Qu’est-ce que la 5G ? À quelles conditions peut-on la déployer ?

Eupen, le 18 mai 2021

Avant d’aborder les recommandations qui constituent le cœur et le message principal du Groupe d’Experts 5G (GE5G dans ce qui suit) institué par le Gouvernement de Wallonie, et cornaqué par l’Agence wallonne du Numérique, je voudrais faire trois remarques générales qui permettent à mon sens d’aborder aussi sereinement que possible le déploiement de la 5G qui est, n’en doutons pas, une problématique complexe [1].

 

1. Trois remarques générales

1.1. Une technologie développée pour les professionnels et les entreprises

On ne comprend pas bien la 5G  si on n’intègre pas l’idée qu’elle a été conçue tel un système de communication destinée aux professionnels et aux entreprises [2]. Cinquième génération de réseaux mobile depuis le début des années 1980, la 5G n’apparaît pas comme une simple évolution des générations précédentes qui se succèdent à un rythme plus ou moins décennal.

La conception de cette technologie part du constat que les services offerts par la 4G ne correspondent plus aux besoins des entreprises. L’objectif de la 5G consiste donc à remplacer les accès terrestres vétustes, par câble, par des accès hertziens, sans fil, vers des centres de données en utilisant des logiciels professionnels adaptés aux différents métiers. Ainsi, contrairement aux générations précédentes de téléphonie mobile qui ne prenaient en charge que le transport de données d’un utilisateur vers un autre, la 5G se préoccupe des applications. C’est en cela qu’on se risque parfois à souligner qu’il s’agit d’une transformation profonde ou, comme le disent les Anglo-saxons, a GPT: General Purpose Technology. On peut définir ce GPT comme une technologie générique simple, reconnaissable en tant que telle sur toute sa durée de vie. Elle dispose dès l’origine de nombreuses possibilités d’amélioration et finit par être largement utilisée, permettant de nombreuses applications et porteuse d’un grand nombre d’effets d’entraînement [3].

Dreamstime – Nmedia

Ainsi, un des éléments les plus novateurs de la 5G est l’utilisation du cloud computing, des centres de données regroupant de nombreux serveurs en un lieu physique unique et permettant non seulement le stockage, mais le traitement des données – calcul notamment – par des applications dédiées. L’edge computing permet d’optimiser ce traitement, en développant un cloud non au centre du réseau, mais à sa périphérie, dans une architecture proche des antennes, donc à la source des données, en s’appuyant sur des délais d’accès très courts [4].

Si on observe donc un saut technologique, c’est pour les professionnels et les entreprises, les particuliers s’inscrivant dans la continuité des réseaux précédents. Ainsi, l’ambition de la 5G est-elle d’augmenter la productivité des entreprises et non celle des utilisateurs de smartphone, dans trois grandes directions :

– l’augmentation des débits lors des déplacements professionnels : trains, avions, voitures ;

– le renforcement de la réactivité et de la fiabilité du système dans les missions critiques grâce entre autres à une latence réduite au minimum :  automatisation des véhicules connectés, pilotage automatique des usines, chaînes de production, imprimeries (Industrie 4.0), internet tactile pour commandes de robots et de drones à distance, etc.

– la connectivité des objets du monde professionnel (IoT) : matériel médical, capteurs et actionneurs d’usines, d’immeuble intelligent, de villes intelligentes, etc. [5]

Il faut noter que le temps de latence des missions critiques est de l’ordre d’une milliseconde, soit le temps de parcours de l’émetteur au centre de données près de l’antenne 5G, le traitement, puis le retour à l’émetteur [6]. La force de la technologie 5G est qu’elle possède au niveau des antennes des points de synchronisation entre les équipements, assurant l’arrivée d’un message dans un temps déterminé, ce que la WIFI ne permet pas.

