StarLink, 5G, de quelles ondes parle-t-on?

Ce matin une fusée Falcon9 de SpaceX envoyait 60 satellites StarLink rejoindre les quelques 775 déjà en place. Cette opération participe de la création d’une constellation de plusieurs milliers de ces satellites (au minimum 4 425), chacun gros comme un bureau, ayant pour objectif de vendre de l’internet haut débit accessible à partir de (presque) n’importe quel endroit de la Terre.

Fonctionnement de StarLink.

La vidéo ci-dessous explique, en anglais, comment devrait fonctionner le système StarLink, mais le principe est simple même si la technologie est complexe: un utilisateur muni de son matériel de transmission (une antenne de la taille d’une pizza) communique avec un satellite qui lui passe au-dessus. La requête est envoyée via le réseau des satellites (qui communiquent entre eux par lasers) vers une station au sol (à terme, un million de ces stations sont prévues) qui communique avec le réseau internet terrestre.

La réponse fait ensuite le chemin à l’envers, le tout avec une latence (ou délai) très courte, comparativement aux réseaux satellitaires actuels, du fait de l’orbite basse (1 200 kilomètres) de StarLink alors que les systèmes classiques sont en orbite géostationnaire, soit à 36 000 kilomètres d’altitude.

Pollution visuelle et électromagnétique.

Ce système pose de nombreuses questions, dont deux qui surgissent constamment: la pollution visuelle ayant un effet délétère sur l’observation du ciel, et les effets de ce rayonnement constant sur la biologie terrestre – et la nôtre, en particulier.

Sur la pollution visuelle, elle est déjà visible: on peut dès maintenant apercevoir les « trains » de satellites StarLink dans le ciel nocturne quand ceux-ci réfléchissent la lumière du soleil. Qu’en sera-t-il lorsque des milliers, voire des dizaines de milliers de satellites (car il n’y a pas que StarLink en lice) auront rejoint ces orbites basses, on peut à peine l’imaginer. Pour calmer les esprits, Elon Musk (le patron de SpaceX et de StarLink) a promis de les peindre en noir afin de les rendre moins réfléchissants…

Ce problème est réel, même s’il ne touche pas vraiment la vaste majorité de la population mondiale, celle qui vit en milieu urbain et ne voit rien du ciel étoilé, de toute manière, du fait de la pollution lumineuse et atmosphérique inhérente à l’urbanisation du monde. Il touche évidemment les astronomes, surtout amateurs, dont les images du ciel peuvent être gâchées par cette pollution.

La question du rayonnement électromagnétique est plus prégnante car ici on ne parle plus seulement de gêne, mais d’un possible effet délétère sur tout ce qui vit sur Terre. Je dois ici préciser que je fais partie des méfiants en la matière, sans pour autant me sentir particulièrement Amish: je suis pour un débat national, et même européen, en matière de 5G. J’utilise une Livebox en wifi que je coupe tous les soirs avant de me coucher, idem pour mon smartphone. Je n’ai pas, et n’ai jamais eu, de four à micro-ondes.

Le rayonnement électromagnétique est un sujet très complexe, mais on peut le réduire à deux grands facteurs: la fréquence et la puissance reçue. Les deux jouent sur l’intensité du rayonnement et ses possibles effets sur le vivant.

Questions fréquentes.

La fréquence indique, en gros, la capacité du signal à transmettre de l’information. Plus on monte en fréquence (donc plus on diminue la longueur d’onde du signal, l’une étant l’inverse de l’autre), plus on peut transmettre de bits d’information à la seconde. C’est l’avantage principal des hautes fréquences, mais à cela s’oppose un désavantage majeur: la portée. A puissance égale, un signal haute fréquence sera bloqué par plein d’éléments (des bâtiments, la pluie, de simples vêtements) et a une portée limitée, alors qu’un signal basse fréquence traverse tout et porte loin.

