Une Etude Epidémiologique sur l’Exposition de Rats à des Micro-ondes de faible intensité durant 21 mois

Dirk Adang

Introduction

Au cours de la dernière décennie, les nouvelles technologies de communication personnelles ont conduit à une exposition accrue du public aux ondes électromagnétiques. Les micro-ondes sont utilisées de façon massive tant dans la sphère privée que sur le lieu de travail. Nous sommes tous soumis aux champs électromagnétiques produits par la téléphonie cellulaire, les appareils de communication sans fil, les radars, etc. Du point de vue de la santé de la population, des millions d’individus sont exposés de nos jours à des micro-ondes de faible intensité, avec en perspective une poursuite de ces formes d’évolution récente tout au long de la vie.

Ces appareils et systèmes électroniques récents inondent l’environnement électromagnétique naturel de champs plus intenses. La croissance des champs radiofréquences (RF) est encore compliquée par la naissance des techniques de communication digitale. Dans de nombreuses applications, ces champs micro-ondes sont systématiquement interrompus (pulsés) aux basses fréquences.

Les applications des micro-ondes se sont multipliées au cours de ces 40 dernières années. Les micro-ondes se sont banalisées dans le monde des entreprises. Dans toutes les industries manufacturières, de nouveaux processus utilisant les technologies micro-ondes les plus récentes ne cessent de se développer. Les travailleurs peuvent être exposés en permanence aux champs provenant d’une multitude de sources. En particulier, ceci est certainement le cas pour le personnel militaire en opération. Par ailleurs, il n’est pas rare d’observer une concentration élevée d’appareils – mobiles ou fixés au sol – (communication par satellite, antennes de transmission haute-fréquence (HF), radars…) implantée sur un petit composant dans l’environnement personnel immédiat.

Du point de vue de l’évolution biologique, le rayonnement électromagnétique omniprésent dû à la prolifération des sources d’origine humaine constitue un facteur physique très récent dans l’environnement. A cours des dix dernières années, chacun est exposé à un mélange complexe de champs électromagnétiques à des intensités plus élevées que jamais.

L’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) et d’autres agences internationales ont élaboré des standards et des normes, basés sur les effets thermiques et aigus des micro-ondes. Cependant, le débat sur les effets biologiques d’une exposition à long terme aux ondes électromagnétiques reste ouvert. Avec l’utilisation croissante des micro-ondes, la population en général devient de plus en plus consciente et même préoccupée des effets nuisibles potentiels de ces champs électromagnétiques dans leur panoplie de fréquences et de modes de transmission.

C’est pourquoi l’OMS encourage la poursuite de la recherche sur les effets biologiques à long terme de l’exposition à des faibles doses de micro-ondes.

La présente thèse est divisée en deux parties :

Dans la première partie, les procédures et les principes fondamentaux de l’expérience sont décrits en détail.

Le cadre général de l’étude est décrit au chapitre 1.

Dans le chapitre 2, l’environnement actuel en radiofréquences est présenté et le choix des fréquences utilisées dans l’expérience est expliqué. Une section est consacrée à de possibles implications biologiques de l’exposition aux ondes continues vs. ondes pulsées. Des considérations thermiques et sous thermiques au sujet des paramètres d’exposition feront l’objet de la section suivante. Des expériences montrant une influence ou non de l’exposition aux micro-ondes sur l’intégrité de la barrière sanguine du cerveau sont brièvement discutées à la section suivante.

Une description exhaustive de notre expérience constitue le sujet principal du chapitre trois. Des solutions pratiques aux problèmes rencontrés sont présentées, de même que la sélection des paramètres hématologiques qui font l’objet de recherches à la suite des échantillonnages sanguins périodiques.

Dans la deuxième partie, est mise en œuvre l’analyse statistique des résultats de laboratoire concernant les paramètres hématologiques. Période après période, les différences observées entre les groupes exposés et les groupes “témoins” * sont testées du point de vue de leur signification statistique.