L’idée la plus importante qui a été défendue au sein du GE5G est que cette technologie, avant tout conçue pour les entreprises et non pour le grand public, devrait prioritairement être déployée au profit de celles-ci. Je le dis autrement : la raison pour laquelle plus de deux tiers des experts du GE5G appuient la volonté du Gouvernement de Wallonie, inscrite dans la Déclaration de Politique régionale 2019-2024, de déployer la 5G est le surcroît de compétitivité que les entreprises devraient en tirer. Certes, il est possible et même probable que le grand public pourra en tirer avantage. Il est possible que l’on puisse télécharger des films dans un ascenseur ou s’approvisionner de ses barres de chocolat préférées dans les appareils distributeurs, mais là n’est évidemment pas l’enjeu pour lequel nous préconisons de déployer la 5G rapidement, mais de manière conditionnelle, en Wallonie et en OstBelgien.

 

1.2. Des facteurs sanitaires et environnementaux à prendre en compte

Comme les évolutions précédentes, le passage à la 5G nous réinterroge sur nos pratiques numériques ainsi que sur les impacts que cette technologie peut avoir sur les grands enjeux que nous avons placés à l’agenda de nos préoccupations : enjeux environnementaux, enjeux climatiques, enjeux énergétiques, enjeux démocratiques, enjeux de sécurité, etc.

Les dangers de la 5G pour la santé sont liés aux champs électromagnétiques. On les mesure au travers du Débit d’absorption spécifique (DAS). Cet indice mesure la puissance d’un flux d’énergie véhiculée par les ondes électromagnétiques qu’absorbe l’utilisateur d’un équipement de réception comme un smartphone à pleine puissance et dans les pires conditions d’utilisation, par exemple dans un wagon de chemin de fer, faisant partiellement cage de Faraday. Ainsi, cette mesure correspond aussi à la quantité d’énergie absorbée par le corps par unité de temps et de masse. Il existe plusieurs façons de calculer le DAS : mesure du courant dans les tissus, calcul du champ électrique, mesure de l’élévation de la température du corps. À noter qu’il n’existe pas d’harmonisation sur le mode de calcul du DAS en particulier entre l’Europe et les États-Unis, ce qui rend les comparaisons très difficiles alors que les mêmes équipements circulent de chaque côté de l’Atlantique, mais parfois avec des performances différentes. Plus le DAS d’un équipement est faible, moins cet appareil sera dangereux pour la santé. La majorité des smartphones actuels ont un DAS inférieur à 1 watt par kilo sur 10 grammes de tissu. Ce que j’ai personnellement découvert lors des travaux du GE5G, c’est que les experts considèrent que la dangerosité de l’antenne de notre téléphone est plus grande que celle de toute antenne relais, se trouvant à plusieurs centaines de mètres de l’utilisateur. Évidemment, lorsque l’on plaque son smartphone contre son oreille, c’est comme si on collait sa tête à une antenne WIFI vingt fois plus puissante que le maximum actuel. La puissance des ondes émises par un portable collé à l’oreille est 1000 fois supérieure à celle d’une installation WIFI à un mètre de son visage [7]. Comme l’ont souligné Olivier Bonaventure et Michaël Vandroogenbroeck dans leur partie technique du rapport GE5G, il faut noter que les routeurs d’accès internet à large bande par câble, xDSL ou fibres optiques fournis par les opérateurs possèdent un accès WIFI permettant de connecter les smartphones. Ces 4 millions d’accès utilisant des ondes électromagnétiques dans les bandes de fréquences de 2,4 GHz et 4 GHz  peuvent être utilisés sans licence [8].

