L’arrivée de la 5G est-elle synonyme d’une augmentation de l’exposition aux ondes des populations ? L’ANSES tente de répondre à cette question et fait au passage le point sur les interactions des bandes de fréquences spécifiques à cette technologie (3,5 GHz et 26 GHz) avec le vivant.

Avec trois semaines de retard, l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES) a finalement rendu son rapport sur les risques sanitaires liés à l’exposition à la 5G. Il s’agit d’une version « bêta » soumise à une consultation publique de six semaines, jusqu’au 1er juin inclus.

Nous sommes déjà longuement revenu sur l’aspect sanitaire, qui ne correspond qu’à un seul des trois grands chapitres de ce long document de 241 pages. Un autre – s’appuyant sur des travaux de l’ANFR – s’attarde longuement sur l’exposition aux ondes et leur interaction avec le vivant. Nous l'avons décortiqué à son tour.

• 5G et risques sanitaires : notre analyse du long rapport mi-figue mi-raisin de l’ANSES
• 5G : l’ANSES revient sur l’exposition aux ondes et les interactions avec le vivant
• « La 5G fait peur et suscite contre elle une mobilisation inédite » (à venir)

Les limites réglementaires héritées de l’ICNIRP...

L’ANSES commence par revenir sur la réglementation en vigueur. Nous ne nous y attarderons pas puisque cela a déjà fait l'objet d'un précédent article concernant le DAS des smartphones. Sachez simplement que les valeurs limites d’exposition aux ondes sont propres à chaque pays, mais s’appuient sur les lignes directrices de la Commission internationale de protection contre les rayonnements non ionisants (ICNIRP), reconnue par  l'OMS.

Elles expliquent que le niveau d’exposition à ne pas dépasser ne dépend pas de la technologie utilisée : 2G, 3G, 4G, 5G, Wi-Fi, TNT, radio… toutes sont logées à la même enseigne. Les valeurs évoluent avec la fréquence. Dans le cadre des ondes pour la téléphonie mobile, le niveau maximum débute à 36,4 V/m sur les 700 MHz et va jusqu'à 61 V/m dès les 2 600 MHz. Cette valeur est donc également valable pour les 3,5 GHz et 26 GHz.

• Ondes émises par les smartphones : #PhoneGate, risques sanitaires et mesure du DAS

Fait rare, l’ICNIRP a apporté quelques modifications à ses lignes directrices – qui dataient alors de 1998 – début 2020, afin de mieux prendre en compte les fréquences au-delà de 6 GHz et donc d’anticiper le lancement de la 5G sur les 26 GHz. Aucune révolution et pas de changement sur les valeurs limites n’était au programme. Il était question d’ajustements sur la manière de calculer les niveaux d’exposition. Tout est détaillé par ici.

« En Europe, plusieurs pays, dont la France, ont adopté les niveaux de référence de la recommandation 1999/519/CE [qui s’appuie sur les recommandations de l’ICNIRP, ndlr] comme limites d’exposition du public à la téléphonie mobile. Pour d’autres pays de l’Union (à savoir l’Autriche, le Danemark, la Lettonie, les Pays-Bas et la Suède), ces limites ne sont pas contraignantes », explique le rapport.

Certains États ont même décidé de définir des limites plus strictes concernant l’exposition des antennes-relais de téléphonie mobile. C’est notamment le cas en Belgique, en Bulgarie, en Croatie, en Italie, etc. Le rapport détaille les limites réglementaires de chacun dans les pages 76 à 79.

Il précise un point important concernant ceux qui ont décidé d’aller plus loin que la recommandation européenne : « Si l’utilisation de limites basses contribue à limiter l’exposition due aux antennes émettrices conventionnelles à des niveaux inférieurs aux valeurs limites choisies, on constate que les niveaux d’exposition moyens dans les lieux accessibles au public tels que la voirie, les parcs ou les bâtiments publics sont du même ordre de grandeur » que dans les pays où elles sont calquées sur celles de l’ICNIRP. 

… au grand dam de certaines associations

Pierre-Marie Theveniaud, président de Robin des Toits, regrette justement que les données de l’ICNIRP soient prises comme référence. Pour lui, le fait que l’ANSES « se cache de nouveau directement derrière les lignes directrices de l’ICNIRP […] pose de sérieuses questions ».

Catherine Gouhier, responsable mesures et recherche d'une autre association, le Criirem (Centre de Recherche et d'Information Indépendant sur les Rayonnements Électro magnétiques non ionisants), regrette que l’Agence fasse « une moyenne du niveau d’exposition sur le territoire », souhaitant plus de détails au niveau local.

