Dans l’ombre de nos écrans, de nos smartphones et jusqu’à la voûte céleste, un spectre silencieux circule : celui des ondes électromagnétiques. Le mot “ondes” est devenu familier, presque banal. Mais derrière sa simplicité linguistique se cache une pluralité de formes, de comportements, et de conséquences.
Dès lors que le débat public s’en empare, les questions affluent : « Pourquoi la 5G traverse-t-elle moins bien les murs que la 4G ? » ou encore « Les ondes courtes pénètrent-elles davantage les tissus humains ? ». À l’aube du wifi 6E, des compteurs communicants et de la téléphonie météo, il devient crucial de décrypter : qu’est-ce qui détermine la portée d’une onde ? Pourquoi toutes les fréquences ne franchissent-elles pas les mêmes obstacles avec la même aisance ?
Tentons d’accorder nos esprits sur les bases : la fréquence ne se résume pas à un chiffre abstrait. Elle structure notre monde connecté et notre rapport, plus intime, avec l’invisible.
Au sens physique, la fréquence désigne le nombre d’oscillations ou de cycles effectués par une onde par seconde. Elle se mesure en hertz (Hz). Une onde à 50 Hz, par exemple – la fréquence du courant domestique en France – oscille 50 fois par seconde.
Entre l’infrason (quelques Hz à peine) et les rayons gamma (au-delà de 1019 Hz), la gamme est vertigineuse : radio, micro-ondes, infrarouge, lumière visible, ultraviolet, rayons X, rayons gamma. Mais ce “spectre électromagnétique” n’est pas qu’une fresque académique : à chaque bande, son usage, ses propriétés, ses enjeux.
C’est ici que tout se joue : la fréquence façonne la manière dont l’onde interagit avec le monde.
Parler de “portée” revient à questionner : jusqu’où l’onde peut-elle se propager sans disparaître dans le bruit de fond ? La réponse dépend de la fréquence, mais aussi du support, de la puissance d’émission, des obstacles et même de la météo.
Plus la fréquence est basse, plus la longueur d’onde est grande. Paradoxalement, ces ondes “lentes” mais “longues” parcourent, en général, de plus grandes distances. C’est le cas des ondes radio AM, capables de traverser des continents, d’être réfléchies par la ionosphère (la couche haute de l’atmosphère chargée électriquement).
Cette question est loin d’être théorique : l’armée, les marins, les radiodiffuseurs – et aujourd’hui les opérateurs télécoms – en connaissent l’acuité. Les fréquences plus basses “accrochent le terrain” : elles se propagent en “onde de sol”, épousant les reliefs et la courbure de la planète. Les hautes fréquences, elles, voyagent à vue : droites, rapides, vulnérables.
Il n’est donc pas surprenant que les premiers réseaux mobiles (2G, 900 MHz) proposaient une meilleure couverture que les récentes bandes 5G millimétriques (26 GHz), qui peinent à franchir quelques dizaines de mètres hors ligne directe.
Au laboratoire comme à la maison, on observe que les basses fréquences “traversent” plus facilement les obstacles que les hautes. Une table, un rideau épais, un mur, notre corps : chaque matériau absorbe ou réfléchit, selon les lois de la physique.
Plus la fréquence monte, plus l’onde se “casse” sur l’obstacle ou s’y dissipe. C’est visible dans les bureaux modernes : une connexion 5G millimétrique s’interrompt, là où le LTE (800 MHz) continue… voire pénètre jusque dans les sous-sols.
Les laboratoires du CNRS rappellent : à haute fréquence, la longueur d’onde devient si faible (< 1 cm) qu’elle ne “contourne” plus l’obstacle, mais rebondit ou est absorbée.
Pour donner un ordre de grandeur, la “profondeur de pénétration” dans les tissus biologiques passe d’environ 5 cm pour 100 MHz à moins de 1 mm pour 10 GHz : un facteur 50 en dix octaves de fréquence (source : ANSES, 2019).
“La fréquence choisit son application” disait déjà James Clerk Maxwell au XIXe siècle : chaque usage technologique est le fruit d’un équilibre entre portée, pénétration, débit, énergie et sécurité.
Ce compromis explique pourquoi aucune technologie n’a “gagné” contre les autres. La 5G millimétrique n’éteindra jamais la 4G rurale ; la radio AM trouve encore sa place lors de crises, quand tout système “cloud” tombe.
Au fond, cette question de portée et de pénétration, nous la vivons quotidiennement sans la voir. Nos bâtiments, notre urbanisme et nos habitudes sont un filtre spectral permanent : le verre, le béton, l’arbre feuillu ne font pas qu’affecter notre environnement visuel – ils retouchent nos connexions invisibles.
Le rapport de l'Agence nationale des fréquences (ANFR) (2024) montre que la couverture intérieure en 5G millimétrique tombe de 70 % en extérieur à moins de 15 % en intérieur en zone dense – à matériel équivalent. Un chiffre qui cristallise l’hésitation entre “débits” et “capillarité réseau”.
Le “brouillard électromagnétique” des villes, en revanche, fait flotter un fond de signal – résultante de multiples rebonds et diffractions. Là encore, la fréquence détermine si l’onde finit “prisonnière” des murs… ou s’échappe.
| Fréquence | Longueur d’onde | Matériau testé | Profondeur de pénétration approx. |
|---|---|---|---|
| 100 kHz (VLF) | 3 km | Eau douce | ~30 m |
| 900 MHz (2G/4G) | 33 cm | Béton armé | ~0,4 m |
| 2,4 GHz (Wifi) | 12,5 cm | Mur de brique | ~0,12 m |
| 26 GHz (5G millimétrique) | 1,15 cm | Verre à couche métallique | <0,01 m |
(Adapté d’ANSES, 2019 & ITU-T, 2022)
S’il ne fallait retenir qu’un point, ce serait l’absence d’unique vérité : fréquence rime toujours avec compromis. Le débat sur l’exposition, la santé, ou l’accès universel au numérique se fonde sur ces propriétés — et donc sur des choix techniques, mais aussi politiques et sociaux (voir rapport ANSES, “Radiofréquences et santé”, 2019).
Entre la promesse d’un univers sans fil fluide et les réalités des murs, la fréquence demeure une frontière mouvante. Elle module non seulement ce que nous recevons, mais aussi, peut-être, notre perception du monde. À l’heure où la société se façonne au rythme de l’immatériel, comprendre le rôle de la fréquence, c’est porter un regard plus conscient — et collectif — sur l’architecture de notre quotidien.
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