Dans leur analyse des effets sur la santé et l’environnement, Isabelle Lagroye, Anne Perrin et Benjamin Vatovez, membres du GE5G, concluent que, concernant le risque, les rapports d’expertise scientifiques du monde entier sont concordants. Ils n’indiquent pas d’effets sanitaires avérés des radiofréquences en dessous des limites recommandées par les instances internationales et la communauté européenne. Néanmoins, selon les pays, les autorités incitent plus ou moins à la prudence (utilisation du kit mains libres, usage raisonné), en raison des incertitudes sur un possible effet à long terme [9] . Concernant les risques de tumeurs, ils concluent qu’un effet cancérigène lié à l’usage des technologies des communications sans fil n’est pas prouvé. L’hypothèse d’un risque accru en cas d’utilisation régulière très intensive du téléphone mobile reste difficile à vérifier ou à réfuter compte tenu de la rareté de ces pathologies [10]. Seules de longues expérimentations et d’innombrables mesures sauront dire si la 5G ne représente effectivement aucun danger. Néanmoins, nous en sommes à bientôt quarante ans d’expérimentations et de mesures, et les résultats demeurent plus que rassurants [11], comme l’a encore montré la très récente étude de l’ANSES en France [12] .

Ceci dit, comme l’indique dans une note minoritaire le Docteur Jacques Vanderstraeten, référent du Groupe de travail Santé et Environnement du GE5G, la possibilité d’effets non thermiques n’est pas exclue à ce jour, sans qu’il soit possible cependant d’en déduire l’existence d’éventuels effets sur la santé. Une autre experte, Marie-Christine Dewolf, a également avancé des arguments qui, bien que minoritaires, plaident pour la poursuite et l’approfondissement du suivi et des recherches scientifiques en particulier sur les zones inexplorées des effets des ondes millimétriques sur la santé [13]. C’est ainsi que, des recommandations ont été formulées au Gouvernement de Wallonie, non seulement pour prévenir les usages problématiques de ces technologies, en particulier chez les jeunes, mais aussi en l’invitant à contribuer à financer un programme de recherche scientifique visant à améliorer l’état des connaissances sur les effets biologiques et sanitaires des radiofréquences, notamment les fréquences spécifiquement allouées à la 5G (3,4-3,8 GHz et autour de 26 GHz). Une surveillance de la faune et de la flore devrait aussi être opérée en collaboration avec les instances européennes et internationales.

Il faut remarquer que la 5G utilise des antennes directives, c’est-à-dire propageant essentiellement le signal dans une direction précise plutôt que d’émettre, comme les générations précédentes à 360° sur une cellule. Or, plus l’antenne est directive, moins elle requiert de puissance et donc moins le système est dangereux pour la santé [14]. Les techniques plus sophistiquées des stations de base (beamforming [15] et MIMO) permettent à cette station d’estimer la position du mobile qu’elle désert et d’adapter sa puissance d’émission en fonction de la distance qui les sépare [16].

Toutes ces informations fondent le fait que, comme l’a dit le Docteur Jacques Vanderstraeten en Commission Environnement du Parlement de Wallonie, il ne faut pas repousser la mise en œuvre de la 5G pour des raisons sanitaires.

 

1.3. Des facteurs énergétiques et climatiques difficiles à mesurer

La question énergétique est sensible, car nous avons tous souscrit aux accords de Paris de 2015, et nos États ont signé à New York le 22 avril 2016 la Convention-cadre des Nations Unies sur le changement climatique.

Or, émettre des comparaisons valides de consommations entre la 5G et les générations précédentes est particulièrement difficile, car il faut prendre en compte le traitement des données dans des centres de données qui prennent en charge plusieurs antennes simultanément. Une antenne 5G consomme moins d’énergie qu’une antenne 4G, à la fois grâce à sa technologie moins énergivore et à son type de gestion de type start & stop, plus attentive à la consommation électrique. Néanmoins, le nombre d’antennes est nettement plus important : il faut environ quatre antennes 5G pour remplacer une antenne 4G. Le calcul établi par l’ingénieur et professeur à la Sorbonne Guy Pujolle en prenant en compte tous ces paramètres et quelques autres conclut qu’il y a approximativement égalité dans la consommation entre les deux technologies [17].

