Abstrait:
Les autorités américaines de l'aviation mettent en garde les pilotes contre les risques d'interférences avec les systèmes de sécurité embarqués des aéronefs, liés à la nouvelle bande de fréquence 5G. L'Administration fédérale de l'aviation (FAA) a publié un bulletin spécial d'information sur la navigabilité (SAVIB) signalant la nécessité potentielle de prendre des mesures pour remédier aux interférences avec les systèmes électroniques sensibles des avions. Le spectre 5G jouxte les signaux radio utilisés par les altimètres radar, qui mesurent l'altitude des aéronefs.
Alors que la FAA affirme collaborer avec la Commission fédérale des communications (FCC) et d'autres agences pour permettre la coexistence sûre de cette nouvelle technologie avec l'aviation, l'alerte de sécurité a créé une situation inédite : une agence exprime des inquiétudes tandis qu'une autre a donné son accord. Que se passera-t-il lorsque la réglementation actuelle sera obsolète face aux risques potentiels liés au déploiement de ces nouvelles technologies ? Seuls les systèmes électroniques sensibles des aéronefs sont-ils menacés par les interférences ? Qu'en est-il de l'équipage ? Quelles seront les conséquences d'une augmentation de la pollution électromagnétique ? Dans cet article, je tenterai de résumer la situation actuelle et les défis que représente l'absence de nouveaux protocoles et d'évaluations de sécurité pour la mise en œuvre de ces technologies.
Questions clés :
Nous constatons un manque d'information sur la 5G, non seulement auprès du grand public, mais aussi au niveau gouvernemental. La plupart des personnes qui entendent parler des problèmes liés à la 5G les rejettent d'emblée, les qualifiant de « nouvelle théorie du complot absurde ». De ce fait, de nombreux décideurs préfèrent ignorer le sujet et éviter d'en parler. Or, des preuves existent concernant la sécurité des avions, et pourtant, ce sujet n'est pas suffisamment médiatisé. Pourquoi ? Pourquoi ce sujet est-il si peu abordé ? Pourquoi, lorsqu'on parle trop des problèmes liés à la 5G, est-on censuré dans les médias ?
Il est impératif d'aller de l'avant et de dissiper ce malentendu concernant la 5G, et de commencer à nous interroger ouvertement : comment la 5G pourrait-elle interférer avec les aéronefs ? Devons-nous nous en inquiéter ? Cela freinera-t-il le déploiement de la 5G ? Existe-t-il une solution ? La 5G et l'aviation peuvent-elles coexister en toute sécurité ? Si des problèmes surviennent avec l'électronique sensible des aéronefs, examinons les réactions biologiques de l'équipage lorsqu'il est exposé à ce type d'environnement pollué par ces nouvelles fréquences plus élevées. Voilà le genre de questions que les autorités de réglementation américaines doivent se poser. Dès lors, il convient de se demander si les réglementations actuelles en matière de sécurité des signaux radiofréquences et micro-ondes ne présentent pas des lacunes.
Alors, revenons sur la situation actuelle : récemment, Ericsson et AT&T ont signé un accord de cinq ans facilitant l’expansion du réseau 5G de l’opérateur américain et le déploiement du spectre de la bande C. Cet accord permettra à AT&T d’atteindre son objectif de couvrir 70 à 75 millions de personnes avec la 5G grâce aux fréquences de la bande C acquises par l’opérateur en début d’année. Verizon déploie également la 5G sur le spectre de la bande C (4 GHz à 8 GHz) afin d’étendre la portée de ses réseaux de nouvelle génération et d’offrir des débits de téléchargement de pointe de 1 gigabit par seconde à ses clients utilisant des smartphones 5G.
Mais au début de ce mois, la Federal Aviation Administration (FAA) a publié un bulletin d'information spécial avertissant les aviateurs qu'une nouvelle bande de service de téléphonie mobile 5G pourrait interférer de manière significative avec les principaux dispositifs de sécurité à bord des aéronefs.
Suite à la déclaration de la FAA, les opérateurs mobiles ont convenu de reporter temporairement le déploiement de la 5G en bande C afin de collaborer avec l'Administration fédérale de l'aviation (FAA) et de répondre aux préoccupations liées aux interférences potentielles. Dans un communiqué, AT&T a annoncé son intention de reporter le déploiement de sa nouvelle 5G au début de l'année prochaine, tandis qu'un porte-parole de Verizon a indiqué à CNET que l'entreprise prendrait des mesures similaires dans le cadre de sa collaboration avec l'agence gouvernementale.
