Pourquoi la 5G ? La dimension technologique… (I)

Outre des débits de transmission plus élevés et des temps de réaction plus courts, la 5G permet d’augmenter le nombre d’appareils connectés et d’accroître l’efficacité énergétique par unité de donnée transmise. Ainsi,
comparativement à la 4G les apports de la 5G sont multiples. On peut mentionner notamment: un apport accru de capacité avec l’ajout de nouvelles fréquences pour répondre à l’explosion de données mobiles ; l’ultra-haut
débit jusqu’à 10 fois plus rapide que la 4G ; la faible latence permettant une densification des connexions des objets connectés IoT (Internet of Things) ; une adaptation du signal en fonction des usagers ; une réduction du
temps de téléchargement ; une virtualisation des réseaux (network slicing) ; l’introduction de nouveaux formats vidéos : 4K, 8K, HDR, 360° ; l’introduction de la réalité virtuelle et augmentée ; l’introduction de véhicules autonomes et gagner en réactivité et sécurité, pour ne citer que quelques applications.

Les fréquences disponibles actuellement pour la 5G sont comparables à celles de la 4G et du WLAN. Les débits de transmission maximaux de la 5G oscillent à l’heure actuelle entre 2 et 3 gigabits par seconde, avec l’introduction des
ondes millimétriques les débits pourraient dépasser les 20 gigabits par seconde. Avec les antennes 5G adaptatives, le signal peut être focalisé en direction du téléphone mobile de l’utilisateur. La formation de faisceaux (« beamforming ») réduit les perturbations dans la cellule, mais également l’exposition moyenne dans la cellule. Les personnes qui séjournent dans le champ des faisceaux d’une antenne seront plus exposées à court terme.
Pour la 5G, les fréquences comprises entre 700 MHz et 2,6 GHz, déjà employées, seront utilisées en plus de la bande à 3,5 GHz. Le recours à des fréquences supérieures à 24 GHz (appelées ondes millimétriques) pourrait faire passer les débits de données maximaux de la 5G à plus de 20 gigabits par seconde. Les ondes millimétriques pour la téléphonie mobile n’ont pas été attribuées.

Depuis l’introduction du smartphone, le volume du trafic de données a doublé en Suisse tous les 12 à 18 mois. La majeure partie du trafic de données mobiles provient d’applications vidéo. D’ici 2024, le volume total de données
transmises par voie mobile devrait augmenter de plus de 500% en Europe, et donc également en Suisse. Un quart du volume total sera transmis par la 5G, ce qui correspond à environ 1,5 fois la quantité totale de données transférées aujourd’hui. Pour l’« Internet of Things » IoT, le nombre de liaisons de transmission de données devrait augmenter d’environ 400% au cours des cinq prochaines années.

En Suisse le déploiement de la 5G a commencé. Le rapport du DETEC expose des faits techniques, il aborde la question de l’exploitation des réseaux de téléphonie mobile suisse et de la régulation. Il estime l’exposition de la population au rayonnement non ionisant (RNI) et résume les principales connaissances scientifiques acquises au sujet des possibles effets sur la santé de cette exposition. L’intention affichée par les opérateurs de déployer rapidement un réseau 5G en Suisse a intensifié les débats en cours sur la forme que devra avoir à l’avenir la couverture de téléphonie mobile et sur les risques que présente le rayonnement non-ionisant (RNI) pour la santé.

Le Conseil fédéral a lancé en 2016 la stratégie « Suisse numérique », dont la création de réseaux de transmission ouverts et performants pour une société de l’information concurrentielle représente un élément essentiel. Ainsi le
DETEC promeut la numérisation de la société et de l’économie et considère que des réseaux de téléphonie mobile puissants à l’instar de la 5G sont indispensables. D’autre part, il entend continuer à respecter le principe de précaution prévu par la LPE. Le groupe de travail (GT) constitué par le DETEC a été mandaté d’examiner si les VLInst (valeurs limites d’installation) préventives applicables aux antennes de téléphonie mobile en vigueur respectent encore, en cas de développement de celles-ci, les critères relatifs au principe de précaution ou si des adaptations sont nécessaires. La loi sur les télécommunications a pour but d’assurer aux particuliers et aux milieux
économiques des services de télécommunication variés, avantageux, de qualité et concurrentiels sur le plan national et international.