On sait bien sûr que l’on observera un effet rebond si la 5G obtient le succès attendu auprès des entreprises et professionnels et, au-delà, si cette technologie séduit les particuliers. Mais les conséquences énergétiques de cet effet sont elles-mêmes très difficiles à mesurer. Si je prends l’exemple d’une réunion partiellement à distance et partiellement en présence physique comme cette commission parlementaire, il est évident que ceux qui nous suivent et interviennent par Zoom consomment de l’énergie. Mais cette consommation est probablement moindre que l’énergie qui aurait été consommée s’ils s’étaient déplacés physiquement vers le Parlement.

 

 2. Les recommandations du GE5G Wallonie

Le rapport du GE5G et ses recommandations ont été adressées à votre Parlement. De même, avez-vous reçu le résumé que j’ai pu en faire et que j’avais présenté devant vos collègues à Namur. J’insisterai donc sur quelques points seulement. Aucune réponse simple et univoque n’était possible dans ce GE5G qui représentait la diversité des opinions défendues aussi bien au sein du Gouvernement de Wallonie que probablement du Parlement et de la société wallonne. Une convergence a pourtant abouti. 30 recommandations rédigées à l’intention du Gouvernement ont été approuvées par deux tiers des membres du GE5G. Le dernier tiers ne constituant pas une seule opinion, mais des positions diverses, différentes, minimalistes ou maximalistes.

Ces recommandations expriment fondamentalement trois séries d’idées. Elles sont indissociables dans leur expression tout comme elles le sont dans leur mise en œuvre. Elles constituent le système de réponse à l’enjeu posé du déploiement de la 5G en Wallonie. Loin d’être faible ou fade, cette réponse constitue un triple appel – volontariste – au Gouvernement.

 

2.1. Une technologie à fort potentiel de développement socio-économique

La préoccupation du GE5G porte aussi sur le risque que la Wallonie ne se fasse distancier technologiquement par d’autres pays et régions, sur celui de délocalisations d’entreprises et celui d’une perte d’attractivité en matière d’investissements étrangers. À cet effet, le Gouvernement est invité à travailler par étapes successives.

La première étape du déploiement que préconise le GE5G est une phase immédiate destinée à soutenir l’adoption et le déploiement de la 5G auprès du secteur industriel et économique : il s’agit d’identifier et d’appuyer les premiers tests de la 5G dans les zones clefs qui présentent un potentiel de développement de « proof of concept » (POC), –  qui ont vocation à montrer la faisabilité et la pertinence de l’innovation que constitue la 5G -, dans les zones d’intérêt économique ou dans les ZAE (les zones d’activité économique). Cela permettra à nos universités, centres de recherche, villes et communes, start-ups, PME’s et grandes entreprises de tester et de mettre au point des applications (cas d’usages) valorisant la 5G. Nous préconisons que l’Agence du Numérique réalise une évaluation de ces premiers tests pour éclairer le gouvernement. Des soutiens au déploiement devraient être organisés par le gouvernement : formations au numérique, y compris sur les impacts environnementaux, l’écoconception et la responsabilité numériques, soutiens financiers aux entreprises pour développer leurs POC, appel à projets Smart Region Digital Wallonia orientés 5G pour permettre aux villes, communes et collectivités territoriales wallonnes de développer des applications Smart City liées à la 5G, programme d’actions SPW Digital orienté vers cette technologie, avec des volets Open data et Shared Data, etc.

Cette première étape permettra également de préparer la deuxième en répondant aux enjeux des phases suivantes. Outre les dispositifs d’appui au déploiement, le Groupe d’experts a préconisé de consacrer ce temps à la question de la révision des normes d’exposition encadrant les bandes de fréquences existantes et futures et de leur éventuelle convergence avec les régions et pays voisins.

 

2.2. Une information transparente et pédagogique sur l’implémentation de la 5G

Le GE5G invite le Gouvernement à construire une stratégie claire de communication avec l’Union des Villes et Communes de Wallonie afin de fournir à la population une information complète et objective sur les enjeux de ce déploiement, en développant un portail unique en concertation avec le Fédéral et les autres entités fédérées. Ce portail devrait permettre d’accéder facilement aux données concernant les mesures d’exposition, la localisation et le statut des antennes, l’état des connaissances scientifiques, la réglementation, les nécessaires recommandations, etc., afin que chaque citoyenne et chaque citoyen de Wallonie puisse définir ses usages en connaissance de cause. L’ISSeP et son site internet devraient évidemment être associés à ce travail d’information.

