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Évolution de l'exposition aux ondes avec l'arrivée de la 5G : l'ANFR fait le point

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Mobilité 10 min
Évolution de l'exposition aux ondes avec l'arrivée de la 5G : l'ANFR fait le point
Crédits : 4X-image/iStock

L'ANFR publie une nouvelle étude, estimant que dans différents scénarios, on resterait bien en-dessous des limites réglementaires : « l’augmentation de l’exposition due à la 5G en bande 3,5 GHz resterait modérée ».

En France, la 5G se limite à des expérimentations. Au dernier décompte, il y en a près de 500 autorisées sur le territoire, dont plus de 350 rien que pour Orange. 67 pour Bouygues Telecom , 54 pour SFR, 9 chez Free.

Tous ont déjà manifesté leur intention de se lancer dans cette nouvelle évolution des réseaux de téléphonie mobile qui pourra utiliser la bande des 700 MHz, mais aussi celle des 3,5 GHz. Il s'agit de « la bande "cœur 5G" », actuellement utilisée pour le THD Radio et le WiMAX. Ils ont pour cela acheté à prix fixe 50 MHz de fréquences. Les prochaines enchères qui débuteront à la fin du mois visent à répartir les 110 MHz restant.

Une procédure qui s'ouvrira dans un climat plus que tendu, certains demandant un moratoire sur la 5G (nous y reviendrons dans la suite de ce dossier). C'est dans ce cadre que l’Agence nationale des fréquences (ANFR) publie un nouveau rapport. Plus précisément, il s'agit d'une « simulation de l’exposition aux ondes créée par la téléphonie mobile en zone urbaine dense, tenant compte de l’évolution envisagée en 4G et 5G ».

L'objectif est sans doute de répondre aux inquiétudes manifestées ici ou là, mais aussi de rappeler à tous certaines réalités : Avec ou sans 5G, il existe des règles à respecter et des niveaux à ne pas dépasser. Et même sans ce nouveau bond technologique, l’exposition aux ondes devrait continuer d’augmenter.

À défaut de pouvoir caractériser avec certitude ce que donnera le déploiement de la 5G, quatre scénarios sont étudiés afin d’obtenir une première estimation de ce à quoi sera soumis le public et s'y préparer.

Scénarios, estimations, majorant… de quoi parle l’ANFR ?

Une étude est réalisée en partenariat avec le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB), basées sur le 14e arrondissement de Paris, « représentatif d’une zone urbaine très dense » où la 4G est déjà largement déployée par les quatre opérateurs nationaux. Mais avant d'évoquer les résultats, il faut comprendre de quoi parle l’ANFR.

« Un modèle numérique a été construit, sur lequel ont été effectués les calculs de propagation afin d’estimer les niveaux d’exposition de champs électromagnétiques créés par les antennes de téléphonie mobile », via le logiciel MithraREM. Les autres sources d’ondes comme les émetteurs FM, TV, Wi- Fi, etc. ne sont pas pris en compte. Le protocole et les paramètres utilisés sont détaillés dans ce document.

On y apprend notamment que du simple vitrage et des bâtiments en béton léger sont pris par défaut, afin d’obtenir un niveau maximum d’exposition. Une sorte de « pire des cas » puisqu'avec du double vitrage ou du béton plus épais, l’atténuation serait plus importante. L’ANFR veut obtenir autant que possible des niveaux maximums.

Les quatre scénarios analysés sont résumés de la manière suivante :

  • « État initial » : il reproduit l’état actuel des réseaux de téléphonie mobile
  • « 4G optimisée » : il optimise la 4G, ce qui lui permettrait d’absorber une partie de l’augmentation du trafic
  • « 5G seule » : il modélise l’exposition due à la 5G en bande 3,5 GHz
  • « Majorant 5G » : il combine 4G optimisée et 5G seule, toutes les fréquences utilisées à leur maximum

La 4G poussée dans ses derniers retranchements, avec ou sans 5G

Cette étude a débuté en 2018, le scénario État initial correspond donc aux réseaux 2G, 3G et 4G tels qu’ils existaient fin 2017, mais « cette situation est restée très proche de l’état du réseau en 2020 », affirme l’ANFR. La 4G optimisée consiste à pousser cette technologie dans ses derniers retranchements, en « optimisant à la fois la puissance des émetteurs et la technologie utilisée », sans aucune 5G. C’est évidemment une approche théorique.