Les niveaux d’exposition en Corée et au Royaume-Uni

Quoi qu’il en soit, le rapport évalue le niveau d’exposition dans les bandes de fréquences inférieures à 6 GHz, où se trouvent les nouvelles fréquences de 3,5 GHz, qui viennent s’ajouter à celles entre 700 et 2 500 MHz déjà exploitées par la 4G, et à tous les appareils exploitants des ondes (Wi-Fi, Bluetooth, TNT, radio, etc.).

La 5G étant déployée depuis fin 2020 en France, assez peu de données sont disponibles pour le moment. L’ANFR est évidemment sur le qui-vive et a déjà installé des capteurs dans plusieurs grandes villes. Pour ceux qui voudraient surveiller les données régulièrement, « les résultats de mesure en temps réel sont disponibles depuis fin décembre 2020 sur le site » cartoradio, rappelle le rapport. 

De son côté, l’ANSES s’intéresse à deux pays en particulier où des réseaux 5G sont déjà opérationnels depuis un certain temps. C’est le cas de la Corée du Sud, qui la était première à se lancer : « début avril 2019, les trois opérateurs historiques KT, SKT et LGU+ ont activé leur réseau 5G ».

Diverses campagnes de mesures ont été menées dans différentes zones (urbaines, denses, etc.) du pays, avec des niveaux globaux maximums (2G à 5G) compris entre de 0,3 à 2,1 V/m. Pour rappel, les limites de l’ICNIRP sont entre 36,4 et 61 V/m. Sur la 5G dans les 3,5 GHz seulement, le niveau moyen est de 0,02 à 0,14 V/m et donc « très nettement inférieur à celui dû à la 4G et au GSM ». Le rapport précise néanmoins qu’« aucun commentaire ni explication, basée par exemple sur une comparaison entre les densités de trafic en 4G et en 5G » n’est donné.

L’ANSES revient également sur les résultats obtenus par des études au Royaume-Uni : « la contribution principale à l'exposition du public provient de l'ensemble des réseaux des générations précédentes. L'exposition due à la totalité des émetteurs ne dépasse pas 1,5 % des valeurs limites recommandées par l’Icnirp […] Si on envisage la bande 5G seule, ce niveau maximum relatif n'est plus que de 0,04 % », explique le rapport.

Aussi bien au Royaume-Uni qu’en Corée, les détails techniques manquent à l’appel concernant les conditions exactes des tests, l’ANSES appelle donc à la prudence. En France, des essais ont été réalisés en 2020 sur les 3,5 GHz (avec des stations émettrices expérimentales), avec des résultats sans appel : « le niveau moyen d’exposition dans la bande 5G s’établissait à 0,06 V/m, avec un niveau maximal de 0,36 V/m ». Là aussi, on était donc largement en dessous de la limite réglementaire de 61 V/m correspondant à cette bande.

Des essais en France, sur des réseaux pas encore lancés

Le rapport précise aussi que, « avant la mise en route des antennes 5G, aucune émission dans la bande [3,5 GHz] n’a été détectée ». Une fois les antennes en marche, mais sans trafic, « le niveau moyen de champ électrique mesuré sur 6 minutes, à des distances variant de 35 m à 200 m de la station de base sur les 100 MHz de bande de fréquences des émetteurs, se situe entre 0,01 V/m et 0,6 V/m suivant les sites ».

Ensuite, lors d’une configuration avec du trafic continu dans un faisceau bloqué vers un seul terminal, les niveaux de champ électrique à proximité de ce même terminal mesurés en extérieur et sur différents sites « sont compris entre 6 V/m et 9 V/m ». Des mesures ont ensuite été faites lors du transfert de fichiers dont la taille varie entre 150 Mo et 10 Go : « le niveau de champ moyenné sur 6 minutes à proximité du CPE [Customer Premises Equipment ou terminal de test, ndlr] de réception et lors de la réception d'un fichier unique de 1 Go est de 1,1 V/m ». On est donc toujours largement en dessous des valeurs réglementaires. 

Le temps de chargement des données était de 15 secondes, « ce qui correspond à un débit moyen du lien descendant de 530 Mb/s. Durant les 345 secondes restantes (le test durait 6 minutes pour rappel), aucun signal de données n'était donc envoyé par la station de base. Si on extrapolait ce résultat à un téléchargement continu, on trouverait une valeur de champ électrique estimée sur 6 minutes à 5,4 V/m ».

