Ça commence à devenir intéressant.
Critère : plus la fréquence est élevée, plus l'énergie transmise est importante.
Certains d'entre vous savent peut-être qu'un signal radio est une onde, mais c'est aussi un peu comme un petit boulet de canon.
Et plus la fréquence est élevée, plus l'énergie contenue dans cet objet est importante.
Bon, alors je vais enfin présenter le premier intervenant.
Il est connu de tous, non seulement dans notre milieu, mais aussi bien au-delà, car mon collègue du conseil d’administration de la
MWGFD, le physicien et professeur Werner Bergholz, personnage extrêmement sympathique et apprécié de tous, est également membre
expert au sein de diverses commissions d’enquête – notamment celles chargées de faire le point sur la crise du
coronavirus dans les Länder de Brandebourg et de Thuringe.
Il est ancien professeur d'ingénierie électrique à l'université Jacobs de Brême et a également travaillé pendant 17
ans chez Siemens, à Munich et à Ratisbonne, en tant qu'expert en gestion de la qualité et des risques.
Nous sommes impatients, cher Werner, de découvrir ce que tu vas nous présenter dans ton exposé introductif sur le thème
d'aujourd'hui, intitulé « Technologie de téléphonie mobile : principes physiques et avantages
techniques de la 5G », et je te cède donc la parole.
Merci beaucoup, cher Ronny, pour ces paroles aimables.
J'ai bien écrit : « Principes physiques et avantages techniques ». Mais... point, point, point...
Je vais d'abord aborder les bases et, comme je l'ai écrit dans le dossier de presse, je commencerai par Adam et Ève.
Je vais maintenant vous montrer une petite vidéo dans laquelle on jette une pierre dans
l'eau et où l'on voit la vague se propager.
C'est exactement ainsi qu'on peut se représenter les ondes radio, et j'y reviendrai tout de suite.
Voyons voir si ça marche.
Bon, récapitulons : Qu'est-ce qu'une onde radio ? – pour se faire une petite idée.
Quelle est donc la différence entre la radiodiffusion – qui existe depuis plus de 100 ans – et la téléphonie
mobile ? Pourquoi utilise-t-on des fréquences aussi élevées ?
Et surtout : pourquoi ces propriétés des hautes fréquences ne sont-elles pas forcément inoffensives ?
Et les intervenants suivants nous en diront davantage à ce sujet.
Bon, la pierre va tomber d'ici peu.
Bon, on a donc vu deux choses. La vague prend de l'ampleur.
Dans ce cas, il s'agit d'une onde quasi bidimensionnelle. C'est le mouvement de la matière.
Et comme on peut le voir sur cette image fixe, il y a aussi d'autres vagues.
Et cela correspond exactement à la réalité, ce qui en fait aussi, dans une certaine mesure, le danger.
Si j'ai mon portable dans une salle comme celle-ci – et imaginons un instant que nous ne soyons pas en plein cours –, il y aurait
peut-être une vingtaine de personnes, voire plus, qui utiliseraient leur smartphone en même temps,
ce qui créerait un véritable brouillage d'ondes.
C'est un peu comme lors d'une fête.
Tout le monde doit alors redoubler d'intensité, ce qui n'est pas forcément souhaitable dans ce contexte.
Bon, alors, on a jeté une pierre dans l'eau, et on a vu que l'eau bougeait.
C'est un peu la même chose pour les ondes radio.
L'antenne émet, mais cette fois-ci non pas en deux dimensions, mais de manière sphérique.
Et surtout, il n'y a pas de matière en jeu, cela fonctionne même dans le vide.
Et d'habitude, on ne voit rien, on n'entend rien.
Et c'est au physicien Heinrich Hertz que nous devons l'existence même de ce phénomène et son étude scientifique : il a coupé
brusquement un courant important, puis a mis au point un récepteur, et c'est là qu'il y a eu
quelques étincelles, d'où le terme « funken ».