Ce scénario, établi après consultation des opérateurs, suppose un large refarming des bandes de fréquences : les 1 800, 2 100 et 2 600 MHz seraient ainsi uniquement utilisées pour de la 4G (contre 2G, 3G et/ou 4G actuellement), tandis que les 900 MHz resteraient en 2G/3G pour les terminaux qui en auraient besoin. La puissance des antennes serait également poussée à leur maximum, soit 4x 40 watts. 

Ce scénario permet de « disposer d’un majorant de la puissance susceptible d’être mise en œuvre dans les bandes « historiques » (de 700 MHz à 2 600 MHz), lorsque celles-ci seront entièrement optimisées – qu’elles le soient en 4G ou en 5G ». Bref, une 4G poussée à son plein potentiels, dans les limites réglementaires, sans trace de 5G.

Le 5G seule porte bien son nom : « Seule la 5G est prise en compte, dans une seule bande (3,5 GHz), sans prendre en compte les autres contributeurs de la téléphonie mobile ». L’ANFR est parti sur une base de 80 MHz par opérateur (soit 320 MHz au total). En réalité, ils auront 50 MHz chacun et se partageront 110 MHz, soit 310 MHz.

Ce scénario ne sera jamais mis en place dans la pratique puisque la 2G, 3G et 4G continueront d’exister, et surtout les bandes historiques ne vont pas cesser d’être utilisées par les opérateurs. Il permet néanmoins de comparer le niveau d’exposition en 4G et en 5G dans des conditions équivalentes : « les localisation, disposition et azimut des émetteurs 5G sont identiques à ceux des aériens 4G ».

Enfin, le scénario Majorant 5G mélange 5G seule et 4G optimisée. Il « peut en effet être considéré comme un majorant a priori de l’exposition produite si tous les leviers d’optimisation étaient activés sur toutes les bandes disponibles », explique l’Agence. Elle ajoute qu’il « pourrait n’être jamais atteint », car « la conversion de bandes historiques à la 5G peut ne pas entraîner le même accroissement de puissance que celui envisagé pour la 4G, par exemple ».

Ce tableau récapitule les différentes situations analysées :

ANFR exposition ondes

Trois types de calculs sont effectués afin de proposer une estimation de l’exposition aux ondes dans différents cas. En extérieur, on a des mesures à 1,5 mètre au-dessus du niveau du sol dans des espaces publics (usage d’un piéton) et tous les 2 mètres sur les façades des bâtiments. Il y en a également en intérieur, derrière les mêmes façades.

Cela représente un total de 3,2 millions points de mesures simulés par ordinateur (dont 2,1 millions au niveau des façades et 1,1 million au sol). Suffisant pour se faire une première idée assez précise.

Même sans 5G, l’exposition « devrait continuer de s’accroître »

Maintenant que le décor est posé, passons aux estimations obtenues par l’ANFR. Dans le cadre de l’État initial (censée représenter la situation actuelle), le niveau moyen varie entre 0,6 et 1,1 V/m (pour une médiane entre 0,4 et 0,8 V/m). En 4G optimisée on passerait entre 1 et 1,8 V/m (la médiane grimperait entre 0,6 et 1,3 V/m). 

Ainsi, sans 5G, « l’exposition du public aux ondes devrait continuer de s’accroître pour répondre à la demande croissante en connectivité mobile en zone dense : +70 % par rapport à la situation actuelle ». On reste néanmoins en deçà des mesures in situ de l’ANFR qui donnent un niveau médian en milieu urbain de 0,40 V/m en 2017 et 0,45 V/m en 2019, le 14e arrondissement n’était donc a priori pas encore dans le cas 4G optimisée en 2018.

Selon l'ANFR « un hypothétique gel de l’évolution technologique n’aurait pas pour effet de stabiliser l’exposition du public au niveau actuel : s’il s’agit de répondre à la croissance du volume des données mobiles, la logique d’optimisation de la 4G conduira à un accroissement de l’exposition dans les zones denses ».

