeur l constante sur toute sa longueur et sensiblement égale à 1 mm. La piste 24 présente 4 révolutions et les pistes 26 et 28 présentent 3,5 révolutions. La distance entre deux révolutions consécutivesp, correspondant à la largeur de la piste métallique 24, 26 ou 28 et à l’espace entre deux révolutions consécutives, est fixe et sensiblement égale à 2 mm. Les longueurs des pistes métalliques 24, 26 et 28 sont différentes et sont respectivement de 113 mm, 308 mm et 517 mm. Le dispositif électromagnétique présente la forme d’un disque plat souple de diamètre D sensiblement égal à 58 mm. Les fréquences de résonnance fondamentales théoriques des pistes métalliques 24, 26 et 28 sur PET sont donc respectivement de 1,53 GHz, 560 MHz et 330 MHz. Deux pistes adjacentes 24 et 26, 26 et 28 tournent en sens opposés.
Dans une variante, au moins l’une des pistes peut avoir une largeur différente d’une autre piste sur la même face, comme illustré sur la figure 7(b).
La variante de la figure 8 diffère de celle de la figure 4 en ce que le dispositif électromagnétique 2 est de contour ovale et en ce que la structure conductrice 10 comporte les deux pistes métalliques 30 et 32 chacune formant une spirale équilatère aplatie selon une direction Y. La structure conductrice 10 présente une plus grande dimension D sensiblement égale à 7 mm et une plus petite dimension d sensiblement égale à 3 mm.
Dans la variante illustrée sur la figure 9, le dispositif électromagnétique présente une structure conductrice 10 sur une face seulement du support 5.
La structure conductrice 10 est sous forme d’un anneau conducteur fractionné en huit secteurs identiques 40 espacés entre eux d’une distance q sensiblement égale à 1mm. La structure conductrice 10 est symétrique par rapport au centre. Les secteurs 40 présentent des coins arrondis. Le support 5 a une forme circulaire et tangente extérieurement à la structure conductrice 10, c’est-à-dire à chacun des secteurs 40.La structure conductrice 10 est centrée sur le support 5.
Selon un mode de réalisation préféré, le diamètre D de la structure conductrice 10 est d’environ 37 mm. Les secteurs peuvent être en cuivre et présenter une épaisseur sensiblement égale à 35 pm. Le support peut présenter une épaisseur de 500 pm. La structure conductrice 10 rend le système efficace pour des fréquences fondamentales situées dans une bande de fréquences comprise entre 10 GHz et 80 GHz selon la nature du support
La variante de la figure 10 diffère de celle de la figure 9 en ce que le dispositif comporte, sur chaque surface du support 5, une structure conductrice 10, les deux structures conductrices étant en regard. Chaque structure conductrice 10 comporte un anneau conducteur fractionné tel qu’illustré à la figure 9 et un disque central 45. Ce dernier a pour but d’étendre la bande de fréquences vers les basses fréquences, par exemple jusqu’à 7 GHz de fondamental.
Selon un mode de réalisation préféré, le diamètre de la structure conductrice 10 est d’environ 37 mm et le disque central 45 est de diamètre r sensiblement égal à 3 mm. Les secteurs peuvent être en cuivre et présenter une épaisseur sensiblement égale à 35 pm. Le support est par exemple une résine époxy et peut présenter une épaisseur de 1mm.
Dans la variante illustrée sur la figure 11, la structure conductrice 10 comporte un anneau conducteur fractionné en huit secteurs identiques 40 tel que décrit en relation avec la figure 9 et deux pistes métalliques coplanaires entrelacées 50, analogues à celles illustrées à la figure 6, sous forme de spirale équilatère. Selon un mode de réalisation préférée, le diamètre D de la structure conductrice 10 est d’environ 58 mm et le diamètre Ds des pistes métalliques 50 est d’environ 7mm.
Les secteurs d’anneaux conducteurs rendent le système efficace pour des fréquences fondamentales situées dans une bande de fréquences comprise entre 10 GHz et 80 GHz selon la nature du support.
Le dispositif selon les figures 9 et 11 est par exemple à apposer sur la surface plane d’un support visé, par exemple un appareil connecté.