De même, le Gouvernement est appelé à encourager l’exécutif fédéral à étendre l’affichage des valeurs des débits d’absorption spécifique (DAS) actuellement préconisé sur les lieux de ventes des téléphones portables pour tous les équipements concernés (tablettes, montres digitales, etc.).

D’autres recommandations ont été faites par le GE5G concernant l’utilisation et la protection des données (2.5, 2.7 et 2.8) ainsi que la sécurité du réseau (2.6). Je ne m’y étends pas, mais elles sont, vous l’avez compris, importantes car en relation directe avec ce qui a été souligné ici sur le rôle des centres de données liés à la 5G et qui ne sont pas sans risque. La partie du rapport rédigée par le Professeur Yves Poullet peut être éclairante à cet égard.

 

2.3. L’anticipation des risques et le suivi du déploiement en matière de santé, d’environnement et de climat

C’est dans le même mouvement que le GE5G souhaite que le Gouvernement de Wallonie déploie sans tarder la 5G pour couvrir les besoins économiques les plus criants exprimés par les entreprises, déploie une information aussi objective et transparente que possible envers les citoyennes et citoyens, sur base des connaissances actuelles, et également porte la plus grande attention à la prévention, à l’anticipation des risques et au suivi du déploiement en matière de santé, d’environnement et de climat, donc d’attention à la consommation d’énergies carbonées.

Ainsi, le Gouvernement est-il invité à financer des campagnes de mesures ponctuelles du champ électromagnétique généré par des sites d’antennes-relais et des relevés réguliers des niveaux d’exposition en des lieux choisis, à l’extérieur et à l’intérieur des bâtiments. Le Gouvernement pourrait, avec le Fédéral, contribuer à des études internationales de grande ampleur pour suivre sur le long terme l’état de santé d’une large partie de la population et en particulier des populations plus vulnérables aux expositions générées par les équipements radioélectriques.

Le GE5G s’est préoccupé de l’empreinte écologique, carbone et matérielle des infrastructures et usages de la 5G. Il invite donc le Gouvernement à inciter les acteurs du numérique à développer des alternatives moins consommatrices d’énergie et à encourager les investissements dans des infrastructures peu polluantes.

 

Conclusion : la 5G, une ambition à laquelle nous devons toutes et tous nous atteler

Le 3 février 2021, la Commission européenne a lancé une procédure en manquement contre la Belgique pour non-transposition du Code des Communications électroniques européen dans les délais impartis, en ce compris quant à l’octroi des droits définitifs d’utilisation des fréquences destinées à la 5G.

Je rappelle que l’article 54 de la Directive 2018/1972/UE du Parlement et du Conseil datée du 11 décembre 2018 dispose que, au plus tard le 31 décembre 2020, les États membres doivent prendre toutes les dispositions appropriées en matière de fourniture de services à haut débit sans fil pour faciliter le déploiement de la 5G, d’une part, en procédant à une réorganisation de blocs suffisamment larges de la bande 3,4 – 3,8 GHz et autoriser leur utilisation. D’autre part, les États membres doivent autoriser l’utilisation d’au moins 1 GHz de la bande 24,25 – 27,5 GHz, pour autant que des éléments de preuve démontrent clairement l’existence d’une demande du marché et l’absence de contraintes significatives concernant la migration des utilisateurs existants ou la libération de la bande [18].

Je rappelle aussi que cette directive vise à faire en sorte que toutes les citoyennes et tous les citoyens, ainsi que toutes les entreprises au sein de l’Union européenne puissent profiter d’une connectivité de haute qualité, d’un niveau élevé de protection du consommateur et d’un large choix de services numériques innovants.