Il existe encore une différence considérable, qui est très importante dans la pratique : les ondes aquatiques, comme
nous l'avons vu, se propageaient à une vitesse de 20 cm/s.
Les ondes sonores, on les connaît bien : 300 m/s, tout le monde en a déjà fait l'expérience lors d'un orage.
On voit l'éclair et, selon l'endroit où il s'est produit, il faut compter entre une et dix secondes – voire plus
– avant d'entendre le tonnerre, à une vitesse de 300 m/s.
Les ondes électromagnétiques sont légèrement plus rapides : leur vitesse n'est pas de 300 m/s, mais de 300 000 km/s.
Soit 300 000 000 m/s, un million de fois plus vite.
C'est bien sûr très important pour la mise en pratique.
Mais pour mettre les choses en perspective : si quelqu'un allume un laser sur la Lune, il
faut environ une seconde pour qu'on le voie d'ici.
Si la même chose se produisait sur le Soleil, cela prendrait huit minutes.
Voilà donc un exemple qui illustre l'immensité des distances dans l'espace.
C'est désormais la seule formule : la longueur d'onde est liée à la vitesse de la lumière
c, soit 300 000 km/s divisée par la fréquence.
On peut se l'imaginer à peu près ainsi : tant et tant de vagues défilent devant soi.
En d'autres termes, plus la fréquence est élevée, plus la longueur d'onde est courte.
Donc, la 5G actuelle, ce sont des longueurs d'onde de cet ordre , et autrefois, on utilisait encore les ondes
moyennes, qui étaient alors de 1 000 mètres ou 1 600 mètres.
Les « ondes courtes », par exemple, mesuraient 49 mètres ; on était alors encore dans la gamme des kilohertz (kHz).
Et ce n'est qu'avec les ondes FM (ultra-courtes) – c'est ainsi qu'on les appelait à l'époque, même si aujourd'hui cette durée
serait bien sûr encore relativement longue – qu'on est passé à la gamme des mégahertz (MHz),
c'est-à-dire à 1 million d'oscillations par seconde.
Voilà, c'est tout pour l'instant en ce qui concerne quelques points fondamentaux.
Bon, retenons donc ceci : on n'entend pas les ondes électromagnétiques, on ne les voit pas.
Certains la ressentent, la plupart non, moi non plus.
Et elles se propagent à une vitesse incroyable, et la longueur d'onde ou la fréquence n'est pas tout à fait sans importance.
Bon, ça fait déjà « une éternité » que nous avons la radio.
Il y avait un émetteur central – « une éternité et trois jours », soit environ 100 ans –, de nombreux récepteurs,
mais un seul émetteur, comme je l'ai dit, et le flux d'informations ne circulait que dans un seul sens.
Et justement, sur les ondes moyennes, la bande passante était réduite, car on y diffusait essentiellement
de la parole ou de la musique d'une qualité modeste.
Et cela nous amène justement à un point :
Lorsque je souhaite transmettre des informations – de la parole, des données musicales ou des vidéos –, cela ne
se fait pas uniquement à l'aide d'une fréquence, mais nécessite une certaine bande passante.
Je dois donc payer pour ça.
En téléphonie mobile, on ne parle plus de kilohertz, mais d’abord de mégahertz, puis aujourd’hui de gigahertz
: c’est la gamme allant jusqu’à 6 ou 8 GHz pour la 5G.
Je reviendrai tout à l'heure sur la raison pour laquelle les hautes fréquences sont si importantes.
Bon, passons maintenant à la téléphonie mobile, c'est clair, nous avons un émetteur, la station de base, généralement située à un
kilomètre ou à quelques kilomètres – avec la 5G, cela peut même n’être que 100 mètres –, de nombreux téléphones qui font office
de récepteurs et de nombreux téléphones qui font office d’émetteurs en même temps,
comme je l’ai déjà brièvement mentionné.
Ça donne un joli mélange quand ils font tous quelque chose en même temps.