Reprise des scénarios de l’ANFR

Le rapport reprend aussi à son compte les différents scénarios de développement de la téléphonie mobile publié par l’ANFR fin 2020. Après avoir étudié plusieurs pistes, l’Agence arrivait à la conclusion que « l’augmentation de l’exposition due à la 5G en bande 3,5 GHz resterait modérée ». 

Le « pire » des scénarios prévoyait de combiner une 4G optimisée par les opérateurs, avec de la 5G dans les 3,5 GHz ; toutes les fréquences étant utilisées à leur maximum, peu importe la technologie. Dans ce cas, le niveau moyen d’exposition variait entre 1,3 et 2,3 V/m.

L’ANFR anticipait tout de même une forte augmentation des points atypiques, c’est-à-dire ceux supérieurs ou égaux à 6 V/m et faisant l’objet d’une attention particulière afin d’essayer de les résorber dans la mesure du possible.

• Évolution de l'exposition aux ondes avec l'arrivée de la 5G : l'ANFR fait le point

Exposition des smartphones, stations de base…

Concernant les stations de bases 5G qui réutilisent des infrastructures 4G existantes, le mode de duplexage reste le même que pour la 4G : « La différence principale avec la 4G est liée aux techniques logicielles de traitement du signal. À niveau de puissance totale émise identique, on peut donc s'attendre à un niveau d'exposition voisin de celui qui existait avec la 4G, mais aucun résultat de mesures n'est encore disponible ».

Concernant les stations de base en 3,5 GHz, des mesures effectuées dans le « pire cas », c’est-à-dire dans une configuration telle que le champ reçu au voisinage d'une station de base prend la valeur maximale, « mènent à un champ électrique de l'ordre de 6 à 9 V/m à une centaine de mètres de la station et en visibilité directe de celle-ci ».

Par contre, « le groupe de travail n’a pas trouvé d'autres résultats de mesure publiés dans des articles ou rapports techniques en libre accès. Il serait donc intéressant de poursuivre ce type d'essai »… Une phrase que l’on a déjà entendue à plusieurs reprises dans la partie sur les risques sanitaires.

L’exposition aux ondes ne passe pas que par les antennes, elle vient aussi des terminaux. Selon l’analyse de l’ANSES, le DAS des terminaux 5G qui apparaissent sur le marché serait « un peu supérieurs à ceux des appareils 4G ». Néanmoins, l’Agence ajoute rapidement qu’il est « cependant difficile d'en tirer des conclusions sur l'augmentation du DAS due à l'implantation de la 5G car ces smartphones doivent couvrir toute la bande, du GSM à la 5G, et les DAS ne sont jamais précisés pour une bande particulière ».

Dans tous les cas, 5G ou pas, les limites réglementaires du DAS restent les mêmes. 

• Expositions aux ondes (DAS) : tout ce qui change ce 1er juillet

Hypothèses et projections, pas encore de certitudes

En prenant en compte l’ensemble des hypothèses, l’ANSES pense que le champ moyen de la 5G « serait de l'ordre de 1,5 V/m, donc comparable à celui dû à la 4G. Des mesures effectuées dans divers pays où la 5G est déjà implémentée tendent à confirmer ce résultat, mais ces mesures sont peu nombreuses. De plus, dans ce début de déploiement, le nombre d'utilisateurs est encore restreint ». 

Une autre inconnue vient des applications/services à venir et qui s’appuieront sur la 5G. Elles peuvent « mener à une augmentation de la taille des fichiers à transmettre et donc de l'exposition pour le grand public et la population professionnelle, mais qu'il est difficile de chiffrer actuellement ». Il faudra attendre que les usages se développent.

Après les fréquences en dessous des 6 GHz, le rapport passe à l’évaluation du niveau d'exposition dans la bande de 24 à 60 GHz… et l’analyse va être extrêmement rapide : aucune donnée d’exposition n’est disponible selon l’ANSES. 

Interactions des ondes avec le vivant

Le chapitre suivant revient sur les « éléments de réflexion sur les interactions des ondes électromagnétiques avec le vivant dans les nouvelles bandes de fréquences des technologies 5G ». Avant de détailler son argumentaire, l’Agence veut essayer de répondre à une question : « existe-t-il une différence dans l’absorption de la puissance électromagnétique (DAS) dans les tissus humains à 3,5 GHz par rapport aux bandes de fréquences utilisées précédemment dans les communications mobiles, à savoir entre 1 et 2,5 GHz environ ».