C’est à cette ambition, me semble-t-il, que nous devons toutes et tous nous atteler.

 

Philippe Destatte

Président du Groupe d’experts 5G de Wallonie

 

[1] Ce texte constitue la mise au net de ma présentation du Rapport du Groupe d’experts 5G de Wallonie  au Parlement de l’OstBelgien, Commission  de la Culture, de l’Emploi, et du Développement économique, à Eupen, le 18 mai 2021.

[2] Voir notamment : What is 5G/IMT-2020, 40 years of mobile generations, European 5G Observatory http://5gobservatory.eu/about/what-is-5g/

[3] Richard G. LIPSEY, Kenneth I. CARLAW, and Clifford T. BEKAR, Economic Transformations: General Purpose Technologies and Long-Term Economic Growth, p. 98, Oxford, Oxford University Press, 2012. A GPT is a simple generic technology, recognizable as such over its whole lifetime, that initially has much scope for improvement and eventually comes to be widely used, to have many uses, and to have many spillover effects. – Thomas HEMPELL, Computers and Productivity, How Firms Make a General Purpose Technology Work, Heidelberg, Physica -Verlag, 2006. (ZEW, Zentrum für Europäische Wirtschaftsforschung GmbH).

[4] Bruce KELLEY, La 5G a la tête dans le cloud : une meilleure visibilité pour s’y préparer, ZDNet, 5 octobre 2020.

https://www.zdnet.fr/actualites/la-5g-a-la-tete-dans-le-cloud-une-meilleure-visibilite-pour-s-y-preparer-39910553.htm

[5] Guy PUJOLLE, Faut-il avoir peur de la 5G ?, Tout savoir sur le réseau de demain, p. 51-53 et 56-57, Paris, Larousse, 2020.

[6] Ibidem. Par comparaison, le temps de réaction d’un conducteur qui voit s’allumer des stops devant lui est de 500 millisecondes, s’il est à jeun d’alcool…

[7] G. PUJOLLE, op. cit., p. 35.

[8] Olivier BONAVENTURE & Michaël VANDROOGENBROECK, Introduction aux techniques de communications sans fil, dans Rapport GE5G, p. 15/124.

[9] Isabelle Lagroye, Anne Perrin et Benjamin Vatovez, Questions en lien avec la santé, l’environnement et la biodiversité – GT Santé et Environnement, dans Rapport de synthèse du Groupe d’Experts 5G de Wallonie, Phase 1, p. 79/124, Namur, Agence du Numérique, 11 février 2020.

[10] Ibidem, p. 80/124.

[11] G. PUJOLLE, op. cit., p. 86-87.

[12] ANSES, 5G : pas de risques nouveaux pour la santé au vu des données disponibles, Paris, 20 avril 2021. https://www.anses.fr/fr/content/5g-pas-de-risques-nouveaux-pour-la-santé-au-vu-des-données-disponibles

[13] GE5G, Rapport de synthèse…, p. 80/124.

[14] Ibidem, p. 7.

[15] Le beamforming (BF, filtrage spatial) consiste à focaliser un signal sans fil à partir d’une antenne radio vers un dispositif de réception spécifique, au lieu de le diffuser en faisceau dans toutes les directions. La connexion est plus directe, plus rapide et plus fiable.. Suvra Sekhar DAS & Ramjee PRASAD, Evolution of Air Interface Towards 5G, Radio Access Technology and Performance Analysis, p. 143-144, Delft, River Publishers, 2018.

[16] Olivier BONAVENTURE & Michaël VANDROOGENBROECK, Introduction aux techniques de communications sans fil, dans Rapport GE5G, p. 13/124.

[17] G. PUJOLLE, op. cit., p. 120.

[18] RICHTLINIE (EU) 2018/1972 DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES vom 11. Dezember 2018 über den europäischen Kodex für die elektronische Kommunikation (Neufassung) https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/HTML/?uri=CELEX:32018L1972&from=fr

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