Assurer la couverture de l’ensemble du territoire pour la téléphonie mobile: le cas français
1- Portée et puissance d'une antenne
Pour couvrir une plaine de la taille de la France métropolitaine, il suffirait d’installer 200 antennes relais de téléphonie mobile de grande portée. Or, en France métropolitaine on compte aujourd’hui plus de 60 000 antennes-relais de forte puissance. En fait, la portée d’une antenne peut être altérée par des facteurs tels que le relief, ou la présence d’immeubles par exemple. Le fait que les quatre opérateurs français (SFR, Bouygues, Orange et Free) aient chacun leur propres antennes explique aussi ce grand nombre d’installations. Nous avons calculé le rapport entre le nombre d’habitants en France métropolitaine et le nombre d’antennes relais déployées sur ce même territoire: Nombre d’habitants en France métropolitaine / nombre d’antennes-relais = 64 800 000 /60 000 = 1 080. On en déduit qu’il y a une antenne pour 1080 habitants, en moyenne. Au vu de ce rapport, on pourrait se dire que les antennes relais ne sont pas omniprésentes. Cependant, nous qui vivons en région parisienne sommes constamment proches des antennes relais de téléphonie mobile comme en témoigne la carte disponible en cliquant sur le bouton ci-dessous. On constate qu’il y a plus d’antennes relais à Paris que dans les métropoles de province (on compte 2821 antennes relais dans l’agglomération parisienne contre 707 à Marseille et 665 à Lyon).
En effet, le gouvernement français a choisi de privilégier une exploitation de l’ensemble du territoire métropolitain pour favoriser le développement de la téléphonie mobile.
Pour couvrir au maximum le territoire, celui-ci a été découpé en plusieurs dizaines de milliers de cellules de diverses tailles. Chaque opérateur effectue son propre découpage de la métropole. Une cellule correspond à l’espace couvert par une antenne relais Trois types de cellules dominent: les macrocellules, les microcellules et les picocellules illustrées dans le schéma ci-dessous.
Les macrocellules (bleues) s’étendent sur des distances comprises entre 500 mètres et 30 kilomètres Ces cellules concernent généralement des antennes émettant des rayonnements entre 2 et 30 watts de puissance. En milieu urbain, les antennes des macrocellules sont placées sur les toits; alors qu’en milieu rural, elles se trouvent sur des pylônes d’environ 35 m de hauteur. Néanmoins, dans le milieu urbain ce sont les microcellules (grises) couvrant des distances de 100 à 500 m qui dominent. Les antennes des microcellules ont une puissance comprise entre 1 et 2 watts et sont placées entre 8 et 20 m de hauteur. Cependant, à cause de la forte densité en milieu urbain, les antennes des microcellules sont plus proches les unes des autres afin d’assurer un écoulement correct du trafic. De plus, dans les picocellules (roses) , l’antenne a une puissance inférieure à 1 watt. Ces picocellules couvrent généralement des surfaces de la taille d’un bâtiment.
Malgré ces différences, toutes les antennes couvre un angle de 120°. Déployées à partir de 1990, les antennes ont également un azimut (ou azimuth) qui n’est autre que l’angle qui correspond à la puissance maximale d’une antenne. L’azimut peut être dirigé par les opérateurs sur des bâtiments tels que des immeubles ou des écoles. Cependant, plus l’on s’éloigne de l’antenne, plus sa puissance diminue. En effet, la puissance diminue proportionnellement à la distance. Ainsi on établit la relation P = 1/ distance à partir de l’antenne, avec P la puissance et la disance en mètres. Par exemple, à 10 mètres de l’antennes, la puissance initiale de l’antenne est divisée par 10.
3-Réseaux
Les antennes relais de téléphonie mobile forment des réseaux. Un réseau est “un ensemble de lignes, de voies de communication qui desservent une même unité géographique et qui dépendent de la même compagnie” d’après Le Nouveau Petit Robert 2000 Dictionnaire Alphabétique et analogique de la Langue Française. Nous connaissons divers types de réseaux: en effet, les réseaux 2G, 3G et 4G font partie de notre quotidien. Seulement, vous êtes-vous déjà posé la question suivante: En quoi la 2G est-elle différente de la 3G et de la 4G? Le tableau ci-dessous compare les différents réseaux:
Tenant compte de la forte puissance des antennes, un seuil d’exposition aux champs électromagnétiques a été fixé. Ce seuil d’exposition à été défini par l’autorité publique comme la limite à ne pas dépasser par les opérateurs de téléphonie mobile. En effet pour les réseaux 2G, le seuil est de 41 V/m (volt/mètre) pour des ondes radio de 900MHz. Il est fixé à 58 V/m pour les ondes radio de 1800 MHz. Pour la 3G et la 4G, le seuil d’exposition aux champs électromagnétiques est fixé à 61 V/m. Bien que le seuil maximal d’exposition aux champs électromagnétiques en France soit de 61V/m, l’exposition en réalité en est très inférieure. En effet, la moyenne sur l’ensemble du territoire est de l’ordre d’ 1 V/m.