Dans la troisième partie, des résultats préliminaires de notre étude comportementale sur des rats concernant de possibles effets cognitifs des micro-ondes sont présentés. Il s’agit d’essais préalables à de futures recherches dans ce domaine. Le deuxième chapitre traite d’une étude de mortalité appliquée aux quatre populations de rats qui ont été exposés quasi tout au long de leur vie à des micro-ondes de faible intensité. Peu d’études ont inclus une étude de mortalité dans leur programme, car un tel projet scientifique requiert un travail intensif de longue haleine.

La quatrième partie se situe dans la ligne de l’étude de mortalité : une étude anatomopathologique d’un échantillon de rats prélevé dans chaque groupe exposé est réalisée. L’examen histopathologique de tous les rats dépasse le cadre de cette thèse.

Le résumé des résultats obtenus figure dans la conclusion finale, laquelle est aussi une incitation à des discussions et des recherches futures.

Conclusion

Il y a trois parties dans cette conclusion. La première résume les résultats que nous avons obtenus. Dans la seconde, nous présentons des commentaires personnels que nous considérons comme émanant de ces résultats. Dans la troisième, nous présentons des suggestions pour de futures recherches, sur la base des résultats.

Nous avons exposé quatre groupes de 31 rats [“témoins”, 970-MHz CW (Continuous Waves, Ondes Continues), 970-MHz PW (Pulsed Waves, Ondes Pulsées), 9,70 GHz CW], simultanément, 2 h par jour, 7 jours par semaine durant 21 mois. L’effet de deux fréquences, ainsi que de deux modes d’exposition – ondes continues et ondes pulsées – a été étudié.

Dans la discussion liée aux résultats de l’analyse du sang, nous avons considéré une période d’exposition de 18 mois, car le dernier échantillonnage sanguin a été réalisé 18 mois après le début de l’exposition. Après ce 18^e mois, l’exposition des rats s’est poursuivie durant trois mois afin de prolonger la période d’exposition totale. Ces trois mois supplémentaires d’exposition augmentent la période de surveillance liée à l’étude de mortalité que nous avons menée. Les résultats sont décrits dans la Partie III, Chapitre 2. Après ces 21 mois d’exposition, les rats ont été conservés durant trois mois de plus, mais sans exposition.

A cause de contraintes pratiques en rapport avec l’échantillonnage sanguin et la faisabilité des analyses de sang, les 18 premiers mois d’exposition ont été subdivisés en cinq périodes d’environ trois mois. En pratique, les échantillonnages sanguins ont été réalisés après 0, 3, 8, 11, 14 et 18 mois d’exposition.

Après chaque période, nous avons comparé les paramètres des groupes exposés avec ceux des groupes “témoins”. Dans la partie II de cette thèse, sont présentés les résultats de l’analyse de sang. Plusieurs différences statistiquement significatives ont été relevées entre chacun des groupes exposés et le groupe “témoin”.

Les tableaux synoptiques au Chapitre 1 de la Partie II résument les paramètres pour lesquels un résultat statistiquement significatif a été obtenu dans au moins un des trois groupes exposés pour chaque période. Les valeurs statistiquement significatives (p < 0,05) ont été marquées d’une astérisque dans ces tableaux synoptiques. Dans un souci d’être complets, les valeurs pour les autres groupes exposés – même celles qui ne sont pas significatives – ont été également reportées dans le tableau.

Le résultat le plus évident est constitué par les valeurs collectées dans les monocytes, où un accroissement remarquable est mis en lumière aussi bien après 3 mois qu’après 8 mois d’exposition aux micro-ondes.

Les monocytes font partie du système immunitaire et sont les plus grands de tous les leucocytes. Les monocytes sont les précurseurs des macrophages, lesquels jouent un rôle dans l’élimination des bactéries, des champignons, des particules étrangères au corps et des cellules mortes ou endommagées.

