La 5 G

Le 29 septembre dernier, les fréquences destinées à la 5 G - le futur système de téléphonie mobile - ont été mises aux enchères, dans un cadre réglementaire très strict contrôlé par l’ARCEP, l'Autorité de régulation des communications électroniques et des Postes, une instance indépendante du Gouvernement. Onze lots de fréquence d'une puissance de 10 mégahertz (MHz) ont été mis aux enchères. Le prix plancher a été fixé à 70 millions d'euros mais l'opération a en réalité apporté 2.786 millions soit près de 2.8 milliards à l'Etat. Au terme de ces enchères, chaque opérateur dispose dorénavant d'un bloc de 50 Mhz, dans la limite de cinq blocs par opérateur.

Cette enchère principale sera suivie d'une enchère dite, « de positionnement », permettant aux opérateurs de choisir leur position le long du spectre, soit au centre, soit aux extrémités, plus exposées aux interférences avec d'autres services. L’enjeu économique est considérable pour les opérateurs car ceux qui auront obtenu le plus grand nombre de lots seront en capacité d’offrir sur le long terme à leurs clients un meilleur débit et des services plus nombreux et plus rémunérateurs.

Rappelons que la 5G, nouvelle génération de communication mobile, utilise une partie du spectre des ondes radio, celle située entre 3,4 et 3,8 gigahertz (GHz). Elle offre une bande passante plus importante que la 4G et permet donc, en théorie, un débit au moins dix fois supérieur, sous réserve d’une couverture complète du territoire et d’un changement de terminal mobile. A terme, sans doute pas avant 5 ans, la 5G s’enrichira en intégrant également la bande à très haute fréquence des 26 GHz (qui fera l’objet d’enchères ultérieures), dont l’utilisation en matière de transmission ultra-rapide de données et de nouveaux services numériques, ouvre d’immenses perspectives.

Compte tenu de son coût et de sa complexité, il n’est pas question que la 5G se substitue rapidement à l’actuelle 4G ; elle va venir s’y ajouter progressivement, afin de prévenir la saturation prévisible du réseau actuel. D’après les données de l’Autorité de régulation des communications électroniques et des postes, la consommation des données des utilisateurs croît au rythme de 40 % par an.

La 5G, c’est d’abord la possibilité d’acheminer bien plus rapidement de gros fichiers numériques : à titre d’exemple, alors qu’il faut environ une minute pour télécharger un film de 800 Mo en 4G (ce temps variant selon la qualité du réseau à l'endroit où vous effectuez ce téléchargement), il ne faudra demain, dans des conditions optimales, que quelques secondes en 5G. La 5G va donc venir faire sauter le goulot d’étranglement du « dernier kilomètre » et compléter le très haut débit permis par la fibre optique. Reste que, dans la pratique, le débit réel sera rarement proche du maximum théorique (20 Gbits/seconde en descente et 10 Gbits/ seconde en montée) et sera sans doute, dans une première phase, de l’ordre d’un Gbit/s en réception.

Il faut bien comprendre que la 5G, dont la montée en puissance va se faire progressivement, sur plusieurs années, n’exprimera toutes ses potentialités qu’au début de la prochaine décennie, vers 2030. Et il est vrai que, pour l’instant, faute de couverture suffisante, mais aussi de bandes de fréquences assez variées, la 5G a plutôt déçu les premiers utilisateurs, notamment en Corée du sud, en Grande Bretagne et en Allemagne, où elle est déjà disponible. Cela tient au fait que les fréquences utilisées pour l’instant par la 5G ne permettent pas une bonne couverture à l’intérieur des bâtiments, où ses ondes pénètrent moins bien que celles de la 4G.

Mais cette situation, qui résulte des lois de la physique, est appelée à évoluer au fil des années, comme cela a été le cas avec la 4G, avec la multiplication des antennes, l’arrivée d’antennes pilotées par IA qui sauront s'adapter à l'évolution des usages, mais grâce à l’emploi de fréquences complémentaires à la bande des 3 GHz et à celle, prévue ultérieurement, des 26 GHz. Il est ainsi prévu de compléter la 5G par la bande des 700 MHz, dont les fréquences bien plus basses offrent une couverture bien meilleure des bâtiments. L’ANFR précise d’ailleurs à ce sujet que cette bande des 700 MHz est utilisable dès à présent en 5G par les opérateurs.