ANFR exposition ondes

La 5G ne devrait pas être « le contributeur principal »

Sur la 5G seule, qui est une vue de l’esprit car il n’y aurait ni 2G, 3G ou 4G, le niveau moyen d’exposition aux ondes serait de 0,76 V/m derrière les façades et 1,36 V/m devant. Il n’y a pas d’estimation au sol pour la 5G seule.

Enfin, le dernier scénario d’anticipation est certainement le plus complet, mais aussi le plus hypothétique. Il combine pour rappel la 4G optimisée avec la 5G en prime. Le niveau moyen d’exposition est de 1,3 à 2,3 V/m (pour une médiane entre 0,9 et 1,8 V/m). Pour l’ANFR, la conclusion est sans appel :

« Les antennes à faisceaux orientables de la 5G dans la bande 3,4-3,8 GHz par rapport aux antennes classiques à faisceau fixe avec les hypothèses retenues ne devraient donc pas être à terme le contributeur principal de l’exposition, y compris en zone urbaine dense ou ces antennes devraient largement être déployées [...] Alors que la bande 3,5 GHz accroîtra la dotation en fréquences des opérateurs d’environ 50 %, elle ne contribuerait qu’à environ 30 % de l’exposition du scénario le plus défavorable ».

  • ANFR exposition ondes État initial
  • ANFR exposition ondes 4G optimisée
  • ANFR exposition ondes 5G seule
  • ANFR exposition ondes Majorant 5G

Vers une (forte) augmentation des points atypiques ?

Dans tous les scénarios et quelques soit le type de mesures (intérieur/extérieur), on est donc très loin de la limite réglementaire qui varie entre 36 et 61 V/m suivant les fréquences.

Le niveau maximum moyen serait pour rappel de 2,3 V/m dans le scénario Majorant 5G, avec une médiane à 1,8 V/m. Mais l’ANFR note une forte augmentation des points supérieurs ou égaux à 6 V/m derrière les façades, c’est-à-dire les points atypiques que l’Agence tente de faire résorber et qu’elle surveille de près.

Ils sont en effet « multiplié par environ 15 en intérieur, même si le pourcentage reste faible pour le dernier scénario (1,1 %) ». Devant les façades, le pourcentage de points atypiques est plus élevé : 6 % en Majorant 5G, mais la hausse (x11) reste par rapport à l’État initial reste dans le même ordre de grandeur.

ANFR exposition ondes

D’une manière globale, l’étude fait apparaître « que la croissance du volume de données fera croître le nombre de points supérieurs à 6 V/m dans les zones urbaines très denses. Le nombre d’émetteurs entrant en procédure de "point atypique" sera donc plus élevé ». Notez ici qu’il s’agit bien de l’augmentation du volume de donnée, à laquelle les opérateurs doivent répondre d’une manière ou d’une autre : soit en optimisant la 4G et/ou avec de la 5G.

À moins que les consommateurs ne changent leurs habitudes et leurs pratiques, bien évidemment.

Une étude qui sera affinée au fil des déploiements

Il ne s’agit là que d’une première étape dans l’étude l’exposition aux ondes de l’ANFR qui compte revoir ses scénarios en tenant compte des licences attribuées, et des politiques de déploiement des opérateurs.

Le scénario Majorant 5G se veut en effet un maximum théorique qui « pourrait n’être jamais atteint ». Chaque opérateur étant libre de ses choix (dans le respect de la réglementation), impossible pour le moment de prévoir le paysage de la 5G en France à moyenne et longue échéance.

Notez enfin que l’on parle bien ici de niveaux d’exposition aux ondes, pas des conséquences sanitaires que cela pourrait avoir. Ce dernier point n’est pas du ressort de l’ANFR, mais de l’ANSES (Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail) qui doit rendre son rapport final, très attendu, sur les risques sanitaires de la 5G vers la fin du premier trimestre 2021.

ANFR exposition ondes
29 commentaires
Avatar de Idiogène INpactien
Avatar de IdiogèneIdiogène- 18/09/20 à 15:55:10

Il y a problème... ou les valeurs sont exagérées et le blindage des façades est faible, ou bien les logements en attique sont clairement défavorisés par les faisceaux en rapport de la rue moins exposée.
Entre 5 et 6v/m sur une demi journée (occupation du logement) c'est pas la même norme... même si 1% de la ville est atypique ça nous fait pas mal de cas leur affaire.

