Les réseaux 5G menacent les prévisions météorologiques
Le gouvernement américain a commencé à mettre aux enchères des blocs de fréquences radio sans fil utilisés pour le réseau de communication de prochaine génération appelé 5G. Mais certaines de ces fréquences sont proches de celles utilisées par les satellites pour des observations de la Terre – et les météorologues craignent que les transmissions 5G ne perturbent leur collecte des données.
Le 5G menace les satellites météorologues
À moins que les régulateurs ou les entreprises de télécommunications ne prennent des mesures pour réduire le risque d’interférences, les satellites d’observation de la Terre survolant des zones des États-Unis avec une couverture sans fil 5G ne pourront pas détecter avec précision les concentrations de vapeur d’eau dans l’atmosphère. Les météorologues des États-Unis et d’autres pays se fondent sur ces données pour alimenter leurs modèles, sans cette information, les prévisions météorologiques dans le monde entier pourraient en souffrir.
«Il s’agit d’un problème mondial», déclare Jordan Gerth, météorologue à l’Université du Wisconsin-Madison.
La NOAA et la NASA sont actuellement aux prises avec une négociation très ambitieuse avec la FCC (Federal Communications Commission), qui supervise les réseaux sans fil américains. La NOAA et la NASA ont demandé à la FCC de travailler avec elles pour protéger les fréquences utilisées pour les observations de la Terre des interférences lors du déploiement de la 5G. Mais la FCC a mis aux enchères le premier bloc du spectre 5G avec une protection minimale. La vente a pris fin le 17 avril et a rapporté près de 2 milliards de dollars américains.
Le partage du ciel
Les États-Unis étant un marché des communications d’une telle ampleur, les décisions prises par le gouvernement sur la manière de déployer la 5G sont susceptibles d’influencer les discussions mondiales sur la réglementation de cette technologie. Les régulateurs du monde entier se réuniront à Charm el-Cheikh (Égypte) à partir du 28 octobre pour conclure des accords internationaux que les sociétés de fréquences pourront utiliser pour les transmissions 5G et pour déterminer le niveau d’interférence acceptable pour les fréquences d’observation de la Terre.
Les astronomes, les météorologues et d’autres scientifiques s’emploient depuis longtemps à partager le spectre avec d’autres utilisateurs, passant parfois à des fréquences différentes pour prévenir les conflits. Mais «c’est la première fois que nous voyons une menace pour ce que j’appellerais les joyaux de nos fréquences – ceux que nous devons absolument défendre, quel qu’en soit la situation», déclare Stephen English, météorologue au European Centre for Medium.
Ils incluent la fréquence de 23,8 gigahertz, à laquelle la vapeur d’eau dans l’atmosphère émet un faible signal. Les satellites, tels que les sondes européennes MetOp, surveillent l’énergie émise par la Terre à cette fréquence afin d’évaluer l’humidité de l’atmosphère – des mesures pouvant être prises de jour ou de nuit, même en présence de nuages. Les prévisionnistes utilisent ces données dans des modèles afin de prédire l’évolution des tempêtes et des autres systèmes météorologiques dans les heures et les jours à venir.
Mais une station 5G émettant à presque la même fréquence produira un signal qui ressemble beaucoup à celui de la vapeur d’eau. «Nous ne saurions pas que ce signal est vraiment naturel», déclare Gerth. Les prévisions deviendraient moins précises si les météorologues intégraient ces mauvaises données dans leurs modèles.
Des voisins bruyants
La récente enchère de la FCC a concerné 2 groupes de fréquences: l’un entre 24,25 et 24,45 gigahertz et l’autre entre 24,75 et 25,25 gigahertz. Les équipements sans fil émettant près de la limite inférieure de cette plage pourraient gêner la mesure de la vapeur d’eau à 23,8 gigahertz. La FCC n’a pas répondu à la demande de Nature de répondre à cette question.
La situation ressemble à avoir un voisin bruyant, explique Gerth. Si cette personne frappe sur des instruments de musique, une grande partie du bruit va probablement traverser le mur et pénétrer dans votre appartement. Mais si vous pouvez le persuader de diminuer sa musique, vous pourrez alors dormir plus paisiblement.
Les ingénieurs en radiofréquence mesurent le bruit en décibels de watts. Les régulateurs définissent des contrôles qui limitent le bruit autorisé; les nombres plus négatifs indiquent des contrôles plus en plus stricts. La vente aux enchères de la FCC a fixé à 20 décibels de watts la limite de bruit sur le réseau américain 5G, ce qui est beaucoup plus bruyant que les seuils pris en compte par presque tous les autres pays pour leurs systèmes de télécommunications. La Commission européenne, par exemple, a réglé le différentiel à –42 décibels pour les stations de base 5G, et l’Organisation météorologique mondiale (OMM) recommande –55 décibels.
Plusieurs espèrent que les chiffres de l’OMM inciteront les régulateurs à adopter des normes internationales strictes en matière de bruit lors de la réunion en Égypte. En raison de la conception de l’échelle, la proposition américaine autoriserait 150 fois plus de bruit que la proposition européenne – et plus de 3 000 fois plus que le plan de l’OMM, déclare Eric Allaix, météorologue à Météo-France à Toulouse, qui dirige une entreprise de gestion de l’OMM.
Des craintes pour le futur
Selon Gerth, peu de recherches ont été menées sur les conséquences néfastes des prévisions météorologiques à mesure que le brouillage augmente à 23,8 gigahertz et sur d’autres fréquences cruciales pour l’observation de la Terre. «Mais plus nous en perdons, et plus l’impact sera grand», dit-il.
La NOAA et la NASA auraient achevé une étude sur les effets de différents niveaux d’interférences sonores, mais celle-ci n’a pas été rendue publique, malgré au moins une demande formelle du Congrès. Un rapport publié en 2010 par les académies nationales des sciences de l’ingénierie et de la médecine a conclu que la perte de l’accès scientifique au signal à 23,8 gigahertz éliminerait 30% de toutes les données utiles en hyperfréquences, lesquelles contribuent de manière significative aux prévisions météorologiques mondiales.
Et le fait de ne pas disposer de données atmosphériques provenant des États-Unis pourrait nuire considérablement aux prévisions pour l’Europe, dont les conditions météorologiques sont souvent dictées par les conditions climatiques aux États-Unis 3 à 4 jours plus tôt, explique M. English.
Le département du commerce, qui supervise la NOAA, a déclaré qu’il « soutient fermement la politique de l’administration visant à promouvoir le leadership américain dans les réseaux sécurisés 5G, tout en maintenant et en améliorant les missions gouvernementales et scientifiques critiques ». L’administrateur de la NASA, Jim Bridenstine, a refusé de commenter, mais a longuement parlé de ses préoccupations concernant la 5G lors d’une réunion plus tôt ce mois-ci. « C’est un gros problème », a déclaré Bridenstine.
D’autres blocs seront mis aux enchères
La FCC prévoit de lancer sa prochaine vente aux enchères 5G, qui sera la plus importante du pays, en décembre. Elle impliquera trois autres bandes de fréquences, dont certaines sont utilisées pour l’observation des précipitations, de la glace de mer et des nuages.
Source : Scientific American
Crédit photo sur Unsplash : NASA