Les promoteurs de la 5G ne lésinent pas sur les superlatifs envers cette nouvelle génération de télécommunications. Mais elle suppose des dizaines de milliers d'antennes. Coût, espace, santé : autant de questions pour l'instant sans réponse. Explication.
Cet article est le deuxième volet d'une enquête que Reporterre consacre à la technologie du réseau sans fil de cinquième génération, ou 5G. Le premier volet : « Plongée dans l'univers de la 5G : merveille ou cauchemar ? »
Combien de vidéos avez-vous visionnées sur votre téléphone aujourd'hui ? Commenté de statuts Facebook ? Écouté de podcasts ? Depuis l'arrivée de la 4G dans les années 2010, notre consommation de données connaît une croissance de 35 % par an dans les pays développés. Cette boulimie commence à encombrer les bandes de fréquences. Pour les désengorger, les opérateurs de téléphonie veulent prochainement déployer la 5G.
Pour comprendre l'enjeu, il faut plonger dans l'épais mille-feuille du spectre des ondes qui nous entoure. Les fréquences sont mesurées en hertz (Hz), soit le nombre de vibrations d'une onde par seconde. Commençons par les plus basses fréquences : celles du courant alternatif à 50 Hz. Puis arrivent les ondes radio FM, situées entre 80 et 110 mégahertz (MHz). Les chaînes de la TNT sont de leur côté diffusées sur une bande comprise entre 470 et 800 MHz. Quant au réseau téléphonique, il utilise les fréquences allant de 700 à 2.600 MHz.
Dans le cas de la 5G, les opérateurs vont dans un premier temps utiliser la bande comprise entre 3.400 et 3.800 MHz, soit entre 3,4 et 3,8 gigahertz (GHz). La 5G offrira un débit plus important, même s'il demeure difficile d'estimer avec précision le gain pour le consommateur final. « Les premiers clients équipés d'un téléphone 5G ne verront pas d'écarts gigantesques par rapport à la 4G déjà existante et performante. Ce sera progressif, au fur et à mesure du déploiement », assure Alain Sibille, professeur à Télécom ParisTech et spécialiste des réseaux.
Des antennes directives plus « intelligentes »
L'autre évolution technologique de la 5G se niche dans les antennes. Aujourd'hui, les antennes-relais, généralement des points hauts (des pylônes à la campagne ou sur des toits d'immeubles en milieu urbain) fonctionnent comme un lampadaire, émettant dans toutes les directions. À l'avenir, les antennes seront directives, c'est-à-dire capables de se focaliser directement sur votre téléphone portable afin d'envoyer, par exemple, une vidéo. De quoi être plus efficace et moins énergivore. Grâce à la technologie du Mimo massif (entrées multiples, sorties multiples), les antennes pourront également gérer un grand nombre de connections en même temps, sans saturation. Un avantage crucial pour l'internet des objets (ou IdO), la voiture autonome ou les robots de chirurgie à distance. Autre innovation : le « slicing », ou le découpage en tranches du réseau permettant de prioriser les usages. Dans un périmètre donné, une opération médicale passerait ainsi avant le téléchargement du dernier épisode de Game of Thrones. Enfin, ces antennes réduiront le temps de latence, c'est-à-dire le délai de transmission d'une information. Aujourd'hui, lorsque vous envoyez un texto, il peut être traité à plusieurs centaines de kilomètres de vous avant d'être transmis au destinataire. Avec cette nouvelle génération, le processeur interne fera ce travail sur place, offrant une réactivité optimale : moins de 10 millisecondes en 5G contre 100 millisecondes pour la 4G.
Ces nouvelles antennes seront particulièrement utiles pour une autre bande de fréquences qui utilisera ensuite la 5G : la 26 GHz, utilisant les ondes millimétriques. Elles offrent un débit bien supérieur aux ondes basses fréquences, mais leur portée est plus courte et leur taux de pénétration assez mauvais. Un mur ou une simple averse suffisent à les ralentir. Afin d'obtenir une bonne couverture de réseau, il faudra donc multiplier les antennes pour contourner les obstacles. Leur déploiement devrait cependant prendre du temps. D'abord parce que la bande du 26 GHz n'est pas encore disponible. Ensuite, parce que le coût, encore incertain, en sera élevé. Sans compter les autorisations administratives et les réticences de la population. C'est pourquoi les opérateurs de téléphonie vont se contenter pour l'instant de passer à la 5G en adaptant leurs sites existants pour la bande de fréquences de 3,4-3,8 GHz.
En juillet 2018, le groupe d'études numérique du Sénat a auditionné des représentants d'Orange, qui ont déclaré que pour passer à cette bande avec une couverture nationale, ils allaient devoir adapter 25.000 antennes et en installer 5.000 nouvelles.
« Il conviendra de trouver de nouveaux sites »
« Pour l'instant, il n'y a pas de raison de doubler le nombre d'antennes, assure Jean-Pierre Casana, responsable innovation chez Orange interrogé par Reporterre. On verra en fonction des usages. Peut-être faudra-t-il en installer le long des routes pour les voitures autonomes par exemple. » Dans son rapport publié en mars 2017, l'Autorité de régulation des communications électroniques et des Postes (Arcep) explique qu'il sera « probablement nécessaire de déployer des antennes supplémentaires, à même d'utiliser les nouvelles bandes 5G. La réutilisation des mâts actuels risque donc de s'avérer problématique et il conviendra de trouver de nouveaux sites » [1]. Interrogée par Reporterre, la directrice de l'Arcep refuse de s'avancer sur des chiffres précis : « C'est difficile à dire. Les opérateurs peuvent aussi utiliser les bandes de fréquences pour lesquelles ils ont déjà des autorisations d'usage afin d'éviter de multiplier le nombre d'antennes », explique Cécile Dubarry.