La loi sur la protection de l’environnement (LPE) vise à protéger les hommes, les animaux et les plantes, leurs biocénoses et leurs biotopes contre les atteintes nuisibles ou incommodantes et de conserver durablement les ressources naturelles. Les émissions doivent être limitées dans la mesure que permettent l’état de la technique et les conditions d’exploitation et pour autant que cela soit économiquement supportable. Afin de protéger la population contre le rayonnement non ionisant (RNI) des antennes de téléphonie mobile, le Conseil fédéral a défini deux types de valeurs limites dans l’ordonnance sur la protection contre le rayonnement non ionisant (ORNI) : les valeurs limites d’immissions (VLI) et les valeurs limites de l’installation (VLInst). Les VLI protègent la population contre les effets sur la santé qui ont été prouvés scientifiquement (réchauffement des tissus corporels) et doivent être respectées partout où des personnes peuvent séjourner. Elles correspondent aux valeurs qu’appliquent les pays voisins et oscillent entre 36 et 61 volts par mètre (V/m) dans le domaine des fréquences de téléphonie mobile.

L’ORNI fixe également des VLInst qui concrétisent le principe de précaution défini dans la LPE. Variant entre 4 et 6 V/m, ces valeurs sont dix fois plus faibles que les VLI (valeurs limites d’immission. art. 64). Grâce aux VLInst, le RNI des antennes de téléphonie mobile est limité de manière nettement plus
stricte en Suisse que dans la plupart des États européens. 

Le 22 avril 2020, le Conseil fédéral a défini les prochaines étapes concernant la 5G. Tout en tenant compte du fait que la 5G pouvait jouer un rôle crucial dans la numérisation, il a retenu qu’il était nécessaire de protéger la population du rayonnement. Il a ainsi décidé que les valeurs limites définies dans l’ORNI ne seraient pas assouplies. Il a également chargé l’OFEV d’élaborer une aide à l’exécution relative aux antennes adaptatives. Le Conseil fédéral a en outre décidé de mettre en oeuvre les mesures d’accompagnement proposées par le groupe de travail Téléphonie mobile et rayonnement dans son rapport. Les mesures prioritaires sont le développement du monitoring de l’exposition et la mise en place d’un nouveau service de consultation de médecine environnementale sur le rayonnement non ionisant. Le 23 février 2021, l’Office Fédéral de l’Environnement (OFEV) a mis à disposition des cantons et des communes une aide à l’exécution relative aux antennes adaptatives afin de permettre au réseau 5G de se développer au moyen desdites antennes adaptatives tout en respectant les valeurs limites en vigueur pour les installations de téléphonie mobile. L’aide à l’exécution tient compte tant de la protection de la population contre le rayonnement que des intérêts qu’ont les utilisateurs et utilisatrices à bénéficier d’un réseau de téléphonie mobile bien développé.

L’introduction de la 5G entraînera une augmentation du volume de données traitées, stockées et traitées par l’intelligence artificielle. Considérant l’augmentation du nombre d’éléments de réseaux et d’objets connectés, la
traçabilité de masse sera accrue. Le risque de vol de données, d’usurpation d’identité, de piratage de machine, d’altération de données, d’attaques de logiciel de réseau, d’attaques de cellules et d’appareils ira grandissant. Afin de mitiger ce risque, il s’agira de renforcer les équipes de sécurité IT, de renforcer les contrôles d’accès, d’assurer un chiffrement de bout en bout des échanges de données.

Il existe en Suisse un très bon niveau de savoir-faire, de connaissances et de compétences pour l’utilisation des technologies mobiles. L’utilisation intelligente et cohérente de ces technologies mobiles incite des entreprises à l’innovation ce qui dynamise le réseau économique local et offre des opportunités d’exportation.

Besoin de formation : les jeunes ingénieurs ont besoin de perspectives dans leur formation. L’utilisation d’un réseau moderne et performant doit faire partie de leur cursus. Les compétences relatives à l’utilisation d’un
tel réseau seraient plus difficiles si son déploiement était freiné.

Une approche systémique (technologie – économique – politique – légale) de la 5G est nécessaire. Il ne s’agit pas d’être pour ou contre la 5G, mais de trouver un chemin de développement dans le respect des enjeux sur
les dimensions évoquées. (À suivre.)