Mieux comprendre les ondes électromagnétiques

Ce projet innovant ouvre la voie à une meilleure compréhension des champs électromagnétiques qui nous entourent, tout en répondant à des préoccupations croissantes concernant l'exposition aux ondes. En associant les avancées technologiques en matière de capteurs et d’intelligence artificielle, il permet d’imaginer un avenir où nous serions capables de suivre, en temps réel, l'incidence de ces technologies sur notre environnement et sur notre quotidien. Une avancée essentielle dans un monde de plus en plus connecté.

Les travaux de recherche se sont déroulés pendant trois ans dans le cadre d’un partenariat entre la MEL, le Centre national de la recherche scientifique (CNRS) et le laboratoire de l'Institut de recherche sur les composants logiciels et matériels pour l'information et la communication avancée (IRCICA) situé à la Haute-Borne. Les résultats de cette recherche et le travail du doctorant, Mohammed Mallik, ont été présentés à de nombreuses reprises dans différents colloques européens, notamment à Valence en Espagne* où l’article universitaire, rédigé par Laurent Clavier, chercheur à l’IMT Nord-Europe, a reçu le prix du meilleur article sur ce sujet.

* Colloque International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC) organisé par l’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). L’IEEE est la plus grande organisation professionnelle technique au monde regroupant 395 000 membres dans 160 pays. Elle a été fondée en 1884 aux États-Unis, entre autre par Thomas Edison et Graham Bell. L’IEEE gère/possède 130 journaux et magazines scientifiques et organisent 300 conférences par an. Le PIMRC est l'une des conférences phares de l'IEEE Communications Society avec un accent particulier sur la recherche et les innovations de pointe dans le domaine des technologies sans fil.

Les réseaux radios, au cœur de notre vie connectée
Synthèse de l’article de Laurent Clavier, université de Lille (03/01/25) 

Les réseaux radios font désormais partie intégrante de notre quotidien. 4G, 5G, télévision, radio, Wi-Fi, Bluetooth... autant de technologies qui nous permettent de rester connectés, où que nous soyons. Que ce soit pour communiquer à distance, se divertir, s'informer ou accéder à des services numériques, ces technologies sont devenues incontournables. Lorsqu'elles sont bien conçues, elles facilitent notre vie, améliorent la productivité dans les usines, optimisent l'efficacité des soins médicaux et transforment profondément notre société.

L'omniprésence du lien sans fil

Le lien sans fil est aujourd'hui essentiel pour allier mobilité et connectivité. Les communications sont transmises par des ondes radios portées par des champs électromagnétiques. Ces champs, naturellement présents dans l'environnement, sont renforcés par l'activité humaine, notamment les antennes des réseaux de télécommunications. Leur multiplication dans notre espace urbain fait augmenter l'intensité de ces champs.

Comprendre l'exposition aux champs électromagnétiques

Toutefois, appréhender l'impact de ces champs est une tâche complexe. Le nombre de sources d'émission – qu'il s'agisse des antennes des opérateurs ou des émetteurs privés – ainsi que la gestion de ces réseaux rendent difficile une évaluation précise de l'exposition individuelle. Calculer l'exposition aux champs électromagnétiques, autrement dit la somme des champs auxquels un individu est exposé, nécessite une connaissance fine de ces variables, parfois inaccessibles.

Actuellement, il est possible de faire appel à l'Agence Nationale des Fréquences (ANFR) pour effectuer des mesures sur site, à un instant donné. Cependant, ces mesures ponctuelles ne permettent pas de rendre compte de la dynamique des champs, ni de leur évolution dans le temps et l'espace. Par exemple, elles ne permettent pas d'évaluer de manière continue la qualité de l'expérience utilisateur.

Une solution innovante pour mieux comprendre

C’est là qu'intervient un projet de recherche ambitieux mené par la Métropole Européenne de Lille (MEL) et l’Université de Lille, en collaboration avec M. Mallik, dans le cadre d’un doctorat à l’Université de Lille. L’objectif de cette thèse était de pouvoir observer et analyser les champs électromagnétiques en temps réel et à grande échelle. Bien que mesurer le champ électromagnétique de manière permanente et universelle ne soit pas possible, l'idée est de reconstruire ces champs à partir de mesures réalisées par des capteurs fixes, placés stratégiquement sur des lampadaires.

Pour ce faire, M. Mallik a eu recours aux dernières avancées en matière de traitement des données, notamment les techniques d'apprentissage automatique (machine learning) et les réseaux de neurones, qui permettent de traiter des volumes d'informations complexes avec une grande précision. Cette approche, souvent qualifiée d’intelligence artificielle (IA), s'avère particulièrement efficace pour reconstruire les champs à partir de quelques points de mesure.

Vers une cartographie dynamique des champs électromagnétiques

Les résultats obtenus jusqu'à présent sont prometteurs. Grâce aux 70 capteurs déployés à Wazemmes et EuraTechnologies, il sera désormais possible de visualiser les champs électromagnétiques dans ces quartiers. À terme, cette cartographie dynamique permettra de mieux comprendre l'évolution des niveaux d'exposition dans les zones équipées et de suivre l'impact de la 5G sur l'environnement électromagnétique.

Un des enjeux majeurs de cette recherche est de comprendre l'évolution de l'exposition à mesure que la 5G se déploie et que les anciennes technologies (2G et 3G) seront progressivement arrêtées. Si la 5G consomme effectivement moins d'énergie que ses prédécesseurs, l'augmentation des usages (notamment pour la vidéo ou l'Internet des objets) pourrait compenser ces gains d'efficacité énergétique, rendant l'observation des champs d'autant plus pertinente.