Introduction

Les antennes relais sont au cœur de la polémique sur la téléphonie mobile. Elles émettent des ondes en permanence à un niveau non négligeable pour une partie de la population et les plaintes et oppositions à leur sujet augmentent considérablement. Si la population semble apprécier l’utilisation universelle du téléphone portable a l’insu de leur santé et que sans preuvesscientifiques on ne peut prouver la nuisance des antennes-relais, certains groupes de chercheurs internationaux ont étudiés le cas des antennes-relais. En 2007, ils ont recensé plus de 1500 études inquiétantes sur le sujet.
Les relais qui fonctionnent en émission/réception forment le maillon indispensable entre les mobiles et le réseau.
Le déploiement des sites relais a commencé dans les années 90. Il ya aujourd’hui plus de 65.000 stations en France. Elles sont répertoriées (ainsi que les mesures officielles) sur le site de l’anfr : http://www.cartoradio.fr/ .
La couverture quasi-totale du territoire est due à l’exigence des utilisateurs d’avoir la ligne partout sur leur mobile et à une volonté politique forte de ne pas avoir de « fracture numérique ». Elle se poursuit aujourd’hui pour faireface à l’augmentation du trafic et pour le déploiement de la 3G (UMTS).
Ce sont donc les utilisateurs des téléphones mobiles qui construisent (symboliquement) les antennes-relais.

I Les antennes Relais et son fonctionnement

a. Ses caractéristiques

Un groupe de 3 antennes-relais forme généralement une station couvrant plusieurs centaines de mètres en ville, ou plusieurskilomètres en campagne. Ainsi, chaque antenne couvre 120° et les ondes sont envoyées dans toutes les directions.

Les caractéristiques importantes des antennes sont leur hauteur, direction (azimut) et inclinaison (tilt) ainsi que leur gain et la puissance appliquée. Elles peuvent être mono, bi ou tri-bandes (900,1800,2100MHz).

Les faisceaux d’émission des antennes sont comparables à ceux desphares de voiture. La puissance est maximale dans l’axe des antennes (verticalement et horizontalement) formant le lobe principal accompagné de lobes secondaires moins forts :

Quelle est la puissance d’émission ? la puissance des amplificateurs est de l’ordre de quelques dizaines de Watts.
Mais il faut prendre en compte la puissance rayonnée équivalente ( P.I.R.E. = Watts x Gain des antennes ), cequi donne plusieurs centaines de Watts dans l’axe des antennes. Comme il y a souvent plusieurs stations par site on
peut dépasser le Kilowatt.

Pour les canaux affectés au trafic on a généralement un mécanisme de contrôle de puissance (adaptation à la distance du mobile). Tout ceci explique le fait qu’on aie des variations importantes du rayonnement en fonction du trafic mais avec toujours unniveau minimal élevé à cause de la voie balise.

b. Comment antennes-relais et téléphones portables interagissent.

Dès lors qu’il est allumé, le mobile scrute en permanence les voies balises. Les mobiles disposent également du mécanisme de contrôle de puissance. Ils émettent à fond à la connexion puis réduisent la puissance par paliers jusqu’à obtenir le minimum nécessaire pour une bonnecommunication (en fonction de la distance et des obstacles). Les circonstances dans lesquelles les mobiles émettent à fond (pendant quelques secondes) sont :
-Mise en route et arrêt du mobile,
-Location update (intervalle quelques heures en statique ou à chaque changement de cellule en mouvement),
-Début et fin d’appel, réception d’un appel,
-Envoi ou réception d’un SMS.
Le plus critiqueest donc un mobile en mouvement (voiture, train) ou les « location update » seront très fréquents (même hors communication) !

c. L’évolution des normes et les mesures

Pour mesurer le niveau des hyperfréquences on peut utiliser un « large bande » qui va couvrir un spectre assez large (par ex. 800-2500MHz) ou utiliser un analyseur de spectre qui donnera les niveaux par fréquences détectées….