Dans la variante illustrée sur la figure 12, le dispositif comporte, sur chaque surface du support 5, une structure conductrice 10, les deux structures conductrices étant en regard. Chaque structure conductrice 10 comporte un anneau conducteur fractionné tel qu’illustré à la figure 9 et une piste métallique analogue à celle illustrée à la figure 1. Selon un mode de réalisation préféré, le diamètre D de la structure conductrice 10 est d’environ 58 mm et le diamètre Ds des pistes métalliques 50 est d’environ 7mm.
La piste métallique de la figure 12, lorsque sur support de résine époxy (PCB), présente une fréquence de résonance fondamentale théorique de 2,40 GHz. Il en est de même pour les pistes métalliques de la figure 11.
Les dispositifs selon les figures 10 et 12 se présentent par exemple sous la forme d’un patch à porter sur soi.
Mesure des caractéristiques d’absorption radiofréquence
La figure 13 illustre une mesure des caractéristiques d’absorption radiofréquence du dispositif électromagnétique 2 selon l’invention entre 800 MHz et 3 GHz à partir des mesures en transmission et réflexion sur un analyseur de réseau AGILENT 8753ES (30 kHz - 3 GHz), numérisation des données et transfert sous PC pour traitement sous Excel®]. Le dispositif électromagnétique 2 utilisé est le même que celui décrit en relation avec les figures 1 à 3.
Le tableau suivant montre les correspondances entre le calcul et les mesures effectuées tels qu’illustré à la figure 13 :
| Harmonique | Fréquences calculées (GHz) | Fréquences mesurées (GHz) |
| Fondamentale | 0,163 | |
| 7ème harmonique | 1,14 | 1,19 |
| 9ème harmonique | 1,47 | 1,46 |
| 12ème harmonique | 1,96 | 1,94 |
| 15ème harmonique | 2,45 | 2,47 |
Influence de la largeur de la piste métallique
La figure 14 illustre l’influence de la distance limite d’efficacité du dispositif électromagnétique (en mètres) en fonction de la largeur de la piste métallique (en millimètres). Dans cette expérience, les dispositifs électromagnétiques présentent la même longueur de la piste métallique, la même nature de support et donc la même fréquence de résonance à 2,4GHz. L’efficacité est évaluée au moyen du test de la pince qui consiste à estimer le niveau de résistance à l’ouverture d’une pince digitale formée entre pouce et index.
Seule la largeur de la piste métallique varie.
On peut constater que plus la piste métallique est large, plus la distance limite d’efficacité est faible. La portée du dispositif dépend de la largeur de la piste métallique.
Efficacité biologique
Afin de mettre en évidence l’effet de protection contre certains effets biologiques des rayonnements électromagnétiques d’une fréquence prédéterminée, un test en double aveugle a été effectué. Dans ce test, deux panels 20 et 30 de quinze sujets sains ont été soumis à quatre tests musculaires différents dans quatre conditions différentes, au cours des expériences, le premier panel 20 ayant eu un dispositif placébo et le deuxième panel 30 ayant eu le dispositif électromagnétique selon l’invention. Le dispositif comporte une structure conductrice sur une surface du support. La structure conductrice comporte un anneau conducteur fractionné en deux. Le diamètre de la structure conductrice est d’environ 29 mm.
Les quatre tests musculaires sont le test de la pince et les tests de déplacement des apophyses vertébrales de SI, L5 et L4. Le test de la pince consiste à estimer le niveau de résistance à l’ouverture d’une pince digitale formée entre pouce et index ; parmi les muscles impliqués, le fléchisseur propre, les long et court abducteurs du pouce ainsi que les fléchisseur et extenseur commun des doigts, dont l’index ; l'appréciation à la volée de la capacité de serrage entre pouce et index formant pince a été validée au moyen d’un appareil développé au sein de l’unité 305 de l’INSERM, à l’institut de biomécanique du professeur MORUCCI à Toulouse ; l'examen peut donc s’effectuer en routine clinique, sans appareillage. Un sujet testé est performant s’il tient bon, négatif s’il lâche. Les tests de déplacement des apophyses vertébrales de SI, L5 et L4 consistent à apprécier, au moyen du positionnement des pouces sur les apophyses latérales de SI, L5 et L4, le déplacement vertébral à droite ou à gauche, avec ou sans douleurs, lorsque le sujet se baisse, impliquant par exemple les érecteurs du rachis dont le long dorsal, le psoas et le grand fessier. Un sujet est dit performant à ces tests musculaires lorsqu’il n’existe aucun déplacement vertébral à droite ou à gauche, ni aucune douleur.
