Calculateur du taux d'absorption spécifique (DAS)
Calculez le taux d'absorption spécifique (DAS) en W/kg à partir de la conductivité du tissu, de l'intensité du champ électrique efficace (RMS) et de la masse volumique du tissu. Sert à évaluer l'absorption d'énergie RF et à vérifier l'exposition par rapport aux limites de sécurité.
Estimateur d'absorption d'énergie électromagnétique
Formule du taux d'absorption spécifique (DAS)
Où :
- \(\sigma\) — conductivité électrique du tissu (S/m)
- \(E_{\text{rms}}\) — intensité du champ électrique efficace (RMS) à l'intérieur du tissu (V/m)
- \(\rho\) — masse volumique du tissu (kg/m³)
- \(SAR\) — taux d'absorption spécifique (W/kg)
La formule exprime la puissance absorbée par unité de masse de tissu : le champ induit des courants qui dissipent de l'énergie sous forme de chaleur, à un taux proportionnel à la conductivité et au carré de l'intensité du champ.
DAS – Exemple de calcul
Exemple : un tissu de conductivité 1,5 S/m et de masse volumique 1000 kg/m³ est exposé à un champ électrique efficace de 20 V/m (les valeurs par défaut ci-dessus).
\[ SAR = \frac{1.5 \times 20^{2}}{1000} = \frac{1.5 \times 400}{1000} = \frac{600}{1000} \]
Résultat : \(SAR = 0.6\) W/kg — en dessous de la limite FCC de 1,6 W/kg et de la limite ICNIRP de 2 W/kg.
Comment utiliser le calculateur
- Saisissez la Conductivité (σ) du tissu en S/m. Les valeurs typiques vont d'environ 0,05 S/m (os, graisse) à environ 1,5–2 S/m (muscle, tissu cérébral) aux fréquences des téléphones mobiles.
- Saisissez le Champ électrique (Erms) — l'intensité du champ électrique efficace à l'intérieur du tissu — en V/m.
- Saisissez la Masse volumique du tissu (ρ) en kg/m³. La plupart des tissus mous sont proches de 1000 kg/m³, la masse volumique de l'eau.
- Lisez le Taux d'absorption spécifique (DAS) en W/kg, calculé comme \(\sigma E_{\text{rms}}^{2} / \rho\).
Qu'est-ce que le taux d'absorption spécifique ?
Le taux d'absorption spécifique mesure la rapidité avec laquelle l'énergie électromagnétique est absorbée par les tissus du corps, exprimée en watts de puissance absorbée par kilogramme de tissu (W/kg). Lorsque des champs radiofréquences (RF) traversent le corps, ils induisent de petits courants électriques qui dissipent de l'énergie sous forme de chaleur. Le DAS quantifie le taux de cet échauffement et constitue la métrique de référence pour évaluer l'exposition due aux téléphones, aux objets connectés portables, aux tablettes et autres émetteurs fonctionnant à proximité du corps.
Les agences de régulation fixent des limites de DAS afin de maintenir cet échauffement largement en deçà des seuils de sécurité. Aux États-Unis, la FCC limite le DAS à 1,6 W/kg en moyenne sur 1 gramme de tissu ; en Europe et dans la plupart des autres régions, les lignes directrices de l'ICNIRP autorisent 2 W/kg en moyenne sur 10 grammes de tissu. Un téléphone vendu sur ces marchés doit être testé et certifié en dessous de la limite applicable. Comme les deux limites utilisent des volumes de moyennage différents, elles ne sont pas directement comparables.
L'interprétation du résultat est simple : un DAS inférieur à la limite applicable indique que le taux d'échauffement local reste dans les marges de sécurité acceptées dans les conditions testées. Notez que le DAS varie avec le carré de l'intensité du champ : doubler le champ quadruple la puissance absorbée — les petites variations de champ électrique comptent donc bien plus que les petites variations de conductivité ou de masse volumique.
Valeurs de référence
| Grandeur | Valeur typique |
|---|---|
| Conductivité du muscle (900 MHz–2,4 GHz) | 0,9–1,8 S/m |
| Conductivité du tissu cérébral (900 MHz–2,4 GHz) | 0,7–1,8 S/m |
| Conductivité de la graisse / des os | 0,02–0,1 S/m |
| Masse volumique des tissus mous | 1000–1100 kg/m³ |
| Limite FCC (moyenne sur 1 g) | 1,6 W/kg |
| Limite ICNIRP / UE (moyenne sur 10 g) | 2 W/kg (tête, tronc) |
| Limite ICNIRP pour les membres | 4 W/kg |
Hypothèses et limites
- Modèle de tissu homogène. La formule suppose un tissu unique et homogène avec la conductivité et la masse volumique que vous saisissez. Le corps réel est stratifié (peau, graisse, muscle), de sorte que le DAS local peut différer sensiblement de cette estimation simple.
- Local, et non corporel global. Ce calcul donne le DAS en un point. Les tests de certification des appareils utilisent des fantômes numériques détaillés et mesurent le pic spatial moyenné sur 1 g ou 10 g de tissu.