C’est pour cela que la 5G nécessite de très nombreuses antennes: ses hautes fréquences sont facilement bloquées, il faut donc mettre des antennes partout.

Puissance à distance.

La puissance, ensuite. Une Livebox en wifi et un four à micro-ondes opèrent à peu près dans les mêmes fréquences (2,5 Ghz), mais la première émet avec une puissance de 100mW (100 milliwatts) alors que le second développe 1 KW (1000 Watts), soit 10 000 fois plus.

Ensuite, sachant que la puissance diminue avec le carré de la distance, la puissance reçue (le champ électrique, mesuré en volts par mètre, V/m) dépend énormément de la distance. La réglementation stipule, en gros, que ce champ ne doit pas dépasser 50-60 volts par mètre (selon les sources) là où des humains y sont exposés (1).

C’est une limite très théorique et influencée négativement par les lobbys, il y a d’autres avis et à titre personnel j’estime que la limite « durable » est plutôt de l’ordre de 2 à 5 V/m, soit dix à trente fois moins que la limite officielle. Mesurée à cinq mètres de l’antenne, une Livebox donne encore de l’ordre de 3 V/m, ce qui à mon avis est loin d’être négligeable et justifie de couper la chose quand elle ne sert pas.

Une autre mesure est la « densité surfacique de puissance » ou DSP, mesurée en Watts par mètre carré (W/m²), qui est en fait le produit du champ électrique ci-dessus et du champ magnétique. Ca devient vite compliqué mais, en gros, on utilise la DSP pour les rayonnements orientés (faisceaux directionnels typiques, notamment, des antennes satellites, par opposition au rayonnement omnidirectionnel d’une antenne wifi classique).

La limite officielle de la DSP, là où il y a présence humaine, est de 10 W/m². A nouveau, il y a énormément de lobbying là-dessous donc une valeur réellement viable serait sans doute plus proche de 1 W/m² que de 10, mais je n’ai pas les moyens de prouver cette hypothèse.

Cela établi, revenons à nos moutons.

Griller ou pas grillé?

L’autorisation d’exploitation donnée par la FCC américaine à StarLink lui donne le droit d’utiliser des bandes de fréquences situées entre 10 et 30 GHz (2). La 5G, elle, vise un fonctionnement optimal à 26 GHz, mais avec une première version à 3,5 GHz, donc les deux systèmes jouent dans la même cour en matière de fréquences. Par comparaison, la 4G fonctionne à 700 MHz « seulement », et les boxes wifi entre 2,5 et 5 GHz.

Pour envoyer un signal à terre, un satellite StarLink est doté d’une antenne d’une puissance de près de 5 millions de watts. Enorme, mais il faut compter avec l’atténuation due à la distance, et éventuellement aux conditions climatiques susceptibles de dégrader le signal, notamment la vapeur d’eau.

Si on calcule la perte due à la distance (1 200 km), la puissance reçue au sol est de l’ordre de 1,5 microwatts dans le meilleur des cas (ciel clair, position verticale du satellite). Dans la réalité, il faut encore déduire le facteur météo et l’angle réel moyen du satellite, ce qui dégraderait cette valeur d’un facteur de 10 à 100.

Restant dans le meilleur des cas, la conversion de cette puissance reçue en DSP donnerait de l’ordre de 0,3 microwatts par m², une valeur minuscule, quelques 30 millions de fois inférieure à la valeur maximale officiellement autorisée. Calculs que j’ai piqués sur le blog d’un spécialiste (3), probablement justes mais je ne peux le garantir définitivement.

A l’échelle individuelle, le rayonnement électromagnétique associé aux émissions StarLink semble négligeable, même s’il s’ajoute aux radiations déjà existantes (4G / 5G et wifi). A l’échelle globale, avec toute la Terre et son atmosphère soumise à ce rayonnement, même léger, je n’en ai aucune idée mais il faudrait se poser la question. Par comparaison, l’énergie solaire à midi en été sous un ciel dégagé est de l’ordre de 1 000 W/m², mais évidemment pas du tout dans la même gamme de fréquences.