À mon avis, et comme je l'ai déjà dit, nous entrons dans une nouvelle ère où l'hyperconnectivité exige des normes de qualité plus élevées et plus strictes. Ce type de problématiques sera de plus en plus fréquent dans un avenir proche. Les nouvelles technologies nécessitent de nouvelles approches et une meilleure compréhension des enjeux liés à la pollution électromagnétique. Grâce aux progrès et à la miniaturisation de l'électronique, les capteurs électroniques les plus sophistiqués sont plus vulnérables à un type de micro-interférences qui, auparavant, n'était pas considéré comme problématique. Heureusement, il est possible de résoudre ce problème par une approche de filtrage passif utilisant les principes du nanomagnétisme, comme par exemple les matériaux Spiro. Cependant, ce sujet n'est pas abordé dans cet article.
La 5G et sa position dans le spectre des radiofréquences
Le spectre des radiofréquences (RF) comprend l'ensemble des fréquences du réseau électromagnétique allant de 30 Hz à 300 GHz. Il est divisé en plusieurs bandes, appelées notamment basse fréquence (BF), moyenne fréquence (MF), haute fréquence (HF), SHF, VHF et UHF, afin de faciliter leur identification. Les appareils radio utilisés dans les mines fonctionnent généralement dans la bande BF. Ainsi, le spectre le plus fréquemment utilisé en radiofréquences se situe entre 0,6 GHz (600 MHz) et 6 GHz (6 000 MHz).
Aux États-Unis, la Commission fédérale des communications (FCC) délivre des licences autorisant les entités commerciales à utiliser en exclusivité une bande de fréquences dans une zone géographique donnée. Ces entités comprennent la radio FM, les réseaux cellulaires, la télévision, les forces armées et les communications par satellite. La concurrence accrue pour la bande passante et les canaux avec les internautes s'est intensifiée ces dernières années, entraînant des problèmes de signal que nous aborderons plus loin.
Les réseaux 5G utilisent un spectre plus diversifié que les générations précédentes de technologies mobiles, avec différentes fréquences dédiées à différents groupes d'utilisateurs. Le spectre 5G comprend une gamme de fréquences radio inférieures à 6 GHz et la gamme des ondes millimétriques (mmWave), à partir de 25 GHz. Les réseaux LTE utilisent des fréquences inférieures à 6 GHz et partagent actuellement cet espace avec le trafic 5G.
Les bandes de fréquences inférieures seront utilisées dans les zones moins densément peuplées, car les données peuvent y circuler plus loin, bien que plus lentement. Afin d'exploiter le nouveau spectre des ondes millimétriques, les réseaux 5G devront utiliser la technologie 5G New Radio, actuellement en cours de normalisation par le 3GPP.
La popularité croissante de la bande C pour la 5G
D'après Sascha Segan, de PC Magazine , plus d'une demi-douzaine d'entreprises ont dépensé plus de 80 milliards de dollars pour la bande C (toutes les fréquences comprises entre 4 et 8 GHz), une nouvelle série d'ondes censée remédier aux difficultés rencontrées par la 5G américaine. La plupart des autres pays ont déjà commencé à mettre aux enchères la bande C ; en termes de nombre de pays participants, c'est probablement la bande 5G la plus populaire au monde.
Cette fréquence était utilisée pour la télévision par satellite depuis les années 1970 et sert actuellement à la réception des signaux de télévision hertzienne. Grâce à des méthodes de codage numérique plus avancées, les opérateurs de satellites peuvent désormais réutiliser la partie supérieure de la bande C pour leurs émissions, laissant ainsi la partie inférieure disponible pour les opérateurs de téléphonie mobile.
La bande C se situe entre les deux bandes Wi-Fi (2,4 GHz et 5 GHz) et légèrement au-dessus de la bande 2,6 GHz utilisée par Clearwire puis Sprint pour la 4G à partir de 2007, et actuellement utilisée par T-Mobile pour la 5G en bande moyenne. Elle se situe également juste au-dessus de la bande CBRS (3,55-3,7 GHz) actuellement déployée pour la 4G. Ses caractéristiques de transmission sont donc parfaitement connues.
Le déploiement de la 5G aux États-Unis est actuellement assez instable. Pour offrir une expérience nettement supérieure à celle de la 4G, la 5G nécessite des canaux larges et dédiés, idéalement de 50 MHz ou plus. Afin de couvrir des villes entières, elle doit fonctionner sur une fréquence inférieure à 6 GHz environ, pour bénéficier d'une portée suffisante depuis les antennes-relais. La bande C répond à tous ces besoins.
