5G MY LOVE OR HATE !!!! A BRIEF STATE OF ART.

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Alors que le dernier CES de Las Vegas ou encore le Mobile Congres de Barcelone qui vient de se terminer présente les premiers smartphones 5G, un vent de violence envers cette technologie souffle de toutes parts en Europe. Position vindicative et étonnante pour une technologique… qui n’a même pas encore été implémentée dans les villes européennes et que l’on attend, au plus tôt dans 2 ans pour les pionnières et 4-5 pour les autres.

Dans ce contexte, il nous a semblé important de recontextualiser quelque peu ses usages réels et futurs pour la ville intelligente.

La 5G est présentée par les opérateurs comme la véritable émergence de la 4e révolution industrielle. La technologie porte le nom de beam forming, massive MIMO, offrant des systèmes d’ondes millimétriques, une latence de quelques millisecondes et permettant l’explosion des débits, Internet des objets, automobile autonome, cloud computing, 4K et même… 8K. Plus précisément, la 5G, contrairement à ce qu’on pourrait imaginer, ne sert pas particulièrement à booster les vidéos de YouTube de nos jeunes têtes blondes, mais plutôt à développer l’IoT, les objets connectés. En effet, la spécificité de la 5G est la diffusion en très grande quantité de données. Ces téra octets de données diffusées instantanément (à condition d’équiper les villes de fibre optique) vont ouvrir de nouveaux champs d’application encore inimaginables aujourd’hui. Car, en effet, les objets connectés sont partout dans les villes : caméras, feux de signalisation et de carrefours, places de parkings, voitures, transports en commun, et sans oublier les personnes qui sont connectées avec leurs smartphones.

Je, tu, ils sont connectés

Tous ces éléments interconnectent déjà nos vies, mais avec la 5G, ils vont commencer à interagir. Mieux qu’un long discours, quelques exemples de simulations interactives :

• Un camion arrive à un feu de croisement, le feu va passer à l’orange alors que le camion est proche de la ligne blanche d’arrêt. Selon la vitesse du camion, s’il freine c’est un risque, s’il continue, c’est un risque. Avec la 5G, la coordination entre le camion et le feu se fera en temps réel et permettra simplement de prolonger le feu au vert pendant 2 à 3 secondes…
• Dans une rue très fréquentée, les vélos, piétons et voitures sont interconnectés entre eux. Les vélos seront protégés par le cerveau de la voiture… même si le conducteur est distrait (ou n’aime pas les vélos !). Ainsi, la voiture ralentira à l’arrivée d’un feu où les vélos doivent travers la route pour tourner à gauche.
• Les voitures en villes représentent un trafic dont approximativement 30% des déplacements correspondent à la recherche de stationnement. L’interconnexion entre les places de parkings, GPS et voitures autonomes peuvent radicalement réduire la pression automobile et donc la pollution.

Nous pourrions encore parler des voitures partagées, autonomes, de la gestion de chauffages urbains, la coordination des smartgrids pour mieux gérer les flux et besoins en courant électrique ou encore repérer en temps réel les fuites d’eaux dans les canalisations ou bien une pollution de rivières. Sans nul doute, les plus fervents opposants plaideront du fait que ces systèmes existent déjà et donc que cette nouvelle technologie n’est pas « utile ».

IoT & algorithmes

Mais ce serait oublier la relation entre les algorithmes, les objets connectés et les ordinateurs. Un trio qui permet de travailler maintenant en temps réel et ainsi réellement optimiser l’ensemble des systèmes. Une approche qui s’inscrit, avant tout, dans une démarche de développement durable.

Et la santé dans tout cela ?

C’est une bonne question, mais rappelons qu’à ce jour, aucune étude scientifique n’a démontré un risque avec les technologies 1G, 2G, 3G qui existent depuis plus de 10 ans ou 4G plus récent (le premier réseau 4G a été commercialisé en Corée du Sud en 2011). Le rapport su SPF téléphones mobiles et santés (2015) ne dit rien d’autre. Bien sûr, les principes de précaution prévalent et je suis bien d’accord. Il faut donc comprendre les principes de la technologie 5G pour en juger.

La 5G n’est pas plus puissante que la 4G, au contraire car elle a un rayon d’usage beaucoup plus restreint que les pylônes et antennes 4G qui doivent diffuser leurs ondes parfois sur plus de 10 km. Les antennes 5G vont se retrouver sur des abris de bus, poteaux d’éclairage et en beaucoup plus grand nombre que les antennes 4G, il est vrai. D’un autre côté, pas le besoin de proximité pour leurs usages, la puissance n’est pas un enjeu, mais bien la couverture. Donc, le nombre prime sur la puissance. L’objectif final étant la capacité de transfert de débit… comme pour votre Wifi à la maison. Notons par ailleurs que tous les opérateurs posent d’ores et déjà des mini antennes 4G… on a vu ainsi l’Agence nationale des fréquences (ANFR) mener une expérimentation avec de petites antennes 4G. Elle a publié en avril 2017 les résultats d’une première expérimentation menée par Orange à Annecy.

