Alain Sibille
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Alain Sibille : « La 5G actuelle est une ‘super 4G’ »

Physicien des ondes, Alain Sibille est professeur à Télécom Paris et secrétaire général de la section française de l’Union radio-scientifique internationale (Ursi-France). Il revient, pour La Revue des territoires, sur les nombreux débats que suscite l’arrivée de la 5G en France.

La Revue des territoires – Que va changer la 5G dans notre quotidien ? Faut-il parler de révolution technologique ou ne s’agit-il que d’une « super 4G » ?

Alain Sibille – Cela dépend de la temporalité dans laquelle nous nous plaçons. La 5G va se mettre en place sur une dizaine d’années et il y a des étapes qui vont être assez importantes. La 5G actuelle, c’est une « super 4G ». Il y a peu de différences. Les fréquences utilisées sont à peine plus élevées puisque nous nous trouvons dans la bande des 3,4 – 3,6 GHz. C’est l’essentiel de la disponibilité spectrale, qui a récemment fait l’objet d’enchères. Les opérateurs se sont vus attribuer 70, 80 ou 90 MHz chacun. Quand vous avez beaucoup de largeur de bande spectrale, cela permet de fournir du débit agrégé et donc d’offrir un confort plus important. C’est ce que j’appelle la « super 4G ».

Ce n’est pas, du point de vue de l’utilisateur ordinaire, fortement différent. Surtout que, au début, la 5G va être très peu utilisée puisque peu de gens disposent d’un téléphone adapté. Quelques-uns seulement en feront l’acquisition. Ceux-là auront le sentiment d’être sur une autoroute où il n’y a personne : ils pourront faire du 200 km/h et ce sera, à cet égard, plutôt confortable.

Ce que prônent les opérateurs, c’est que l’autoroute de la 4G commence de son côté à être très embouteillée. Ce discours a quelques raisons d’être, d’autant plus dans les zones urbaines denses sujettes à de fortes utilisations. Il est possible de densifier les cellules mais pas de façon infinie : il y a donc bien cette nécessité non seulement d’avoir un confort supplémentaire, mais également de ne pas perdre le confort dont nous bénéficions actuellement.

Du point de vue de l’utilisateur donc, il s’agit d’avoir un confort supplémentaire ou de ne pas perdre le confort actuel, ce qui n’est pas radicalement nouveau. Mais la technologie en elle-même constitue une évolution importante, parce que les antennes 5G sont beaucoup plus performantes notamment grâce au MIMO-massif (Multiple Input Multiple Output). Ces antennes sont, par exemple, supposées diriger les faisceaux directement vers les utilisateurs, ce qui permet de communiquer simultanément avec un plus grand nombre d’entre eux. La ressource spectrale, plus large à la base, est ainsi multipliée par l’utilisation simultanée des données par un certain nombre d’utilisateurs. La population ne le verra pas directement, mais c’est une vraie différence pour les opérateurs et les équipementiers.

Il y a un deuxième point qui porte sur l’aspect énergétique, dont on parle beaucoup. Il est vrai que les stations de base 5G sont plus intelligentes et plus efficaces qu’anciennement. Elles savent être plus économes et frugales sur le plan énergétique. C’est un point important non seulement pour des considérations écologiques, mais aussi pour réduire le coût de l’électricité nécessaire au service. C’est un bénéfice économique pour les opérateurs eux-mêmes, qui se retrouve donc un peu sur la facture finale.

La RDT – Par rapport à ce volet énergétique, il existe une tension forte entre, d’une part, une 5G moins énergivore à consommation constante et, d’autre part, sa propension à engendrer un surplus de consommation et donc un impact plus important sur l’environnement. Lequel de ces deux aspects devrait l’emporter ? 

A. S. – Cette tension est assez juste puisque, depuis trente ans et l’émergence des réseaux mobiles, nous constatons une augmentation constante de l’utilisation des données. Et nous ne sommes clairement pas au bout de cela. La 5G va sans doute permettre d’échanger massivement ces données par voie sans fil. C’est clair. Les stations vont être plus efficaces mais, comme cette augmentation va se poursuivre dans les années à venir, le bilan énergétique devrait être à la hausse. Nous pouvons anticiper que l’augmentation importante de la quantité de données va amplifier la consommation énergétique, car il est difficile de vaincre une croissance exponentielle.