Quel impact cela a-t-il sur l'aviation ?
Le Canada a récemment imposé des restrictions sur l'implantation de nouvelles antennes 5G à proximité des pistes des grands aéroports. L'Australie, la France et d'autres pays ont pris des mesures pour limiter les risques d'interférences avec les aéronefs. Ce n'est certainement pas un hasard.
La raison en est la présence d'altimètres radar, utilisés sur les avions et les hélicoptères pour de multiples fonctions de sécurité critiques, notamment l'atterrissage par faible visibilité, les alertes anticollision et les systèmes avertissant les pilotes d'une altitude trop basse. Certains vols commerciaux en hélicoptère sont impossibles sans altimètre radar opérationnel. Ces appareils fonctionnent dans la bande 4,2–4,4 GHz, et l'autorisation donnée aux opérateurs de téléphonie mobile d'utiliser le spectre de la bande C (3,7–3,98 GHz) pourrait potentiellement engendrer des problèmes de fonctionnement.
En décembre 2020, un article de SKYbrary avertissait déjà que les acteurs du secteur de l'aviation pressaient la Commission fédérale des communications (FCC) des États-Unis de protéger le fonctionnement de tous les radioaltimètres en interdisant l'utilisation de cette bande passante mise aux enchères par l'industrie sans fil, à moins que des recherches et une coopération supplémentaires ne permettent de trouver une solution.
Le dernier bulletin de la FAA indique qu'aucun cas d'interférence n'a été confirmé, mais souligne que ses normes techniques pour les altimètres radar ont été élaborées bien avant que l'utilisation potentielle de fréquences voisines par les opérateurs de téléphonie mobile ne devienne une préoccupation. De ce fait, des dizaines de milliers de ces appareils sont utilisés sans aucune protection contre les interférences radioélectriques.
Par ailleurs, RTCA Inc., une organisation à but non lucratif basée à Washington et spécialisée dans l'étude des questions techniques liées à l'aviation, a conclu l'an dernier, dans un rapport, que le risque d'interférences constituait un danger pour la sécurité. Ce rapport a mis en évidence des « impacts significatifs tout au long de la phase d'approche, avec un risque d'effets catastrophiques ».
Dans leurs observations à la FCC, les représentants de l'industrie aéronautique ont déclaré qu'il faudrait des années pour élaborer de nouvelles normes pour les altimètres radar, puis pour les remplacer ou les moderniser.
Ce n'est pas la première fois que quelque chose comme ça arrive.
En avril 2020, la Commission fédérale des communications (FCC) a approuvé à l'unanimité une demande controversée de Ligado Networks, une entreprise américaine de communications par satellite, visant à déployer un réseau terrestre national utilisant la bande L (dans la gamme de fréquences 1526-1536 MHz). Ligado affirme vouloir proposer un réseau de communications combinant satellite et terre, permettant ainsi à d'autres opérateurs de télécommunications de déployer la 5G et de fournir un accès internet sans fil aux réseaux industriels.
L'affaire Ligado a suscité un débat au sein du gouvernement fédéral concernant les priorités d'utilisation du spectre radioélectrique et le cadre décisionnel relatif à son attribution. Plusieurs agences fédérales, dont les ministères de la Défense, de la Sécurité intérieure et des Transports, ainsi que de nombreux membres des commissions des forces armées des deux chambres du Congrès, contestent la décision de la FCC. Ils font valoir que les signaux puissants émis par les émetteurs terrestres de Ligado risquent de brouiller les signaux faibles des systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS) et du système de positionnement global (GPS) exploités par le ministère de la Défense, ce qui pourrait perturber les opérations militaires.
Les fabricants d'appareils GPS, l'industrie aéronautique, les services de sécurité publique et d'autres acteurs utilisant le GPS se sont opposés à la décision de la FCC, invoquant des risques d'interférences avec des milliards d'appareils et de systèmes GPS. Plusieurs membres du Congrès, le secrétaire d'État et le procureur général ont soutenu la décision de la FCC, affirmant qu'elle pourrait accélérer le déploiement de la 5G aux États-Unis et renforcer la compétitivité des fabricants américains d'équipements 5G.
Malgré toute l'opposition et les préoccupations exprimées par la NTIA, le DOD et d'autres agences, cette question reste non résolue.