Le déploiement de petites antennes présente deux avantages :

• Il peut augmenter les débits en réduisant le nombre d’utilisateurs par antenne
• Il peut aussi diminuer l’exposition aux ondes en rapprochant les antennes des utilisateurs et donc en diminuant leur puissance

Cette étude conclut les éléments suivants :

• Un meilleur débit : L’objectif de l’expérimentation de l’ANFR est de « favoriser l’accès au très haut débit mobile ». L’étude montre que dans un rayon de 100 mètres autour des petites antennes, installées sur des Abribus ou sur des panneaux d’affichage, le débit montant moyen est multiplié par 5. Il est de 30 Mb/s en moyenne et de 40 Mb/s en pointe.
• L’Exposition moyenne : Ce ne fut pas l’objectif de l’expérimentation, mais c’est sans aucun doute la préoccupation principale de nombreux utilisateurs. L’exposition aux ondes électromagnétiques donne des résultats plus mitigés. Pour commencer, l’ANFR a relevé les puissances d’émission des mobiles lors des mesures de débit. Sans surprise, il en ressort que la puissance est diminuée d’un facteur allant de 2 à 5 lorsque les mobiles sont connectés à ces petites antennes, nettement plus proches. Le DAS est donc réduit par la présence d’antenne proche. Pour ce qui est des niveaux d’exposition à proximité immédiate des antennes, le rapport de l’ANFR ne met en avant que les niveaux maximaux lorsque les petites antennes sont actives, de l’ordre de 1 V/m. Il ne les compare qu’à la valeur limite, pourtant fort contestée, de 67 V/m, mais pas aux niveaux maximaux lorsque les antennes sont éteintes. Et pour cause, les usagers des Abribus sont nettement plus exposés lorsque les petites antennes sont actives que lorsqu’elles ne le sont pas. À quelques mètres des microantennes, l’exposition est parfois multipliée par 10, passant de 0,09 à 0,92 V/m sur un site, ou de 0,14 à 0,86 V/m sur un autre. C’est nettement en dessous de la limite officielle, mais certainement au-dessus du seuil de tolérance de tous ceux qui appliquent le principe de précaution…

Les fréquences

La 4G travaille avec des fréquences de 800 MHz et 2600 MHz (LTE). Plus la fréquence est haute, plus le débit est élevé. Pour la 5G, il est nécessaire d’avoir un spectre radio fréquence important pour proposer des débits élevés, mais aussi répondre efficacement aux problématiques du réseau : capacité, latence, autonomie… les 5G utilise donc des ondes UHF (ultra haute fréquence) que l’on retrouve déjà pour le réseau GSM et la 4G. Mais la 5G utilisera également les ondes SHF (super haute fréquence), que l’on appelle également ondes centimétriques et millimétriques. Elles se trouvent plus haut dans le spectre (les fréquences entre 3,5-6 et 20-50 GHz reviennent souvent). Ce qui est plus facile pour trouver de larges blocs disponibles. Il est également question d’utiliser la bande 26 GHz pour proposer de l’ultra haut débit. Ces ondes sont décrites comme étant dangereuses pour l’organisme. Toutefois, faut-il préciser que le WIFI et le Bluetooth fonctionnent déjà à 2.4 GHz ou 5GHz ?

La 5G partout

La 5G a également une particularité que la 4G ne permet pas : la continuité des espaces, entre intérieur et extérieur. Les small cells (petites cellules ou petites antennes) pourront être implantées tant dans les rues que les bâtiments.

En conclusion, vous aurez constaté que je ne cherche pas à défendre une technologie pour le principe de la défendre, non, c’est plus complexe que cela. Toute nouvelle technologie a développé des peurs chez certains et c’est légitime. Toutefois, dans ces conditions, il me semble nécessaire de poser le pour et le contre de chaque avancée de cet ordre. Or, l’optimalisation de services va, sans nul doute, sauver de nombreuses vies dans les villes, que ce soit dans les déplacements urbains, mais également l’optimalisation des systèmes de chauffage, de distribution d’eau, etc. Globalement, la ville sera plus vertueuse qu’avant dans son bilan écologique eu égard à leur déficit criant face à la ruralité. Il n’est donc pas absurde de développer cette technologie si la ville veut devenir plus vertueuse.

quelques sources :

Frandroid, 5G : tout ce que vous devez savoir sur le futur réseau mobile

Frandroid, 4G et 5G : plus d’antennes pour moins de puissance ? Ou pas…

la ville de Sacramento, l’une des ville pionnière dans l’implantation du réseau 5G : le portail smartcity de la ville

La 5G dans les maisons (en remplacement du Wifi)