Il est très remarquable que dans tous les groupes exposés, une augmentation est constatée par comparaison au groupe “témoin”. Cette découverte suggère une réponse de stress dans le système de formation du sang après une exposition de longue durée à des micro-ondes de basse intensité. Une hypothèse possible est que l’exposition induit une réaction myélopoïétique accrue conduisant à une stimulation de la formation de monocyte dans le sang. Tout se passe comme si l’organisme vivant réagissait à une agression ou une intrusion étrangère.

L’augmentation statistiquement significative du nombre des érithrocytes et les changements dans les indices dérivés après trois mois d’exposition sont une autre indication à l’appui de l’hypothèse d’un effet stimulant de l’exposition aux micro-ondes sur l’hématopoïèse.

Après 11 et 18 mois d’exposition, des augmentations statistiquement significatives dans d’autres types de leucocytes sont mises en évidence. Les leucocytes et les neutrophiles montrent un accroissement d’environ 30% par rapport au groupe “témoin” après 18 mois d’exposition. Ceci peut être indicatif d’un effet à long terme, même en conditions sous-thermiques (low-thermal conditions).

Quand on considère l’entièreté de la période d’exposition, des résultats statistiquement significatifs sont observés aussi bien dans les groupes CW que dans le groupe PW. Le nombre de résultats statistiquement significatifs trouvés dans le groupe PW est d’environ la moitié du nombre dans les groupes CW (8 vs. 15).

Comme le comportement est la mesure la plus sensible aux effets biologiques, nous avons évalué la faisabilité de mettre sur pied une étude comportementale avec des rats qui ont été exposés aux micro-ondes. Nous avons testé deux populations. Chaque population était composée d’un groupe de rats effectivement exposés et d’un groupe “témoin”. Une population était le groupe exposé à des PW de 970 MHz, et ce déjà depuis 15 mois. La seconde population était un groupe de rats qui avait été exposé durant deux mois. Les deux groupes étaient soumis à une épreuve de reconnaissance d’objet. Nous avons trouvé que les rats exposés deux mois durant montraient un comportement exploratoire normal. Les rats exposés durant 15 mois ne font pas la distinction entre un objet familier et un objet inconnu. Il faut préciser que cette expérience était montée uniquement comme une étude de faisabilité pour de futures recherches en rapport avec les changements comportementaux dus à une exposition aux micro-ondes à long terme, raison pour laquelle nous avons utilisé le groupe de rats déjà exposés durant 15 mois dans une autre expérience. Cependant, ce fut aussi le cas pour le groupe “témoin” correspondant. Notre découverte doit être considérée davantage comme une tendance que comme un résultat indiscutable, une tendance néanmoins évidente.

A son tour, l’étude de mortalité décrite à la Partie III, Ch. 2, indique un effet biologique des micro-ondes. Tous les groupes exposés montrent des taux de survie inférieurs au taux de survie moyen des rats non traités du même âge.

Cet effet devient plus clair au bout d’une période additionnelle de trois mois après que l’exposition a été stoppée. Une mortalité plus élevée peut être en lien avec une altération du nombre de monocytes et/ou du nombre total de leucocytes dans le sang à la périphérie, vu que les leucocytes participent à une réponse immunitaire globale du corps contre des organismes étrangers au sens le plus large.

Nous poursuivons nos commentaires personnels. En premier lieu, un rappel important à leur sujet est que l’on doit être prudent lorsque l’on veut extrapoler des résultats obtenus sur des animaux à de possibles effets sur les humains. Ceci requiert une compréhension et une appréciation des principes biophysiques, de l’échelonnage interspécifique, et le choix de paramètres biomédicaux qui reflètent les fonctions physiologiques de base. A cause de l’utilisation des animaux comme un substitut des humains dans l’analyse des risques, on doit créer un ensemble de conditions expérimentales aussi pertinentes que possible aux effets de l’étude. De nombreux facteurs, tels que les méthodes de suivi des animaux, le rôle des rythmes circadiens, de la température et de l’humidité, etc., aussi bien que les interactions physiologiques, doivent être prises en considération dans le protocole expérimental et l’analyse des résultats. On ne devrait pas extrapoler à l’homme, des résultats obtenus sur de petits animaux de laboratoire sans tenir compte de la taille. Pour produire un Taux d’Absorption Spécifique (TAS) moyen identique du corps entier, on doit mettre à l’échelle d’une fréquence à une autre. Nous pouvons affirmer que nous avons pris ces conseils en compte autant qu’il était possible en pratique dans la planification du protocole expérimental.