Le développement de la 4G a un impact considérable sur l’exposition des habitants aux ondes électromagnétiques. En effet, on a constaté une augmentation de l’exposition des habitants aux champs électromagnétiques de 50%. Le passage de la 3G à la 4G, a entraîné une remarquable augmentation du nombre d’antennes relais. Ces antennes 4G sont plus puissantes que les antennes des générations précédentes. Etant donné que la 4G gère le très haut débit, et que les antennes relais 4G sont plus puissantes que les autres; les champs électromagnétiques sont plus forts qu’auparavant. Nous sommes donc de plus en plus exposés aux ondes électromagnétiques au profit de la qualité de nos télécommunications.
4- Les zones blanches
Une zone blanche est un espace qui n’est ni couvert par les réseaux téléphoniques ni par les réseaux Internet. Souvent, ce sont des zones rurales abandonnées par les opérateurs qui les jugent peu rentables. On estime que les zones blanches représentent moins de 2% du territoire. Il existe des zones blanches dites de téléphonie mobile. En effet, les zones blanches de téléphonie mobile correspondent à des espaces non couverts au niveau du réseau par les opérateurs (Orange, Free, Bouygues Telecom et SFR). Ceux-ci n’installent donc pas d’antennes.
En cliquant sur ce bouton, vous accéderez à une carte qui représente l’avancement du programme de résorption des zones blanches en téléphonie mobile:
Aujourd’hui, l’objectif est d’avoir la couverture de téléphonie mobile la plus large possible. C’est pourquoi, depuis 2003, l’Etat et l’ARCEP ( Autorité de Régulation des Communications Électroniques et des Postes) tentent de mettre fin à ces zones blanches qui deviennent handicapantes alors que les télécommunications sont devenues aujourd’hui indispensables. Par ailleurs, cela fait 15 ans que l’ARCEP demande aux opérateurs de téléphonie mobile de couvrir le territoire en faisant disparaître les zones blanches. L’Etat avait donné la fin d’année 2016 comme date limite pour la disparition des zones blanches. Puisque cette date butoire (ainsi que les suivantes) n’ont pas été respectées, les opérateurs sont contraints de couvrir les 567 communes non couvertes en 3G pour 2020 sous peine de sanctions.
5- Les aspects économiques
Lorsqu’une nouvelle antenne relais est installée, les coûts sont répartis comme ceci:
La commune pait le terrain, l’Etat pait le pylône et l’opérateur paît l’antenne. Cependant les opérateurs doivent payer un impôt (de l’ordre de 5000 euros) pour chaque nouvelle installation. Cela signifie que plus les opérateurs déploient, plus ils paient. Voilà une des raisons qui les incite à déployer le moins d’antennes possibles, tout en privilégiant l’augmentation de la puissance de ces antennes.
Selon l’association nationale Robin des Toits, à Paris chaque opérateur loue les toits des habitations pour y disposer ses antennes. Selon eux chaque antenne coûte 12 000 euros par an, ce qui n’est pas négligeable, sachant qu’il faut multiplier ce nombre par 3 pour couvrir les 360°. C’est pourquoi Free, Bouygues Telecom, Orange et SFR préfèrent minimiser le nombre d’antennes et privilégier leur puissance. De cette manière, ils paient moins d’impôts sur leurs installations, maintiennent leurs forfaits à des prix raisonnables, et gardent leur clientèle.
Nous avons constaté que d’une part, l'État fait pression sur les opérateurs afin que ceux-ci déploient des antennes pour l’acheminement des réseaux téléphoniques et des réseaux Internet sur l’ensemble du territoire métropolitain. D’autre part, les opérateurs de téléphonie mobile ne sont pas favorables à l'augmentation du nombre d’antennes relais pour des raisons financières. Le manque d’antennes est donc compensé par la forte puissance des antennes installées. Cependant, le déploiement de puissantes antennes afin de couvrir le territoire est-il la seule solution ? Faut-il nécessairement implanter des antennes de forte puissance pour couvrir un territoire en téléphonie mobile ? Nos voisins européens ont-ils fait le même choix ?
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