Selon L'Agence nationale des fréquences, l’arrivée de la 5G, en raison de sa capacité à gérer ces flux massifs d’information (une seule antenne permet d’absorber les données d’un million d’objets connectés au kilomètre carré), ne va pas simplement révolutionner, grâce au vecteur transversal de l’Internet des objets, les télécommunications, et l’accès aux contenus numériques, mais va aussi bouleverser quatre autres secteurs d’activités curieusement peu évoqués, alors qu’ils vont bouleverser nos sociétés, l’industrie du futur, la ville intelligente, les transports sur mesure et la télésanté.

Dans une étude publiée fin 2019, intitulée, « L’économie de la 5G », le cabinet IHS Markit prévoit, en se basant sur l’hypothèse d’un déploiement progressif de la 5G dans tous les pays développés, la création d’une valeur ajoutée globale de 3 600 milliards de dollars (environ 3 068 milliards d’euros, au cours actuel) de chiffre d’affaires et 22,3 millions d’emplois dans le monde en 2035. En tenant compte des gains générés dans tous les secteurs – communications, transport, santé, finance, culture… –, sa contribution totale à la croissance dépasserait les 13 000 milliards de dollars en 2035, avec un apport de 0,2 point de produit intérieur brut par an entre 2020 et 2025 (Voir IHS).

La Commission européenne prévoit, pour sa part, dans son rapport de 2016, intitulé « Identification et évaluation des données économiques-clés pour le déploiement de la 5G en Europe », (Voir European Commission) qu’en 2025, les bénéfices socio-économiques liés au passage à la 5G pourraient atteindre 113 milliards d'euros par an dans quatre secteurs clés, l'automobile, la santé, les transports et les services publics, qui seront les premiers utilisateurs de la connectivité 5G : automobile, santé, transport et énergie.

L'étude estime que le coût total lié au réseau radio et aux liaisons de transmission du déploiement de la 5G sera d'environ 56 milliards d'euros en 2020. Cet investissement majeur des secteurs public et privé aura un effet multiplicateur dans l'ensemble de l'économie et il est susceptible de créer jusqu'à 2,3 millions d'emplois directement et indirectement en Europe lorsque la 5G sera pleinement déployée. Cette étude table également sur un effet d’entraînement plus global d’environ 50,6 milliards d'euros en 2025, dans le secteur des biens et services.

Pour mieux évaluer les effets biologiques et sanitaires réels de la 5G, l'Agence nationale des fréquences (ANFR) réalise depuis plusieurs mois en zone urbaine dense (à Paris, dans le 14ème arrondissement) des simulations numériques sur les niveaux d'exposition aux champs électromagnétiques radiofréquences générés par les réseaux mobiles. Ces expérimentations ont déjà pu montrer que l’arrivée de la 5G, dans la bande 3,5 GHz, aurait pour effet un léger accroissement de l’exposition, restant largement en dessous des valeurs limites fixées par la loi (61 V/m).

Mais l’ANFR a souhaité aller plus loin dans cette évaluation des risques éventuels liés à l’exposition aux ondes émises par la 5G, dans la nouvelle bande des 3,5 GHz, la seule qui sera utilisée dans un premier temps. L’Agence a donc conclu un partenariat avec le Centre scientifique et technique du Bâtiment (CSTB) pour établir quatre scénarios d’expositions, en s’appuyant sur les données spécifiques des émetteurs issues des quatre opérateurs français.

Le premier scénario reprend tout simplement l'état actuel des réseaux mobiles dans l'arrondissement parisien. L'ANFR a relevé des niveaux de champ électrique moyens et médians bien plus faibles que les valeurs limites qui sont, pour la téléphonie mobile, comprises entre 36 et 61 V/m. Dans ce scénario initial, le niveau oscillait entre 0,6 V/m et 1,1 V/m. En extérieur, 1 % des points calculés était supérieur à 5,2 V/m. Rien d'alarmant donc.