Et j'ai toujours besoin d'une bande passante plus large et d'un débit plus élevé.
On peut d'ailleurs se représenter cela comme dans le budget fédéral :
C'était à l'époque, vers 1950, quand je suis né, de l'ordre de 100 millions, voire des centaines de millions.
Cela m'a permis de financer des projets de 2 à 3 millions.
On parle désormais de milliards, et pour ça, j'ai bien sûr besoin d'un budget fédéral de l'ordre de 500 milliards.
C'est un peu la même chose ici : si je veux transférer des volumes de données importants,
j'ai besoin de beaucoup plus de bande passante.
Prenons un exemple typique : la télévision analogique d'origine utilisait une bande passante d'environ 5 MHz.
En numérique, plus qu'environ 1 MHz et un tout petit peu plus.
En GHz, tout dépend de la bande passante que j'utilise et de la quantité de données que je souhaite
transférer à ce moment-là, et cela se fait de manière dynamique.
Revenons donc à la bande passante ; je venais d'ailleurs de le mentionner : la radiodiffusion analogique est sensible
aux interférences, tandis que la télévision et la radiodiffusion numériques résistent bien aux interférences.
Mais j'ai juste mentionné en passant que la télévision numérique présente de petites erreurs systématiques.
S'il y a des fans de foot parmi nous, regardez bien : quand un joueur est petit, qu'il porte peut-être quelque chose de
rouge et qu'il court sur la pelouse verte, il y a toujours une petite ligne autour de lui, si on y prête attention.
C'est une erreur, mais elle ne se remarque pas vraiment.
D'un point de vue mathématique, il s'agit de ce qu'on appelle le phénomène de Gibbs – je n'en dirai pas plus à ce sujet.
Bon, pour ce qui est de la transmission, j'ai déjà expliqué pourquoi on utilise des fréquences aussi élevées.
Chaque transmission nécessite un certain budget de fréquences, c'est-à-dire une bande de fréquences.
Cela ne doit pas empiéter sur les autres.
Et si je dispose de nombreuses chaînes, j'ai forcément besoin de beaucoup plus de bande passante, et si je souhaite
transférer beaucoup de données, j'en ai besoin d'encore plus.
Donc, la vidéo, comme je l'ai déjà dit, en MHz, avec beaucoup de données, de 10 à 100 MHz.
On pourrait sans doute aller encore plus loin, selon les cas.
Avec la 6G, c'est sûr – ça dépend toujours des besoins du moment.
Bon, j'en avais déjà brièvement parlé à voix haute, et c'était volontaire, car quand je me contente de
raconter quelque chose, on y prête davantage attention que lorsqu'on voit quelque chose en même temps.
Donc : 100 MHz, ça correspond à peu près à… j'ai besoin d'un budget de plusieurs milliards d'euros, ou j'ai
besoin d'un budget de fréquences de l'ordre du gigahertz.
Et sur le graphique, là à droite, on voit les bandes de fréquences utilisées, par exemple par l'UMTS, qui correspondait
à la 3G ; ensuite, le LTE en utilise déjà nettement plus, et aujourd'hui, la 5G en nécessite encore beaucoup plus.
Et comme je l'ai dit, cela dépend, c'est géré de manière flexible, mais c'est à peu près comme ça qu'on peut se l'imaginer.
Bon, nous avons maintenant, pour ainsi dire, les bases, et ce qui va suivre, disons, ce sont les points essentiels.
Voilà pour les bases, dans un premier temps. Voici à nouveau les spectres.
On voit bien que la 5G nécessite bien plus que la 4G ou le LTE. LTE signifie d'ailleurs « Long Term Evolution ».
Un truc assez insignifiant, qui comporte d'ailleurs plusieurs étapes.
C'est là que cela devient intéressant du point de vue biologique ou en termes de risques potentiels.
Il existe un critère : plus la fréquence est élevée, plus l'énergie transmise est importante.