Le rapport affirme qu’« aucun argument scientifique ne vient étayer le fait que les caractéristiques principales de l’exposition des tissus biologiques aux champs électromagnétiques, à l’échelle macroscopique, dans la nouvelle bande de fréquences autour de 3,5 GHz de la technologie 5G, pourraient être différentes par rapport aux autres technologies sans-fil utilisées jusqu’à présent (2G-4G, Wi-Fi), tant dans les conditions d’exposition en champ lointain qu’en champ proche ». Prudente, l’ANSES ajoute néanmoins que peu d’études ont été publiées sur le sujet.

Concernant la profondeur de pénétration des ondes électromagnétiques, elle diminue lorsque la fréquence augmente. À 3,5 GHz, elle est réduite d’environ 40 % par rapport aux 900 MHz utilisés par la téléphonie mobile depuis ses débuts (GSM). « Par conséquent, à 3,5 GHz, l’interaction entre les radiofréquences et les systèmes biologiques est limitée aux couches superficielles des tissus, jusqu’à une profondeur d’environ 0,4 cm ».

Concernant la réflexion des ondes, la bande des 3,5 GHz affiche un coefficient de 0,74 contre 0,77 pour les 900 MHz : « Cela signifie que [respectivement] 74 à 77 % de la puissance incidente est réfléchie par la surface du corps et ne peut donc pas être absorbée par le corps humain ». 

Le rapport étudie ensuite les « formes temporelles » des signaux, c’est-à-dire leurs caractéristiques « techniques ». « Les résultats des études menées par certaines équipes sont souvent disparates : des effets sur le fonctionnement biologique cellulaire peuvent être par exemple retrouvés pour des expositions à des signaux GSM, mais pas en UMTS [dont les caractéristiques de modulation temporelles sont différentes, ndlr], et réciproquement ».

« Par ailleurs, des études spécifiques ont porté sur l’hypothèse de démodulation des signaux qui pourrait être réalisée par des structures biologiques. Ces études n’ont pas mis en évidence de capacité des entités biologiques, à petite ou grande échelle, à démoduler les signaux, et donc à potentiellement réagir à la forme temporelle du signal plutôt qu’à l’énergie véhiculée », ajoute le rapport.

Dernier point, les spécificités des signaux 5G. Il existe pour rappel deux familles : FDD (frequency-division duplexing) et TDD (time-division duplex). Dans le premier cas, une partie de la bande de fréquence sert à l’upload l’autre au download, tandis que dans le second cas la séparation se fait de manière temporelle (chacun son tour). En France, les fréquences pour le grand public étaient jusqu’à présent en FDD, alors que le TDD est de mise pour les 3,5 GHz.

Pour l’ANSES, la question pourrait donc être de connaitre « les effets sanitaires éventuels (autres que l'élévation de température) avec un tel signal intermittent ». En reprenant le « pire cas » des scénarios de l’ANFR (avec un champ électrique de l'ordre de 6 à 9 V/m), la densité de puissance serait de 0,1 à 0,2 W/m², largement en dessous du seuil réglementaire qui varie entre 2 et 10 W/m² en fonction de la bande de fréquence.

Exposition aux ondes 26 GHz : « première appréciation qualitative »

Si l’ANSES n’avait rien à se mettre sous la dent concernant le niveau d’exposition dans la bande des 26 GHz, « le groupe de travail a souhaité entamer une réflexion sur les aspects biophysiques de l’interaction entre les ondes électromagnétiques et le vivant, permettant d’avoir une première appréciation qualitative de l’exposition dans cette bande de fréquence ».

Cette exposition « se différencie de celle de la bande 3,5 GHz par le fait que la profondeur de pénétration des ondes est de l’ordre du millimètre, ce qui conduit à une exposition superficielle pour la peau ou l'œil ». De plus, les estimations « indiquent que les densités de puissance absorbées au niveau de la peau seront faibles et n’occasionneront que de très faibles élévations de température ».

« Concernant l’exposition à des sources proches (par exemple les téléphones mobiles), les simulations électromagnétiques réalisées pour étudier le couplage entre la tête ou les mains et les antennes miniatures intégrées laissent présager que les niveaux d’exposition devraient être faibles ».

L’ANSES reste prudente et ajoute que ces résultats devront être confirmés « par exemple par les données expérimentales issues des 14 sites d’expérimentation que l’Arcep a autorisé sur une période de 3 ans et pour laquelle les premiers résultats sont attendus d’ici 2022 ».

Enfin, l’Agence indique dans son rapport (page 129) « qu’une expertise s’intéressant aux effets cancérogènes des radiofréquences est en cours d’instruction à l’Anses (toutes bandes de fréquences confondues) ». Nul doute que ce rapport sera également attendu de pied ferme, même s’il ne concerne pas que la 5G.