Le second scénario étudiait une optimisation de la 4G, c'est-à-dire un déploiement de la technologie sur toutes les stations existantes et bandes de fréquences actuellement utilisées, mis à part la bande 900 MHz, qui héberge toujours la 2G et la 3G. Ici, on ne prend pas encore en compte la 5G. Les mesures sont légèrement supérieures si on les compare à celles de la situation actuelle. Les niveaux médians et moyens varient entre 0,6 V/m et 1,8/m, avec des pointes à 8,6 V/m en extérieur devant les façades, dans 1 % des cas.

Les deux derniers scénarios de l'ANFR intègrent l’arrivée de la 5G. Pour le troisième, le niveau moyen d’exposition aux ondes de la 5G varie de 0,76V/M à 1,36 V/m. Enfin, le dernier scénario, qui combine l’utilisation de la 4G optimisée et de la 5G, aboutit à un niveau d’exposition comparable à celui du scenario 3. Mais la 5G présente l’avantage de limiter l’exposition aux ondes grâce à ses antennes à faisceaux orientables. Dans ce cas de figure, le niveau moyen d’exposition varie de 0,9 V/m en intérieur à 2,3 V/m en extérieur. L'ANFR rappelle par ailleurs que, même sans 5G, l'exposition du public aux ondes continuerait inexorablement d'augmenter, car, dans cette hypothèse, il faudrait renforcer la couverture nationale de la 4G pour répondre à la demande croissante d’accès aux services numériques de la population.

Il faut également souligner que l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail - ANSES - réalise depuis le début de l’année une étude sur les effets biologiques de la 5G, dont les résultats seront connus au premier trimestre 2021. Les scientifiques de cette agence travaillent notamment à l’évaluation des effets biologiques de la bande de fréquences des 26 GHz (5G millimétrique) qui, en raison de leur très courte longueur d’ondes, ne pénètre pratiquement plus dans le corps mais se focalise au niveau de la peau.

Il est également important de rappeler que le récent rapport intitulé, « Déploiement de la 5G en France et dans le monde : aspects techniques et sanitaires », réalisé par l'Inspection générale des affaires sociales (IGAS) et l'Inspection générale des finances (IGF) montre que, selon les agences de l’OMS présente dans 22 pays, « Il n'existe pas d'effets néfastes avérés à court terme », selon les agences nationales et internationales. « Les éventuels effets de long terme, cancérogènes ou non, difficiles à mettre en évidence, sont à ce stade, pour l'essentiel, non avérés » (Voir Rapport).

Reste que, nous l’avons tous constaté, l’arrivée prochaine de la 5G en France, même si elle est approuvée par la majorité de la population, suscite des interrogations, des craintes et parfois des réticences de la part de certains de nos concitoyens, et même de certains élus qui en contestent l'utilité. Je crois que, sans aller jusqu’à un moratoire qui risquerait de nous placer dans une situation de retard technologique et économique très dommageable, nous devons entendre ces questionnements et y répondre.

L’Etat pourrait, par exemple, en parallèle avec les évaluations très sérieuses déjà réalisées par l’ANFR et l’ANSES, décider de la mise en place, pendant un temps suffisamment long pour pouvoir réaliser un travail approfondi, d’une commission composée pour moitié de chercheurs français et pour moitié de chercheurs étrangers, tous choisis en fonction de leurs compétences scientifiques et de leur indépendance reconnue vis-à-vis des acteurs économiques du secteur numérique. Les conclusions de cette commission seraient rendues intégralement publiques et pourraient faire l’objet d’un débat au Parlement, ainsi que dans une Commission citoyenne, semblable à celle qui a récemment œuvré pour le climat.

Il est dommage que ce débat sur la 5G se soit presque entièrement focalisé sur le seul volet « loisirs et divertissements numériques », comme si la 5G pouvait se résumer à un progrès technologique servant uniquement à télécharger plus vite un film ou un clip sur son smartphone…On semble oublier que la 5G sera, à terme, non une amélioration de ce qui existe déjà, mais bien une rupture technologique et économique majeure qui va révolutionner tous les secteurs d’activités, industrie, travail, transports et santé…

Dans l’industrie, par exemple, Schneider Electric est déjà en train de mettre en place l'usine du futur ; Dans son unité de Vaudreuil en Normandie, cette entreprise a déployé, dans le cadre d’un projet-pilote utilisant la 5G, une solution de pilotage à distance, en temps réel et haute définition, par réalité augmentée, de ses transpalettes, depuis Hong Kong. Dans le contexte de la pandémie de Covid-19 que nous connaissons, ce projet a montré toute sa pertinence et a permis de proposer aux clients des outils de contrôle à distance qui auraient été tout simplement impossibles à utiliser sans la 5G.