Certains d'entre vous savent peut-être qu'un signal radio est une onde, mais qu'en même temps, il s'apparente aussi
à un petit boulet de canon ou à un photon – dans le cas de la lumière, on parle justement de photon.
Et plus la fréquence est élevée, plus l'énergie contenue dans cet objet est importante.
Et lorsque ces ondes 5G sont absorbées par ma peau ou mes yeux, elles ont une certaine
profondeur de pénétration et sont entièrement absorbées.
Et si je parle maintenant, disons, de 100 MHz par rapport à 8 GHz, cela représente 80 fois
plus d'énergie par paquet d'énergie qui m'atteint.
C'est à la fois une onde et une sorte de paquet, selon la façon dont on le considère.
Et c'est vraiment le pire.
J'ai entendu, lors d'une conférence ou d'une présentation : « Oui, c'est super », ou bien que voyons-nous ?
On constate ici que plus la fréquence est élevée, plus la profondeur de pénétration est faible.
Voici la profondeur de pénétration, voici la fréquence – il s'agit dans les deux cas de représentations logarithmiques.
Sinon, on ne verrait rien si c'était linéaire, et retenons simplement ceci : plus la fréquence est
élevée, plus la profondeur de pénétration est faible.
On a dit : « C'est bien, comme ça, ça ne va pas trop loin. »
Je suis notamment titulaire d'une formation en radioprotection, car j'ai travaillé pendant de
nombreuses années avec des substances radioactives.
C'est là que j'ai appris que plus la profondeur de pénétration est faible, moins c'est bon. Pourquoi ?
La densité d'énergie, qu'il s'agisse de rayonnements ionisants radioactifs ou de rayonnements non ionisants.
Plus la profondeur de pénétration est faible, plus la quantité d'énergie déposée dans un volume donné est importante.
Et cela me semble logique : plus la quantité d'énergie qui arrive dans un volume donné est importante, plus il y a de chances
que cela pose éventuellement des problèmes et cause des dégâts.
On a en fait déclaré avec une certaine naïveté : « Oui, les rayonnements ionisants, c'est clair, ils sont bien sûr nocifs,
mais c'est comme ça – les intervenants suivants l'expliqueront certainement plus en détail – qu'il y a
aussi des problèmes avec ces rayonnements non ionisants. »
C'est sans doute la diapositive la plus importante de toutes.
Une faible profondeur de pénétration n'est pas une bonne chose, mais une mauvaise chose.
Voici donc, à gauche, une représentation schématique caractéristique de la 5G.
Pas la 5G dans son intégralité – en effet, la 5G n'est pas disponible en pleine campagne –, mais dans les zones densément
urbanisées, cela fonctionnera de la manière suivante : on ne utilisera pas une seule antenne, mais ce qu'on appelle une «
matrice d'antennes », par exemple 8x8 émetteurs, pour générer un faisceau grâce à des manipulations électrotechniques.
Mais quand on parle de « faisceau », on pense à une lampe de poche ou à un laser, mais ce n'est pas ça.
En préparant cette conférence, j'ai moi-même dû commencer par l'apprendre.
C'est à peu près comme ça que je l'avais imaginé.
Mais non, ce n'est pas ça, on les appelle aussi « rayons de crayon », mais c'est plutôt ça
: c'est ce qu'on appelle un diagramme polaire.
Cela montre dans quelle direction se situe l'intensité lorsque tant d'antennes individuelles émettent de manière
coordonnée, et nous observons la direction à 0 degré : c'est le lobe principal – on appelle aussi ces éléments des « lobes ».
Ce n'est pas aussi localisé ni aussi directionnel, mais c'est bien sûr beaucoup mieux pour l'application que
si le rayonnement était omnidirectionnel, comme nous l'avons vu avec les ondes sphériques.
Il se concentre spécifiquement sur celui qui en a besoin et un peu sur son entourage, tandis
que les autres n'en perçoivent plus grand-chose.
