ELF

L'extrêmement basse fréquence (ELF) désigne un courant alternatif oscillant entre 3 et 30 Hz. Cette bande se situe bien en dessous des 50 ou 60 Hz du courant secteur et très en dessous des fréquences radio. Dans la pratique industrielle, les signaux ELF sont générés délibérément pour des applications spécifiques plutôt que de se produire naturellement dans les systèmes électriques.

L'utilisation industrielle la plus courante est le chauffage par induction des matériaux conducteurs. Une bobine transportant un courant ELF génère un champ magnétique variable dans le temps, suffisamment puissant pour induire des courants de Foucault dans le métal à proximité. La basse fréquence permet une pénétration profonde dans les pièces épaisses sans échauffement excessif de la surface. Les pièces forgées en acier et les grandes billettes d'aluminium sont couramment chauffées de cette manière, avec des fréquences généralement comprises entre 3 et 10 Hz pour équilibrer le taux de chauffage et la taille de l'équipement.

L'ELF alimente également certains équipements médicaux et de recherche. Les dispositifs de stimulation osseuse fonctionnent dans la bande de 10 à 100 Hz, chevauchant l'ELF, pour favoriser la guérison des fractures et améliorer la circulation sanguine. Les alimentations de laboratoire et les générateurs de signaux produisent couramment des signaux ELF pour des expériences contrôlées sur la réponse des matériaux aux champs de basse fréquence.

Défis de la génération et de l'équipement

La génération de courant ELF nécessite des noyaux de transformateur substantiels ou des convertisseurs statiques, car la basse fréquence exige de grandes bobines et du fer pour stocker l'énergie. Un appareil de chauffage par induction de 10 Hz nécessite des bobines en fil de gros calibre et de grands noyaux laminés; un équivalent de 50 Hz peut être beaucoup plus compact. Cette contrainte augmente l'encombrement physique et le coût des équipements ELF. Certains appareils de chauffage par induction industriels font le pont entre les fréquences ELF et audio, fonctionnant à 20 à 50 Hz comme compromis pratique.

Les signaux ELF se propagent mal sur de longues distances via les câbles d'alimentation standard, car le déséquilibre d'impédance et les effets capacitifs dégradent la forme d'onde. L'équipement doit donc être installé à proximité de la charge. Les considérations de blindage diffèrent nettement de celles du travail RF: les champs magnétiques ELF nécessitent un blindage lourd en mu-métal ou un blindage enroulé, et non les écrans en feuille utilisés pour les hautes fréquences.