Santé / Tech & internet

Avant l'arrivée de la 5G, le point sur ce que l'on sait des effets des ondes sur la santé

Temps de lecture : 6 min

Les ondes électromagnétiques auxquelles nous sommes exposé·es vont évoluer avec le déploiement de ce réseau mobile.

Des antennes-relais à proximité du lac Utah (États-Unis). | Nils Rasmusson via Unsplash
Des antennes-relais à proximité du lac Utah (États-Unis). | Nils Rasmusson via Unsplash

Les questions liées à l'exposition des personnes aux ondes électromagnétiques restent d'actualité, en particulier avec le déploiement de la 5G. Le développement des systèmes de communication sans fil se poursuit depuis maintenant plus de vingt-cinq ans –GSM, 3G, 4G, et maintenant 5G.

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

Initialement, on transportait essentiellement la voix. Aujourd'hui, les contenus numériques sont omniprésents, rendant indispensables 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 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.

Des efforts importants sont réalisés pour réduire l'énergie nécessaire au bon fonctionnement d'un tel réseau de télécommunications.

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 2.600 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 d'un 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 l'optimisation de la liaison émetteur-récepteur qui va chercher à concentrer l'énergie dans une direction privilégiée (celle du récepteur).

Quelle interaction avec le corps humain?

Il existe deux types d'exposition aux ondes électromagnétiques.

Le premier 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).

La deuxième 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.

Les valeurs qui ont été définies garantissent qu'il n'y a pas d'augmentation significative de la température du corps ou des tissus.

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 liés à l'exposition aux ondes électromagnétiques, en particulier 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 six minutes une élévation de température de 1°C du 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 référence ont été définis: s'ils ne sont pas dépassés, on sait que les restrictions de base sont respectées. Ainsi, 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 locale. Ces valeurs garantissent qu'il n'y a pas d'augmentation significative de la température du corps ou des tissus.

La 5G implique-t-elle 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.

Ces dernières années, des questions subsistaient principalement vis-à-vis de l'exposition des enfants et 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'expertise à venir, en particulier celui de l'ANSES (Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail), devraient apporter des éléments de réponses sur ces questions.

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.

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 ces gammes de fréquences et elles font actuellement l'objet d'une analyse par un groupe de travail mis en place par l'ANSES. Ce travail sur les effets éventuels de l'exposition à la 5G devrait aboutir dans quelques mois.

Ces questions sanitaires restent d'actualité et pour enrichir les connaissances sur les possibles effets des ondes sur le corps humain, des études sont toujours en cours. Elles sont soutenues en France dans le cadre du Programme national de recherche Environnement-Santé-Travail de l'ANSES.

En parallèle, de son côté, l'Agence Nationale des Fréquences (ANFR) veille au respect des valeurs limites d'exposition du public aux ondes électromagnétiques et recense les mesures effectuées sur le terrain, ainsi que les différents émetteurs déployés sur le territoire. Sur la base des rapports scientifiques, l'Union européenne émet des recommandations, qui sont par la suite retranscrites en droit français à travers des décrets.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l'article original.


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