Autre exemple d’application possible de la 5G. Un dispositif d’observation en mer, baptisé "Méditerranée", va être expérimenté et prévoit d'embarquer des capteurs sur des bateaux partant de Sète (Hérault) et de relayer leurs informations par un nano-satellite. Sur l'eau, les capteurs seront équipés d'un système de géolocalisation haute précision et recueilleront des données sur la quantité de vapeur d'eau présente. Le nano-satellite les transmettra ensuite en temps réel aux acteurs participant à ce projet. L'analyse fine et rapide de ces vapeurs d'eau qui s'accumulent dans la troposphère (la couche entre 8 et 15 km au-dessus de nos têtes) devrait permettre d’améliorer considérablement nos capacités de prévoir les épisodes cévenols, parfois très violents et dévastateurs pour les populations concernées, comme nous avons pu le voir récemment. A terme, ce système d’observation et d’alerte, couplé au réseau 5G, pourrait permettre des alertes préventives très fiables et ciblées, à destination des zones menacées par ces événements météorologiques catastrophiques.

Mais c’est sans doute en matière de télémédecine et de santé que la 5G va permettre des avancées majeures, dont je m’étonne qu’elles ne soient pratiquement pas évoquées par les médias. Qui sait, par exemple que, sans le recours à la 5G, les Chinois n’auraient jamais pu construire en seulement dix jours leur hôpital de campagne, à Wuhan, ville particulièrement touchée par le coronavirus. Les services de santé chinois ont également utilisé massivement la 5G pour transmettre à très haut débit des masses considérables de données médicales (téléconsultations, analyses, imageries) entre les différents hôpitaux de la région du Sichuan, qui devait faire face à l’afflux de patients contaminés par le Covid-19.

En France, si nous voulons demain relever le difficile défi de la prise en charge médicale et sanitaire, avec de moins en moins de médecins, de tous nos ainés qui vivent en milieu rural, la 5G sera un outil irremplaçable, en permettant à la fois, grâce à la télésurveillance numérique, et l’internet des objets, le maintien à domicile des seniors dans les meilleures conditions de sécurité et de qualité de vie, et des réponses médicales personnalisées et rapides, intégrant les outils de réalité virtuelle et la télérobotique, quand cela s’avérera nécessaire.

Chaque nouvelle technologie suscite des espoirs, mais également de légitimes inquiétudes. Cela est vieux comme le Monde et s’est vérifié au fil des siècles. Il suffit de se rappeler des ouvriers qui détruisaient les métiers à tisser au XVIIIème siècle, par peur d’être dépossédés de leur emploi, ou des scientifiques qui mettaient en garde, au début du XIXème siècle les passagers contre les effets supposés néfastes pour leur santé des voyages en train à vapeur à plus de 30 km/heure…Mais notre pays peut-il refuser a priori, en s’appuyant sur des craintes souvent irrationnelles et infondées, les immenses progrès que peut nous apporter la 5G, non seulement en matière économique, mais, plus concrètement, dans nos vies quotidiennes, en matière d’éducation, de santé, d’énergie ou de travail.

Nous ne pouvons pas, comme certains le voudraient, nous enfermer dans une société de défiance et de méfiance généralisées, voire de rejet du progrès scientifique et technique. Face à la 5G, nous devons avoir une attitude responsable et nous emparer de ce nouvel outil riche de promesses, sans fascination naïve, mais sans craintes, ni rejets de principe, en veillant à ce qu’il soit utilisé pour le bénéfice du plus grand nombre et, bien sûr, soumis à un nécessaire contrôle social et démocratique.

René TRÉGOUËT - Sénateur honoraire - Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat - e-mail : tregouet@gmail.com