La RDT – Doit-on s’attendre à un renouvellement, à brève échéance, de l’ensemble du parc de téléphonie mobile ?

A. S. – Il est clair que le smartphone actuel ne permet pas d’utiliser la 5G. Mais la 4G va rester pendant longtemps, de même que nous utilisons encore le GSM qui date de 30 ans. L’association 4G/5G va subsister longtemps, dix ans et peut-être davantage encore. Les deux standards sont très compatibles l’un avec l’autre. Je suis moi-même un faux geek : j’adore la technologie mais j’achète les nouveaux appareils après les autres. Il sera tout à fait possible de conserver son smartphone 4G pendant quelque temps. Après, de toutes manières, les gens changeront naturellement d’équipement puisque c’est ainsi depuis 30, 40 ou 50 ans. La disponibilité des nouveaux réseaux et des nouvelles fréquences 5G sera un élément de motivation et de catalyse. 

La RDT – Une autre crainte, exprimée par certains élus, est d’ordre sanitaire et porte sur l’impact des ondes 5G sur la santé. Il est beaucoup question du rapport de l’Anses dont nous attendons les conclusions d’ici le printemps prochain. Pour autant, nous pouvons imaginer que de nombreuses études ont déjà pu être menées : que dit la science sur cet aspect sanitaire ?

A. S. – Il y a une forme de consensus assez important, même s’il n’est pas partagé à 100 %. Quand vous mettez en place des protocoles stricts, il est très difficile de prouver qu’il y a des effets délétères liés aux ondes 5G sur la santé. Ce n’est pas dire que les ondes n’ont pas une capacité d’action sur les milieux biologiques et sur les êtres vivants, puisque celles dans lesquelles nous sommes plongés sont par nature artificielles et bien supérieures aux champs naturels. À partir du moment où l’on crée des champs artificiels supérieurs aux champs naturels, les questions sont légitimes.

Qu’il y ait des effets physiologiques parce que les champs sont plus élevés que ceux qui existent naturellement, oui. Mais ces effets sont très difficiles à identifier et, en termes épidémiologiques, il n’y a rien de démontré quant à leur caractère néfaste pour la santé. Ceci permet de dire que si jamais il devait y avoir des effets néfastes, ceux-ci seraient rares et restreints à des conditions très particulières. Ce serait le cas, par exemple, de travailleurs soumis à des champs de façon plus importante que des utilisateurs occasionnels. Il n’y a encore preuve de rien, mais s’il devait y avoir des effets, alors ils se manifesteraient dans des cas d’usage assez peu communs.

La RDT – D’ici plusieurs années, le déploiement d’ondes millimétriques est évoqué. Quelle évaluation des incidences possibles en faites-vous ?

A. S. – Les fréquences dont nous parlons ici concernent la bande des 26 GHz. Elles ne sont pas pour l’instant disponibles en France. Cela viendra probablement, mais ce sont des fréquences à mes yeux peu pratiques. Je ne pense pas qu’elles soient employées de façon majoritaire, en tout cas par l’utilisateur lambda. Pourquoi ? Parce que lorsque l’on monte en fréquence, les ondes se propagent moins bien. À distance et à puissance émise données, vous divisez la puissance reçue par 100 quand vous multipliez la fréquence par 10. Cela signifie que vous êtes obligés de vous rapprocher parce que sinon vous ne recevez plus. Et donc, si vous souhaitez avoir une même couverture, il faut densifier.

Par ailleurs, la diffraction s’effectue elle aussi moins bien quand vous montez en fréquence. La diffraction, c’est ce qui permet de contourner des obstacles et c’est extrêmement intéressant en milieu urbain dense puisque l’émetteur est rapidement masqué par des immeubles. Ainsi, si l’émetteur ne se situe pas en « vue directe », alors les ondes millimétriques ne passent pas. Cela contraint énormément les possibilités de communication entre l’émetteur et le récepteur. 