Avatar de refuznik Abonné
Avatar de refuznikrefuznik- 18/09/20 à 16:34:56
Idiogène

Comme il est dit, ils ont pris du simple vitrage et des bâtiments en béton léger par défaut, afin d’obtenir un niveau maximum d’exposition. Une sorte de « pire des cas » puisqu'avec du double vitrage ou du béton plus épais, l’atténuation serait plus importante.

Édité par refuznik le 18/09/2020 à 16:35
Avatar de Aloyse57 Abonné
Avatar de Aloyse57Aloyse57- 18/09/20 à 17:15:26

Donc en été on s'en prend plein la tronche, la fenêtre ouverte :mdr:

Avatar de Idiogène INpactien
Avatar de IdiogèneIdiogène- 18/09/20 à 19:43:02
refuznik

Mais il y a pire. Les bâtiments ne sont pas tous en béton et les toitures en zinc. SI tu savais...

Ce genre de faisceaux ou modélisations devraient apparaître dans les P.L.U. partie graphique, ne serait-ce que pour contrôler la position des fenêtres et éléments réfléchissants. Au moins, on ne pourrait pas dire qu'il n'y a rien de fait pour le cas pratique du côté de la collectivité ou du régulateur.

Édité par Idiogène le 18/09/2020 à 19:43
Avatar de seboquoi Abonné
Avatar de seboquoiseboquoi- 18/09/20 à 20:02:22

C’est intéressant parce qu’ils font une étude très précise, avec un logiciel très pointu, mais aucun des scénarios n’est réaliste. :francais:

On comprend évidemment le tendance et le message : ca augmentera de toutes façons et les niveaux d’exposition sont en deçà des seuils réglementaires.

Avatar de Idiogène INpactien
Avatar de IdiogèneIdiogène- 19/09/20 à 05:43:44
seboquoi

La méthode est correcte et c'est déjà une avancée énorme.... la question c'est jusqu'à quel point on peut défendre des chiffres par moyenne ou médiane tant le problème reste dans les faits, individuel.

Avatar de Vaark INpactien
Avatar de VaarkVaark- 19/09/20 à 10:10:22

Toutes considérations de moratoire mises à part, je ne comprends pas trop pourquoi le rapport de l'ANSES est attendu pour... après le début du déploiement. :zarb:

Avatar de Estya Abonné
Avatar de EstyaEstya- 19/09/20 à 14:26:57

je ne comprends pas un point : antennes et azimuts identiques. j'ai cru lire que la 5G reposerait (aussi) sur des antennes très localisées à faibles portées, sans doute implantées dans des éléments de voiries (genre arrêt de bus). et que ce seraient ces antennes qui feraient de la 3.5GHz.

Avatar de OlivierJ Abonné
Avatar de OlivierJOlivierJ- 19/09/20 à 22:48:44

Encore de l'argent public foutu en l'air...
Bon l'ANFR fait le boulot qu'on lui demande, mais ça serait tellement mieux si on arrêtait de déconner sur ce sujet des "ondes".
On sait qu'en-deça des UV, les ondes électro-magnétiques ne sont pas ionisantes, donc pas d'impact délétère sur la biologie. On le sait en gros depuis le début du 20e siècle avec ce qui a valu le prix Nobel à Einstein, l'explication de l'effet photo-électrique ; et bien sûr on a affiné depuis nos connaissances.
Ça fait 20 ans qu'on a des millions et puis des milliards de mobiles en fonctionnement. Avec les moyens dont on dispose au 21e siècle, s'il y avait la moindre amorce d'impact sur la santé, on l'aurait vu depuis longtemps.

Avatar de Vaark INpactien
Avatar de VaarkVaark- 20/09/20 à 00:09:24

OlivierJ a écrit :

Avec les moyens dont on dispose au 21e siècle, s'il y avait la moindre amorce d'impact sur la santé, on l'aurait vu depuis longtemps.

Tu as peut-être raison, mais peut-être pas.
Jusqu'ici, on n'a effectivement pas constaté de problème grave, mais le nombre d'ondes/relais et l'augmentation des fréquences sont en croissance permanente et rien ne dit que, passé un certain seuil, on ne va pas, justement, commencer à constater d'impact sur la santé.
Moi je n'en sais rien, je laisse ce sujet aux scientifiques qui l'étudient, mais ton raisonnement est baisé.

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