5G selon l’ANFR.

Concernant la 5G, les chiffres officiels français concernent la version 3,5 GHz. L’ANFR a réalisé, en avril de cette année, une étude sur plusieurs sites pilotes. Les résultats donnent, en gros, une valeur de champ électrique « au repos » inférieure à 0,5 V/m, et à pleine charge jusque 9 V/m (4).

Pour l’ANFR ceci reste largement en-dessous de la norme officielle de 61 V/m, donc pas de danger, mais je questionne évidemment cette conclusion. D’abord du fait que la « norme de sécurité » correspond en bonne partie aux désirs de l’industrie, ensuite parce que 9 V/m c’est trois fois plus que le rayonnement wifi d’une Livebox à 5 m.

Dans les environnement urbains ou habitats collectifs, là où tout le monde a une Livebox ou équivalent qui rayonne sur tous les voisins et que personne, ou presque, ne coupe la nuit, l’ajout du rayonnement d’une antenne 5G tournant à fond pourrait se discuter, même si ca reste en dessous du seuil officiel.

Covid-19: la 5G est mon amie.

A ces considérations un peu techniques s’ajoutent, bien évidemment, les considérations sur l’usage de ces services. Pour la 5G les articles ne manquent pas pour décrire la « nécessité absolue » d’y passer sous peine d’Amishisation nationale. La mode du « distanciel » marketé par la dictature sanitaire covidienne pousse dans le même sens, l’idée étant de remplacer, à terme, la majorité des interactions par du virtuel « pour votre sécurité », donc un besoin massif de bande passante et de faible latence en tous lieux, donc la 5G.

De là à penser que le Covid-19 serait en réalité une campagne marketing de Huawei, fabricant chinois leader mondial de matériel 5G, il y a un fossé que je ne franchirai évidemment pas, mais il n’empêche que le malheur des uns fait quand même bien le bonheur des autres.

De StarLink au billard de l’espace?

Pour StarLink, c’est à court terme une réponse à une demande américaine. Le milieu rural US est mal desservi en matière de connexion internet, et c’est cher. Facilement 80 dollars par mois. La promesse de Elon Musk est que pour le même prix, tous ces gens pourront migrer vers une connexion réellement haut-débit. Toutes les stations terrestres (les points de jonction entre l’internet et le réseau StarLink) sont pour le moment aux USA.

Il faudra que le système fasse ses preuves aux USA pour devenir une offre réellement globale et intéressante là où il n’y a ni réseau filaire ni réseau cellulaire en haut débit. Reste que Elon Musk a bien l’intention de faire de StarLink un immense succès commercial car il a besoin de beaucoup d’argent pour son projet de colonisation martienne (5)…

On imagine également que les Chinois, et sans doute les Russes, ne vont pas apprécier que leurs citoyens puissent avoir ainsi accès à l’internet « libre » en se procurant un kit de connexion StarLink. Tout comme ils pourraient objecter au fait que Elon Musk pollue leurs ciels nocturnes de larges trainées blanches. Tous ces satellites, ca ferait une belle partie de billard de l’espace pour qui sait y faire.

En Europe on objectera aussi, bien sûr, mais cela tout le monde s’en fout.

Liens et sources:

(1) https://ondes-info.ineris.fr/content/valeurs_limites_exposition#:~:text=A%20la%20fr%C3%A9quence%20de%20l,m%20pour%20le%20champ%20%C3%A9lectrique.

(2) https://www.fcc.gov/document/fcc-authorizes-spacex-provide-broadband-satellite-services

(3) https://www.linkedin.com/pulse/quick-analysis-starlink-link-budget-potential-emf-david-witkowski/

(4) https://siecledigital.fr/2020/04/15/ondes-antennes-5g-france-anfr/

(5)

A propos Vincent Verschoore

Animateur de Ze Rhubarbe Blog depuis 2008.

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