La réponse de l'industrie des télécommunications
Le nouveau spectre 5G, appelé bande C, pourrait être opérationnel dès le 5 décembre. La FCC a attribué aux opérateurs de réseaux sans fil l'accès à ces bandes radio lors d'une vente aux enchères en février. « La FCC est déterminée à poursuivre sa collaboration avec ses partenaires fédéraux afin de préserver la sécurité aérienne et de favoriser le déploiement de nouvelles technologies répondant aux besoins des consommateurs et des entreprises américaines », a déclaré l'agence dans un communiqué.
La CTIA, association professionnelle représentant le secteur des télécommunications sans fil, a déclaré que les réseaux 5G actifs utilisant la même bande de fréquences fonctionnent en toute sécurité dans 40 pays. L'association a précisé que la question a été étudiée par des organismes du monde entier, notamment la FCC, qui a examiné les observations formulées par le secteur de l'aviation.
« Les réseaux 5G utilisant la bande de fréquences C fonctionnent en toute sécurité et sans interférences nuisibles avec les équipements aéronautiques . La bande de fréquences C est essentielle au déploiement de la 5G dans les collectivités de toutes tailles à travers le pays, garantissant ainsi que tous les Américains puissent bénéficier de ces réseaux de nouvelle génération. Tout retard dans l'activation de ce spectre met en péril la compétitivité des États-Unis et compromet notre capacité à maintenir notre leadership mondial en matière de 5G », a déclaré la CTIA dans un communiqué récent.
Mes conclusions
Ce problème est spécifiquement lié à la bande C (4 GHz à 8 GHz) et ne concerne donc pas l'ensemble des ondes millimétriques. Il semble que les tests de compatibilité électromagnétique (CEM) ne soient pas entièrement fiables ; sinon, personne ne signalerait ce problème. Par ailleurs, il est clair que nous devons actualiser nos normes de test et nos méthodes de contrôle de sécurité. Bien entendu, puisqu'il s'agit d'aéronefs, nous avons l'obligation d'obtenir une certitude absolue avant tout déploiement.
Le test de compatibilité électromagnétique (CEM) atteste de la capacité des aéronefs à fonctionner correctement dans un environnement perturbé par des interférences électromagnétiques (IEM). Il s'agit d'un processus complexe qui exige des efforts considérables en matière de conception et de tests à différents niveaux hiérarchiques. Un contrôle efficace des IEM à bord des aéronefs est possible et ne peut être atteint que si la CEM est assurée, d'une part, au niveau des unités fonctionnelles individuelles et, d'autre part, au niveau du système, qui comprend plusieurs unités fonctionnelles. Par conséquent, les tests IEM/CEM des aéronefs se déroulent généralement en deux phases : 1. au niveau des sous-systèmes et 2. au niveau du système, où tous les sous-systèmes sont intégrés. La vulnérabilité potentielle liée au déploiement de la 5G pourrait apparaître au niveau du système.
Mais comment a-t-on pu s'en apercevoir avant ? Comment se fait-il que personne ne l'ait vu venir ? Il semble que les procédures actuelles de tests de sécurité présentent des lacunes, ou qu'elles soient tout simplement inadaptées à ces nouvelles technologies ultrasensibles. Il est clair qu'il y a un problème dans le processus, et nous devons mettre à jour les procédures et optimiser nos normes. Il ne s'agit pas d'une action ponctuelle ; nous devons actualiser les tests et les normes au même rythme que nos technologies.
Il est important de noter que l'aviation n'est pas le seul secteur à rencontrer des difficultés avec le déploiement de la 5G ; plusieurs autres secteurs font également part de leurs plaintes. J'ai eu l'occasion de m'entretenir avec des experts du secteur des véhicules électriques qui affirment rencontrer eux aussi des problèmes d'interférences avec les systèmes d'hyperconnexion. Même certains experts du secteur des télécommunications ont reconnu avoir constaté des niveaux de bruit plus élevés sur le terrain qu'auparavant.
J'ai toujours dit : « Plus la technologie est avancée, plus elle devient sensible et vulnérable aux interférences potentielles. »
Enfin, et c'est un point essentiel à prendre en compte dans tous les tests de sécurité visant à approuver le déploiement de nouvelles technologies comme la 5G, il est nécessaire d'évaluer les réponses biologiques au stress oxydatif et l'état de santé des utilisateurs. Il faut étudier les effets potentiels à long terme et les risques liés à l'exposition à ces environnements saturés d'interférences. Même si ces émissions réussissaient les tests de sécurité, la nouvelle approche doit intégrer des normes de sécurité plus strictes à cet égard également.