1. Notre étude reposait sur une exposition de basse intensité à long terme. Long terme est ici défini comme une exposition durant une partie très significative du temps de vie du rat. On peut grossièrement affirmer – à titre indicatif – que 21 mois d’exposition pour le rat correspond à une durée d’exposition de l’homme de 63 ans.

2. Nos résultats fournissent une indication supplémentaire qu’il y a des effets biologiques des micro-ondes. Du fait qu’il existe des sous-populations vulnérables dans notre société (personnes dont le système immunitaire est faible, enfants, personnes âgées…), l’application du principe de précaution est recommandée.

3. Comme cela est déjà mentionné dans la littérature, nous avons remarqué qu’une influence sur les effets comportementaux peut être observée après un temps d’exposition plus court que pour les résultats physiologiques. Ceci est vrai de manière certaine quand on considère la période d’exposition à laquelle on ajoute la période de suivi.

4. La mortalité accrue des rats exposés par rapport aux rats non-exposés est un résultat significatif. Cette tendance persiste quand nous comparons le taux de mortalité avec la mortalité dans un groupe de référence issu de la colonie d’élevage dont proviennent nos rats. Le taux de mortalité dans le groupe “témoin” est semblable au taux de mortalité dans ce groupe de référence, alors que le taux de mortalité dans les groupes exposés est presque 50% plus élevé que dans le groupe de référence non-exposé.

Il est très intéressant d’observer le fait que, pendant que la mortalité est significativement plus forte à l’âge de 25 mois (dont 21 mois d’exposition), la mortalité est presque doublée par rapport aux rats non exposés après une période supplémentaire de trois mois sans exposition.

Aucune cause patente n’a encore été identifiée pour l’augmentation de mortalité dans les groupes exposés aux micro-ondes. Cette dernière peut être due à un affaiblissement du système immunitaire, favorisant la genèse de processus évolutifs qui peuvent conduire à des désordres constituant une menace pour la vie, parmi lesquels des maladies cardiovasculaires et pulmonaires, le cancer ou le vieillissement prématuré. L’analyse anatomopathologique de tous les rats pourrait aider à trouver d’autres explications à la mortalité accrue.

Cela nous conduit directement (?) à la dernière partie des conclusions, à savoir les recommandations pour les recherches futures. Nous voudrions les présenter dans le préambule suivant. Dans sa première recommandation (Référence 5, 1993, Chapitre 2, Partie I), l’OMS mentionne : Dans des environnements thermiques normaux, un TAS de 1-4 W/kg durant 30 minutes produit une augmentation moyenne de la température du corps de moins de 1°C chez des adultes sains. Elle affirme alors que cela ne doit pas être considéré comme dangereux pour l’homme. On peut être d’accord avec cette affirmation, en notant prudemment, cependant, que cela vaut pour une exposition de 30 minutes d’adultes sains. Il convient aussi de bien noter l’OMS recommande un facteur de sécurité de 50, en partant, toutefois, de 4 W/kg pendant que la température qu’elle veut à la limite peut être observée pour un TAS de 1-4 W/kg. Ceci conduit à une valeur à ne pas dépasser de 0,08 W/kg.

Dans un article bien connu, (Référence 10, 1998, Chapitre 2, Partie I), l’ICNIRP (Commission Internationale sur la radioprotection non ionisante) s’en tient aux mêmes recommandations et au même facteur de sécurité, également calculé pour 4 W/kg, en l’étendant cependant à une exposition permanente et à tous les êtres humains, bien qu’elle ne justifie pas explicitement ces deux extensions significatives.

