L’évolution des réseaux de télécommunications doit répondre aujourd’hui à deux impératifs : une couverture le plus large possible du territoire et l’augmentation du nombre d’utilisateurs, ainsi qu’une augmentation des débits pour répondre aux nouveaux usages, avec contenus nécessitant des échanges de données de plus en plus importants.

Initialement, on transportait essentiellement la voix, alors qu’aujourd’hui les contenus numériques sont devenus omniprésents, nécessitant de grandes bandes passantes. Ces dernières définissent la capacité d’un système à faire passer une quantité d’information, par exemple celle contenue dans une vidéo.

Les ondes électromagnétiques auxquelles nous sommes exposés vont évoluer avec la 5G

Les télécommunications sans fil sont basées sur une liaison hertzienne entre deux émetteurs-récepteurs. Cette liaison s’effectue via une onde électromagnétique qui se propage par exemple entre un smartphone et une station de base appelée “antenne relais”.

Cette propagation s’effectue dans notre environnement sans support matériel, c’est-à-dire dans l’air, et reste invisible à nos yeux. À titre de comparaison, la lumière du soleil peut également être vue comme une onde électromagnétique, mais elle se différencie par des fréquences plus hautes et une énergie très supérieure à celle utilisée par les systèmes de télécommunications.

Lorsqu’une onde électromagnétique rencontre de la matière, une partie est réfléchie et une autre partie pénètre dans la matière. Suivant ses propriétés, elle peut être absorbée et transformée en chaleur. C’est le cas dans un four à micro-ondes, ou lors de l’interaction d’une onde avec le vivant. Cependant, entre le four à micro-ondes et les systèmes de télécommunications, les puissances mises en jeu sont très différentes : autour de 900 watts pour le four domestique, et moins de 2 watts pour un smartphone.

Plusieurs bandes de fréquences sont utilisées pour ces systèmes de télécommunications. Les premiers systèmes GSM fonctionnaient sur des bandes autour de 900 MHz, puis les fréquences ont évolué entre 700 MHz et 2600 MHz. À ces fréquences, les liaisons se font au maximum sur quelques dizaines de kilomètres, selon la puissance des émetteurs, ce qui implique un réseau dense de stations de base pour couvrir un territoire.

Le déploiement du réseau 5G va dans un premier temps utiliser une nouvelle bande de fréquence autour de 3,5 GHz, assez proche de celle utilisée actuellement pour la 4G. Par la suite, deux nouvelles bandes de fréquences, autour de 26 GHz, puis au-delà de 60 GHz pour des liaisons courtes distances, seront exploitées.

D’un point de vue technologique, des efforts importants sont réalisés pour réduire l’énergie nécessaire au bon fonctionnement de tel réseau de télécommunications. On peut citer le “contrôle de puissance” qui va chercher à réduire la puissance émise nécessaire à une bonne communication, et une “optimisation de la liaison émetteur-récepteur” en concentrant l’énergie dans une direction privilégiée, c’est-à-dire celle du récepteur.

Deux types d’expositions aux ondes électromagnétiques

Le premier type d’exposition est lié aux stations de base, où l’exposition est considérée “en champ lointain”, c’est-à-dire que l’on se trouve loin de l’émetteur, une antenne relais par exemple. Dans ce cas, les niveaux de champ sont faibles, d’autant plus faibles que l’on s’éloigne de l’antenne émettrice (en première approximation, l’amplitude du champ électromagnétique est inversement proportionnelle à la distance entre l’émetteur et le lieu d’exposition).

L’autre possibilité d’exposition est liée à l’utilisation d’un dispositif à proximité de l’utilisateur, par exemple un smartphone. Pour assurer une liaison avec la station de base, la puissance émise va induire des niveaux d’exposition généralement supérieurs à ceux d’une exposition en champ lointain. C’est ce que l’on appelle une exposition locale, où les ondes interagissent avec les parties du corps les plus proches de la source.

Comment les ondes électromagnétiques interagissent-elles avec le corps humain ?

L’interaction entre une onde électromagnétique et le corps humain conduit à une absorption de l’énergie dans ce dernier et, à ces fréquences, à un effet thermique plus ou moins important suivant la puissance. Pour quantifier cette absorption, une grandeur physique de référence a été définie pour les fréquences inférieures à 10 GHz, le “débit d’absorption spécifique”. Ce “DAS” s’exprime en “watt par kilogramme”, et correspond à l’énergie absorbée par unités de temps et de masse dans le corps humain.