La figure 15 illustre le nombre de sujets performants dans chaque panel dans les quatre conditions différentes.
Dans une première condition, les deux panels sont placés dans un environnement électromagnétique radiofréquence (EEM-RF) ambiant. Les résultats des tests sont illustrés par les barres 100 de la figure 15. Dans les deux panels, environ 50% des sujets sont performants aux tests musculaires.
Dans une deuxième condition, les deux panels sont placés dans un environnement électromagnétique radiofréquence (EEM-RF) ambiant et portent sur eux un téléphone portable en mode veille avec la Wifi activée pour accentuer le niveau électromagnétique de cet environnement. Les résultats des tests sont illustrés par les barres 110 de la figure 15. Dans les deux panels, environ 5% des sujets sont performants aux tests musculaires.
Dans une troisième condition, les deux panels sont placés dans un environnement dépourvu totalement de rayonnement électromagnétique radiofréquence mesurable. Les résultats des tests sont illustrés par les barres 120 de la figure 15. Dans les deux panels, 100% des sujets sont performants aux tests musculaires.
Dans une quatrième condition, les deux panels sont placés dans le même environnement électromagnétique radiofréquence (EEM-RF) ambiant que dans la première condition mais portent sur eux un téléphone portable en mode veille avec la Wifi activée. Le téléphone portable des sujets du premier panel porte un dispositif électromagnétique placébo collé à son dos et le téléphone portable des sujets du deuxième panel porte le dispositif électromagnétique selon l’invention, tel que décrit précédemment, collé à son dos. Les résultats des tests sont illustrés par les barres 130 de la figure 15. Dans le premier panel ayant eu le placébo, les résultats sont identiques à ceux de la première condition, c’est-à-dire qu’environ 50% des sujets sont performants aux tests musculaires. Dans le deuxième panel ayant eu le dispositif électromagnétique selon l’invention, les résultats sont sensiblement identiques à ceux de la troisième condition, c’est-à-dire qu’environ 100% des sujets sont performants aux tests musculaires.
Une telle expérience démontre que le dispositif selon l’invention rétablit en quasi-totalité les performances des muscles correspondants aux quatre tests lorsqu’ils sont perturbés par un environnement radiofréquence (EEM-RF).
Impact sur les appareils connectés
Afin de mettre en évidence que le dispositif électromagnétique selon l’invention n’a pas ou peu d’impact sur les appareils connectés, la figure 16 illustre des mesures de décharge de la batterie d’un téléphone portable de type Samsung Note 2® en fonctionnement standard courant ont été effectuées sans le dispositif électromagnétique selon l’invention (cas 1), avec le dispositif électromagnétique selon l’invention tel que décrit en relation avec la figure 4 collé au dos du téléphone (cas 2), et avec le dispositif électromagnétique selon l’invention tel que décrit en relation avec la figure 4, collé sur une carte en papier disposé à proximité immédiate du téléphone (cas 3).
La figure 16 illustre le pourcentage de charge du téléphone en fonction du temps dans les trois cas, respectivement par les points 150, 160, et 170.
On peut constater que la présence ou non d’un dispositif électromagnétique selon l’invention n’a pas ou que peu d’impact sur la vitesse de décharge du téléphone considéré.
Claims (21)
- REVENDICATIONS1. Dispositif électromagnétique (2) comportant :- un support (5, 5a à 5c) isolant, et- une structure conductrice (10, 10a à lOd) de potentiel flottant s’étendant sur une face du support isolant, la structure conductrice (10, 10a à lOd) comportant un élément conducteur présentant une piste conductrice (10, 10a, 10b, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 50) en forme de spirale ou un anneau conducteur (40) fractionné en au moins quatre secteurs.
- 2. Dispositif électromagnétique selon la revendication 1, la structure conductrice (10, 10a à lOd) étant métallique, notamment en cuivre.
- 3. Dispositif électromagnétique selon la revendication 1 ou 2, l’élément conducteur présentant une piste métallique en spirale (10, 10a, 10b, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 50), notamment en spirale équilatère (10, 10a, 10b, 20, 22, 24, 26, 28, 50) ou spirale équilatère aplatie (30, 32) selon une direction (Y).