C'est déjà une bonne chose, mais celui qui se trouve dans la zone d'irradiation – et il n'y a pas que lui, mais
peut-être aussi quelqu'un qui se trouve par hasard à côté de lui – en subit bien sûr les conséquences lui aussi.
Mais comme je l'ai déjà dit, le plus grand danger vient en fait de son propre appareil, du moins quand on l'utilise comme ça .
Quand on utilise le mode mains libres, c'est bien mieux de tenir l'appareil dans la main et de le
tenir comme ça, je ne peux donc que le recommander.
Bon, la 5G fonctionne donc à 700 MHz, alors qu’ici, on parle de fréquences allant jusqu’à 26 GHz. D’après ce que
j’en sais, la 5G ne va donc que jusqu’à 8 GHz – comme le disait la radio d’Eriwan : « Ça dépend ! »
Donc, si je me trouve dans une zone rurale, c'est là que j'utilise les basses fréquences.
Pourquoi ? Parce qu'elles ne sont pratiquement pas absorbées par l'air ; je n'ai donc pas
besoin d'une station de base pour cette zone.
Si je veux travailler avec un faisceau directionnel, c'est-à-dire avec les fréquences les plus élevées, j'aurai
probablement besoin, à vue de nez, de 100 stations de base plus petites. C'est bien plus coûteux.
Et puis il y a une zone intermédiaire et la zone plus étroite.
Voilà comment il faut se l'imaginer. À Vilsbiburg, par exemple, ce n'est pas particulièrement grand, je
dirais que c'est plutôt une ville de taille moyenne.
Et quand nous sommes dans une grande ville, là-bas, on parle de 5G – très probablement, que ce soit dès aujourd’hui
ou d’ici peu –, mais cela prendra un certain temps avant que tout soit mis en place sur le plan technique.
Ça coûte quand même un peu d'argent.
Bon, donc voilà – disons que – je viens de présenter les aspects techniques et d'évoquer brièvement les problèmes potentiels.
D'une manière générale, je regrette l'absence de ce qu'on appelle le principe de précaution.
Au sein de l'UE, il était en effet d'usage jusqu'à présent de n'introduire une nouvelle technologie qu'après s'être
assuré, grâce à une analyse et une évaluation raisonnables des risques, qu'elle ne présentait pas de danger.
Aux États-Unis, c'est un peu l'inverse.
On commence par agir, puis on observe si quelque chose se passe, et ensuite on freine si quelque chose se produit.
Notre cher animateur Ronny a d’ailleurs évoqué tout à l'heure le vaccin contre le coronavirus ; dans ce domaine,
le principe de précaution n’a de loin plus été appliqué.
Même notre ancien chancelier fédéral a déclaré : « Nous sommes tous des cobayes ».
Mais je suis sûr que peu de ceux qui sont ici présents ont accepté de servir de cobayes.
Et donc, en matière de téléphonie mobile, je pense que, d'une manière ou d'une autre, le
principe de précaution n'a pas été respecté.
Et j'ai respecté mes 20 minutes presque à la minute près.
Bon, récapitulons : les ondes radio, on ne les voit pas, elles se propagent dans le vide, mais à une vitesse fulgurante.
Et la téléphonie mobile a sans aucun doute des applications utiles, comme l'a déjà dit Ronny.
Mais, comme je l'ai dit, le principe de précaution s'applique en réalité.
Plus la fréquence est élevée, plus l'apport d'énergie est important, et dans les zones à forte densité de construction,
il existe ou il y aura un rayonnement directionnel.
D'un côté, c'est une bonne chose que l'exposition générale soit un peu réduite, mais d'un autre côté, ce n'est
pas si bien que ça : ceux qui se trouvent dans le faisceau sont alors un peu plus exposés.
Oui, c'est tout. Merci.
Les ondes émises par les téléphones portables et le Wi-Fi sont nocives pour les êtres humains, les animaux et l'environnement.
Nous avons besoin de zones sans ondes ! asza.org