La RDT – Quel est l’intérêt, dans ce cas, des ondes millimétriques ?

A. S. – Pour ces fréquences, nous avons plein de spectre disponible : cela peut donc permettre de communiquer à des débits très élevés si nous parvenons à les utiliser. Il y a des usages qui peuvent se concrétiser dans des contextes industriels, où les besoins en débit sont importants et où il n’est pas trop gênant de placer un petit émetteur tous les dix ou vingt mètres.

Il y a un autre usage qui, à mon avis, peut être intéressant pour les territoires. À une époque, nous appelions cela les faisceaux hertziens. Nous pouvions communiquer de Paris jusqu’à Toulouse grâce à des sauts de faisceaux hertziens. Ce n’était pas du millimétrique, mais nous pouvons aujourd’hui le faire dans un contexte millimétrique. Les stations de base doivent être reliées au cœur de réseau des opérateurs : cela peut se faire par la fibre mais, plus on densifie, plus il faut relier d’antennes à la fibre. Or, le déploiement de la fibre coûte cher. Une solution permettant de relier les stations de base aux points centraux par voie radio, plutôt que filaire, est tout de suite intéressante.

Là, le millimétrique est roi car il se prête à faire du directionnel pour relier des antennes en hauteur, de point à point et par le truchement de canaux de concentration. Cet usage pourrait être utile aux territoires, pour lesquels se pose toujours la question du dernier kilomètre. Celui-ci représente l’essentiel des coûts de raccordement. Dans certains bourgs ruraux, l’opérateur n’a pas d’intérêt financier à dérouler la fibre. C’est ici que la 5G, dans les bandes hautes, présente des avantages pour raccorder l’abonné d’extrémité avec des technologies fortement capacitaires en débit et économiquement viables, puisque circulant par voie radio.

Pour résumer, je crois assez modérément au millimétrique. À court terme, il n’y a pas d’intérêt. À moyen terme, oui, mais il aura peu de chances de concerner l’ensemble de la population. Les gens ne seront pas irradiés par les ondes millimétriques, même d’ici dix ans.

La RDT – Au rang des peurs qu’alimente la 5G figure également la question de la cybersécurité. La 5G ouvre-t-elle de nouvelles failles en la matière ?

A. S. – Quand nous serons dotés d’un cœur de réseau 5G, cette technologie sera utilisée pour un certain nombre d’usages critiques : industries, voitures connectées, opérations médicales, etc. Cela veut dire que la 5G va avoir un impact plus ou moins direct sur des pans sensibles de notre vie économique, industrielle ou sanitaire. Les risques d’ores et déjà existants prennent dès lors, mécaniquement, plus d’ampleur encore. Ils peuvent être plus impactants en cas de problème.

Autre point, l’opérateur ne sait rien du cœur des puces qui se trouvent dans les équipements. Il est extrêmement difficile, sans faire de retro-engineering extraordinairement compliqué, de garantir qu’il n’y a pas de codes malveillants dans un composant. Il y a ces craintes et on ne peut pas les exclure. Ce n’est pas de l’espionnage généralisé parce que si toutes les données devaient se retrouver à Pékin, cela se verrait. En revanche, un gouvernement mal intentionné pourrait avoir envie d’actionner un code et de bloquer, par exemple, le fonctionnement d’un équipement. C’est cela qui peut faire peur. Les agences nationales s’en préoccupent et lancent de temps en temps des alertes.

La RDT – La Chine a récemment lancé des satellites 6G : de quoi s’agit-il ?

A. S. – Une génération mobile se travaille à dix ans de distance. La Commission européenne a déjà mis en place des financements, depuis trois ou quatre ans. C’est tout à fait normal : il faut au moins dix ans parce qu’il y a tout un phasage au niveau de la recherche, de la normalisation et des développements industriels. La 6G sera une « super 5G », dont on ne connaît pas encore les contours mais avec probablement une importance accrue de l’intelligence artificielle. Il y aura aussi des fréquences encore plus élevées (térahertz), pour véhiculer des débits phénoménaux, et c’est autour de celles-ci que l’expérimentation chinoise s’articule.

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