Si les immenses pylônes ne risquent pas à court terme de défigurer nos paysages, il existe d'autres antennes, plus petites et moins puissantes, qui pourraient être disséminées. Il s'agit des « small cells », aujourd'hui utilisées dans les environnements fermés, comme des parkings, les centres commerciaux, ou les stades. Leur taille limitée leur permet d'être intégré dans un panneau publicitaire ou dans un abribus, comme on peut le voir dans cette expérimentation de l'afficheur JC Decaux.
« Ce système reste ponctuel. Il y en a encore très peu dans l'espace urbain aujourd'hui, précise Gilles Brégant, directeur général de l'Agence nationale des fréquences (Anfr). Mais elles vont sûrement être déployées pour mettre en œuvre la bande 26 GHz. Elles permettront d'apporter de la capacité dans les endroits où il y aura beaucoup de trafic. Par contre, concernant leur volumétrie, nous n'avons pas encore d'estimation. Leur implantation devrait être autorisée par l'Anfr avant leur mise en œuvre », poursuit-il. Lesdits constructeurs de small cells ne sont pas très bavards : Nokia a même annulé une interview programmée avec Reporterre, mécontent d'un de nos précédents articles sur la 5G. D'autres renvoient la balle vers les opérateurs de téléphonie mobile... qui préfèrent ne pas dévoiler de chiffres précis.
C'est que les experts craignent d'effrayer le public. Et restent vagues sur un sujet particulièrement sensible. Car une opposition commence à se lever. En Suisse, le parti des Verts du canton de Vaud (région de Lausanne) a édité un guide pour aider les communes et les particuliers à s'opposer à la construction des nouvelles antennes. « Nous n'avons pas d'opposition de principe à la 5G. Notre position est de dire qu'aujourd'hui, on n'a pas suffisamment de réponses en matière d'effets potentiels de cette technologie sur la santé », a déclaré le président du parti, Alberto Mocchi. Près de 70 scientifiques issus de 37 pays ont quant à eux demandé un moratoire sur le déploiement de ce nouveau standard, invoquant à leur tour le principe de précaution. Car aucune étude épidémiologique n'a pour l'instant étudié les effets sur la santé, faute d'expérimentation à grande échelle.
« Les ondes 5G sont-elles nocives ? Personne n'en sait rien pour l'instant. Mais il faut vraiment poser la question »
« Les ondes 5G sont différentes des ondes habituelles car elles ne vont pas être absorbées par le corps humain mais être réfléchies. Sont-elles nocives ? Ou pas ? Personne n'en sait rien pour l'instant. Mais il faut vraiment poser la question », estime Guy Pujolle, professeur à la Sorbonne au sein du laboratoire d'informatique Paris 6 et spécialiste des réseaux. L'Arcep est de son côté bien consciente du problème et le souligne dans son rapport : « Les pouvoirs publics devront donc suivre avec attention le sujet afin d'adopter, si cela s'avérait nécessaire, des mesures qui pourraient faciliter le déploiement de la 5G. » Mais Guy Pujolle se veut rassurant et pense qu'on peut faire confiance aux autorités. « Il existe des lois sur le niveau de tolérance et en France, nous sommes beaucoup plus raisonnables qu'en Inde ou en Chine, par exemple. Dire que la 5G est en soi plus dangereuse est une fake news. Cela va dépendre de la façon dont on limitera les puissances. »
De son coté, l'Anfr veille à ce que la réglementation en matière d'exposition du public aux ondes soit respectée et croit connaître la source des inquiétudes. « Les États-Unis ont directement lancé la 5G sur la bande de 28 GHz de façon assez frontale. Pour aller plus vite, ils ont libéralisé l'implantation des antennes sur tout le mobilier urbain. De quoi déclencher des controverses qui ont traversé l'Atlantique », dit Gilles Brégant, de l'Anfr.
En attendant, ceux qui espèrent encore la 4G dans leur maison nichée au milieu des champs de blé doivent sourire en lisant cet article. Pourtant, son déploiement se poursuit avec le New Deal Mobile, un accord signé en janvier 2018 entre les opérateurs et le gouvernement pour mettre fin aux zones blanches d'ici 2020.
De quoi patienter en attendant une hypothétique arrivée de la 5G ? « Dans un premier temps les opérateurs vont ajouter des débits dans les villes, car leurs fréquences actuelles sont saturées. Mais l'enjeu est que tout le monde puisse y avoir accès. Nous y réfléchissons dans les obligations que nous sommes en train d'élaborer pour la délégation de droit d'usage », indique Cécile Dubarry, la directrice générale de l'Arcep. En effet, l'utilisation de la bande entre 3,4 GHz et 3,8 GHz n'est pas gratuite et les opérateurs pourront les acheter aux enchères d'ici la fin de l'année. Orange, SFR, Bouygues Télécom et Free sont sur les rangs et ont déjà commencé les premiers tests ( voir cette carte). « 2019 est une année précommerciale, le processus est déjà bien enclenché pour 2020. Les premiers déploiements sont prévus à Nantes, Lille, Marseille et Paris », s'enthousiasme Arnaud Vamparys, directeur du programme 5G chez Orange. Personne ne veut prendre du retard dans cette révolution technologique aux nombreux enjeux financiers. Que nous allons analyser dans notre prochain volet.