- 4. Dispositif électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, la piste métallique (10, 10a, 10b, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 50) ayant une fréquence de résonnance fondamentale théorique comprise entre 1 MHz et 50 GHz, de préférence entre 0,8 GHz et 3 GHz
- 5. Dispositif électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, la longueur de la piste métallique (10, 10a, 10b, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 50) étant comprise entre 25 mm et 10000 mm, de préférence entre 30 mm et 2000 mm.
- 6. Dispositif électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, la piste métallique (10, 10a, 10b, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 50) présentant une largeur l sensiblement constante sur toute sa longueur, notamment comprise entre 0,5 mm et 1,5 mm, de préférence 1 mm
- 7. Dispositif électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, la structure conductrice (10, 10a à lOd) comportant au moins deux pistes métalliques en spirales concentriques (24, 26, 28) de même sens ou de sens opposés, sur une même face du support isolant.
- 8. Dispositif électromagnétique selon la revendication précédente, deux pistes métalliques adjacentes sur la même face tournant en des sens opposés l’une par rapport à l’autre.
- 9. Dispositif électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, la structure conductrice (10, 10a à lOd) comportant au moins deux pistes métalliques en spirale entrelacées (20, 22, 30, 32, 50).
- 10. Dispositif électromagnétique selon la revendication 1 ou 2, l’élément conducteur présentant un anneau conducteur (40) fractionné en au moins quatre secteurs, de préférence pleins ou sous forme de fractale.
- 11. Dispositif électromagnétique selon la revendication 9, l’élément conducteur (40) étant symétrique par rapport à au moins un axe radial, mieux étant symétrique par rapport à un point central (X).
- 12. Dispositif électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, la structure conductrice (10 ; 10a à lOd) comportant deux éléments conducteurs, un anneau conducteur (40) fractionné en au moins quatre secteurs et en son centre au moins une piste métallique en spirale (50).
- 13. Dispositif électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, le support (5, 5a à 5c) étant en un matériau isolant, notamment en un matériau diélectrique, par exemple en polymère diélectrique, notamment en polyester polycarbonaté de type Lexan®, PEN (Polyéthylène naphtalate), PET (Polytéréphtalate d'éthylène), PI (Polyimide de type Kapton®), résine époxy ou PVC (polychlorure de vinyle).
- 14. Dispositif électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, la permittivité relative du support er étant comprise entre 1 et 10
- 15. Dispositif électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, le support (5, 5a à 5c) portant une structure conductrice (10a à lOd) sur chacune de ses faces.
- 16. Dispositif électromagnétique selon la revendication 14, les structures conductrices (10 ; 10a à lOd) étant identiques des deux côtés du support (5, 5a à 5c) et superposées ou en opposition, notamment les éléments conducteurs complémentaires présentant des pistes métalliques en spirale (10a, 10b) étant face à face de part et d’autre du support et présentant le même sens d’enroulement lorsqu’ils sont vus de la face sur laquelle ils s’étendent et les éléments conducteurs complémentaires présentant des anneaux conducteurs (40) fractionnés en au moins quatre secteurs, étant symétriques par rapport au plan médian les séparant.
- 17. Dispositif électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une pluralité de supports (5a à 5c) et structures conductrices (10a5 à lOd), les structures conductrices (10a à lOd) étant, de préférence, toutes séparées par au moins un support (5a à 5c).
- 18. Dispositif électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, le dispositif électromagnétique (2) étant plat, de préférence de contour elliptique ou circulaire.10
- 19. Dispositif électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une structure protectrice (12, 14) sur chacun de ses côtés, chaque structure protectrice (12, 14) comportant, de préférence, un adhésif, notamment un adhésif double-face, de préférence un adhésif acrylique.
- 20. Dispositif électromagnétique selon l'une quelconque des revendications15 précédentes, le dispositif électromagnétique (2) étant sous la forme d’un patch à coller ou non sur un appareil connecté.
- 21. Procédé de protection contre des effets biologiques d’un rayonnement électromagnétique radiofréquence à l’aide d’un dispositif électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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- 2017-10-16 FR FR1759655A patent/FR3072508B1/fr active Active
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