Cette ambiguïté est la raison pour laquelle nous avons mené notre étude sur l’animal afin d’apporter une contribution basée sur une exposition faible, calculée pour des rats de la façon dont l’OMS et l’ICNIRP l’ont établie pour des êtres humains avec la longueur principale comme seul facteur discriminant et, pour un long-terme égal à environ 75% de la durée de vie du rat.

Les résultats que nous avons obtenus ouvrent certaines portes pour de futures recherches. Le sujet de cette thèse de doctorat est topique et l’intérêt scientifique est évident.

Les cadavres des 124 rats sont disponibles pour des recherches anatomopathologiques. Cela représentera toute une somme de travail. Nous avons analysé un nombre limité de corps. Une analyse approfondie future sera nécessaire, par exemple pour vérifier si de petites tumeurs peuvent être détectées, éventuellement dans des organes spécifiques. Ceci est lié à des recherches sur des causes possibles de maladie produisant une mortalité prématurée.

La recherche théorique, combinée avec des recherches anatomopathologiques, devraient répondre à la question si une exposition aux micro-ondes a pu être la cause d’un vieillissement prématuré des rats. Des effets sur le système immunitaire, sur le système nerveux, et sur le bulbe olfactif devraient certainement faire l’objet de recherches. Une indication en ce sens est que les effets directs de micro-ondes ne concernent que les premières couches de la peau, principalement la première, bien que celle-ci représente une plus grande part du corps dans le rat que dans l’être humain.

De nouvelles études expérimentales d’expositions à long terme et faible intensité devraient être menées. C’est aussi la forte conviction des professeurs, des scientifiques et des académiques travaillant dans ce domaine avec qui j’ai eu des discussions très fructueuses et qui m’ont entouré durant mes études de doctorat. En particulier, vu que la plupart, sinon tous les nouveaux systèmes et dispositifs sont basés sur la modulation d’amplitude par impulsions (PAM, pulse-amplitude modulation), il faudrait comparer l’exposition à 970 MHz CW au transmetteur GSM réel à 970 MHz. Il faudrait en effet investiguer si les micro-ondes modulées en amplitude par impulsions (e.g., radars) peuvent produire des effets biologiques différents des micro-ondes à modulation analogique. Un effort serait certainement nécessaire sur la démodulation directe éventuelle par un organisme vivant des composantes d’extrêmement basses fréquences contenues dans le signal de la bande base. La question reste ouverte, de savoir si une variation de puissance non constante en fonction du temps a un effet biologique significatif.

De plus, des études expérimentales d’exposition à long terme et faible intensité devraient aussi être faites entre des expositions CW à 10 GHz et des expositions PW à 10 GHz. Ceci requiert cependant un transmetteur à 10 GHz haute puissance ou un amplificateur. En particulier, l’introduction d’un groupe 9,70 GHz PW dans un nouveau protocole est hautement conseillé, à cause de l’omniprésence de nouvelles technologies, aussi bien pour des applications civiles que militaires. La majorité, si ce n’est la totalité, de ces dispositifs sont basés sur une modulation d’amplitude par impulsions de l’onde porteuse et travaillent à des fréquences de plus en plus élevées. C’est pourquoi il est essentiel d’être conscient du développement rapide de nouvelles sources de radiations non ionisantes – aussi bien dans le milieu privé que professionnel – et de poursuivre l’évaluation scientifique des différents aspects de ces innovations liés à la santé. Ceci devrait inclure différents scénarios d’exposition en ce qui concerne une exposition simultanée à des fréquences multiples complexes réparties sur un domaine de fréquences potentiellement étendu.

Par ailleurs, comme l’amplificateur à 9,70 GHz CW a cessé de fonctionner pendant que nos expériences étaient en cours, il est recommandé d’introduire l’exposition à 9,70 GHz CW dans le nouveau protocole permettant une période d’exposition plus longue que ce ne fut le cas dans la présente étude. Ce n’est que sous ces conditions que l’effet biologique différent éventuel émanant des ondes pulsées pourra être comparé à l’exposition aux ondes continues à long terme.

* sham-exposed, littéralement, soumis à une exposition fictive (NdT)