Pour se prémunir des effets potentiels sur la santé liée à l’exposition aux ondes électromagnétiques, en particulier ceux liés à l’échauffement thermique, des restrictions de base et des valeurs limites d’exposition ont été définies. Par rapport à un niveau d’exposition qui entraînerait au bout de 6 minutes une élévation de température de 1 °C pour le corps entier (par rapport au corps à 37 °C), un facteur 50 est retenu pour garantir l’absence d’effet thermique. Pour les expositions locales, la vascularisation permet de dissiper la chaleur liée à l’absorption des micro-ondes. Certains organes sont plus sensibles que d’autres à la chaleur (les yeux par exemple, qui sont moins vascularisés que d’autres organes) et il y a aussi des valeurs limites.

Ces valeurs limites reposent sur des recommandations de la Commission internationale de protection contre les rayonnements non ionisants qui s’appuient sur une analyse détaillée de la littérature scientifique. Les restrictions de base conduisent à des valeurs qu’il ne faut pas dépasser aussi bien pour une exposition en champ lointain (corps entier), que pour une exposition locale (appareil placé à proximité de la tête par exemple).

Les restrictions traduisent les puissances absorbées dans le corps humain, grandeurs qui sont difficilement mesurables directement. Par conséquent, des “niveaux de références” ont été définis : s’ils ne sont pas dépassés, on sait que les restrictions de base sont respectées. Par exemple, pour des fréquences supérieures à 2 GHz, le DAS doit être inférieur à 0,08 watt par kilogramme pour une exposition corps entier et à 2 watts par kilogramme pour une exposition localisée. Ces valeurs garantissent qu’il n’y a pas d’augmentation significative de la température du corps ou des tissus.

Les nouvelles fréquences de la 5G impliquent-elles de nouveaux effets sur la santé ?

L’avènement de la 5G entraîne une exposition à de nouvelles fréquences. Concernant la bande autour de 3,5 GHz, on se situe à des fréquences proches et légèrement supérieures à celles utilisées pour la 3G et 4G : les mécanismes d’interaction, ainsi que les zones exposées, vont être similaires à ceux étudiés jusqu’à présent.

À ces fréquences, en l’état actuel des connaissances, il y a un consensus sur une absence d’effet sanitaire avéré sur l’organisme lié à l’exposition aux ondes électromagnétiques. Des expertises collectives sont régulièrement conduites en France et dans le monde, pour tenir compte des évolutions technologiques et des derniers résultats publiés dans la littérature scientifique.

En l’état actuel des connaissances, il y a un consensus sur une absence d’effet sanitaire avéré sur l’organisme lié à l’exposition aux ondes électromagnétiques

Ces dernières années, des questions subsistaient principalement vis-à-vis de l’exposition des enfants, des femmes enceintes, et des expositions chroniques où l’on va s’attacher à étudier l’effet d’une exposition et d’une réponse de l’organisme sur le long terme (plusieurs années, voire toute une vie). Les rapports d’expertises à venir, en particulier celui de l’ANSES, devraient apporter des éléments de réponses sur ces questions.

Concernant les nouvelles fréquences autour de 24 GHz et 60 GHz, la problématique évolue. En effet, la montée en fréquence induit une profondeur de pénétration moindre dans les tissus et organes, de l’ordre de 3 à 6 fois moindre que les fréquences de la 3G ou la 4G (où le DAS s’atténue typiquement d’un facteur 100 sur 2-3 cm). Ceci implique une nouvelle grandeur physique de référence, à savoir la “densité de puissance de l’onde électromagnétique”, que l’on exprime en watt par m². Cette dernière caractérise l’onde qui va interagir avec un individu et ne doit pas dépasser 10 watts par m².

L’autre conséquence est une évolution des cibles d’interactions : la plus faible pénétration conduit à être plus attentif aux risques potentiels sur la peau, les terminaisons nerveuses et la circulation sanguine, et moins sur le cerveau par exemple.

Des données sont disponibles dans la littérature dans ces gammes de fréquences et elles font actuellement l’objet d’une analyse par un groupe de travail mis en place par l’Agence française de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail, l’ANSES. Ce travail sur les effets éventuels de l’exposition à la 5G devrait aboutir dans quelques mois.