- Le champ doit être interne. \(E_{\text{rms}}\) est le champ à l'intérieur du tissu, généralement plus faible que le champ dans l'air en raison de la réflexion et de l'atténuation à la surface du corps.
- Dépendance en fréquence. La conductivité varie fortement avec la fréquence ; utilisez toujours une valeur mesurée à la fréquence qui vous intéresse.
- Moyenne temporelle. Les limites réglementaires sont moyennées sur des fenêtres temporelles précises (généralement 6 minutes) ; de brefs pics au-dessus de la limite ne signifient donc pas automatiquement une non-conformité.
- Pas une dose médicale. Le DAS est une métrique physique d'exposition décrivant un échauffement, et non une dose de médicament. Si vous cherchez des outils liés aux médicaments, consultez plutôt les calculateurs Dose de comprimé ou Dosage de perfusion.
Questions fréquentes
Comment calculer le DAS à la main, sans calculateur ?
Multipliez la conductivité du tissu en S/m par le carré du champ électrique efficace en V/m, puis divisez par la masse volumique du tissu en kg/m³. Par exemple, avec σ = 1,2 S/m, E = 30 V/m et ρ = 1000 kg/m³ : DAS = (1,2 × 30²) / 1000 = 1080 / 1000 = 1,08 W/kg. Conservez toutes les unités dans le système SI indiqué, sinon le résultat ne sera pas en W/kg.
Quelle est une valeur de DAS normale ou sûre ?
Les téléphones certifiés doivent rester en dessous de 1,6 W/kg en moyenne sur 1 gramme de tissu aux États-Unis (FCC) et en dessous de 2 W/kg en moyenne sur 10 grammes en Europe (ICNIRP). Les membres sont autorisés jusqu'à 4 W/kg selon l'ICNIRP. Si votre DAS calculé est nettement inférieur à ces valeurs, le taux d'échauffement local reste dans les marges acceptées. Notez que les deux limites utilisent des volumes de moyennage différents et ne peuvent donc pas être comparées directement.
Peut-on convertir le DAS en d'autres unités comme mW/g ?
Oui. 1 W/kg équivaut à 1 mW/g, donc un DAS de 0,6 W/kg est identique à 0,6 mW/g — il suffit de déplacer la virgule. C'est pourquoi certaines publications anciennes indiquent parfois des valeurs en mW/g. Si votre champ électrique est donné en mV/m ou kV/m, convertissez d'abord : 1 mV/m = 0,001 V/m et 1 kV/m = 1000 V/m. Se tromper d'unité de champ est l'une des erreurs les plus fréquentes.
Pourquoi mon résultat diffère-t-il du DAS officiel d'un téléphone ?
Les valeurs officielles proviennent de mesures en laboratoire utilisant des fantômes normalisés et des sondes de champ complexes, en moyennant le pic spatial sur 1 g ou 10 g de tissu. Cette formule calcule le DAS en un point unique, dans un modèle de tissu homogène, avec une intensité de champ interne que vous fournissez. Les appareils réels produisent également des champs non uniformes, et la conductivité varie selon le tissu et la fréquence : des différences sont donc à prévoir. Considérez ce résultat comme une estimation, et non comme un test de conformité.
Faut-il utiliser le champ électrique de crête ou efficace (RMS) dans la formule ?
Utilisez toujours la valeur efficace (RMS). La formule suppose un champ efficace, et y introduire une valeur de crête surestimera le DAS d'un facteur 2 pour une onde sinusoïdale, puisque le champ de crête est égal au champ efficace multiplié par √2. Si vous ne connaissez que l'amplitude de crête, divisez-la par √2 (environ 1,414) avant de la saisir. Les grandeurs de puissance varient toujours avec le carré du champ efficace, et non de la crête.
Pourquoi le champ interne est-il plus faible que le champ mesuré dans l'air ?
À la surface du corps, la majeure partie de l'énergie RF incidente est réfléchie, et le reste s'atténue rapidement dans les tissus. Selon la fréquence, le champ interne peut être bien plus faible que le champ en espace libre autour de l'appareil. Si vous saisissez un champ mesuré dans l'air, vous surestimerez le DAS. L'estimation du champ interne nécessite une modélisation électromagnétique, c'est pourquoi les tests de certification utilisent des sondes étalonnées immergées dans des liquides simulant les tissus.
Le DAS dépend-il de la fréquence ?
Pas directement dans la formule — la fréquence n'intervient que par les propriétés du tissu. La conductivité augmente nettement avec la fréquence (le muscle passe d'environ 0,5 S/m à basses fréquences à près de 2 S/m à 2,4 GHz), tandis que la masse volumique reste proche de 1000–1100 kg/m³. Utilisez toujours des valeurs de conductivité mesurées à la fréquence qui vous intéresse. À intensité de champ égale, un tissu très conducteur à une fréquence plus élevée produit un DAS plus élevé.