Le spectre radioélectrique : territoire invisible, bien commun en partage

Invisible et omniprésent. Le spectre radioélectrique, cette frange du paysage électromagnétique comprise entre 3 kHz et 300 GHz, façonne nos échanges numériques à coups de giga-octets et d’ondes silencieuses. Les fréquences allouées à la téléphonie mobile incarnent un champ de bataille discret : entre besoins techniques, arbitrages politiques et préoccupations citoyennes.

En France comme ailleurs, l’attribution des fréquences est un acte stratégique. L’agence nationale des fréquences (ANFR) régule, ventile, surveille. Mais que dissimulent ces valeurs en mégahertz (MHz) ou gigahertz (GHz) qui structurent la vie numérique moderne ?

Fréquences de la téléphonie mobile : panorama en France et dans le monde

La téléphonie mobile s’est tissée au fil des générations. Chaque saut technologique – de la 2G à la 5G – s’est appuyé sur de nouveaux pans du spectre. Un rapide état des lieux permet de comprendre l’architecture actuelle :

  • 2G (GSM) : 900 MHz et 1800 MHz. Dédiée d’abord à la voix, puis au SMS.
  • 3G (UMTS) : 900 MHz (réutilisé) et 2100 MHz. Premiers usages intensifs de données.
  • 4G (LTE) : 700, 800, 1800, 2100, 2600 MHz (suivant les pays et les zones).
  • 5G (NR) : 700 MHz (basse bande), 3,4-3,8 GHz (bande-cœur), expérimentation vers 26 GHz (bande millimétrique).

Ce découpage reflète un choix permanent : allier portée, pénétration et rapidité. Une onde de 700 MHz traversera mieux les murs qu’une onde de 3,5 GHz, mais véhiculera moins de données en un même instant.

“Assigner une fréquence, c’est arbitrer entre densité, couverture et connectivité. Un jeu d’équilibre, plus sociétal que simplement technique.” — Extrait du rapport annuel de l’ANFR, 2023

Petite histoire d’une conquête : des premières fréquences au choc de la 5G

Au commencement étaient les basiques. Le GSM (2G) a lancé l’aventure mobile sur la bande des 900 MHz, large, robuste, taillée pour couvrir le territoire rural aussi bien que l’urbain. Rapidement saturée, cette bande fut complétée par le 1800 MHz, permettant un foisonnement d’opérateurs et une répartition plus fine dans les villes.

L’arrivée d’Internet mobile (3G) imposa le besoin d’une bande “data” — le 2100 MHz. Puis la 4G, pour répondre à l’explosion des usages, grappilla (avec l’autorisation des États) à la fois des bandes “historiques” (re-farming du 1800 MHz) mais aussi des fréquences libérées par la télévision numérique (800 et 700 MHz). Depuis 2020, la 5G s’installe via les bandes dites “cœur” à 3,5 GHz. Pourquoi ce choix ? C’est à la fois un compromis de capacité, de portée et d’innovation technologique (source : ARCEP, Rapport sur la couverture mobile, 2023).

L’histoire du spectre, c’est celle d’un recyclage continu, où chaque avancée repose sur une ré-allocation fine, presque chirurgicale, du bien commun qu’est l’espace hertzien.

Qu’est-ce qu’une fréquence radio ? Anatomie d’un signal mobile

Une fréquence radio, c’est le nombre d’oscillations que réalise une onde électromagnétique en une seconde — son unité, le hertz (Hz), rappelle ce ballet invisible. Mais derrière la pure mécanique des ondes, chaque bande de fréquence possède une personnalité :

  • Basses fréquences (sous 1 GHz — 700, 800, 900 MHz) : Large couverture, meilleure pénétration dans le bâti, vitale pour la ruralité. Moins performantes pour la densité urbaine extrême.
  • Moyennes fréquences (1,8-2,6 GHz) : Équilibre souplesse/capacité. Favorables à la couverture intermédiaire des zones urbaines et périurbaines.
  • Hautes fréquences ("bande-cœur" 3,4-3,8 GHz, et bientôt 26 GHz et +) : Capacité massive, faible portée, pénétration réduite des obstacles. Idéales pour le très haut débit localisé (gares, stades, quartiers d’affaires).

Le choix d’une fréquence façonne donc la physionomie du réseau, mais aussi, plus largement, la vie quotidienne : qualité des appels, débit Internet, mais aussi “zones blanches”, plaintes liées à la couverture intérieure, etc.

Un spectre gardé, monétisé, surveillé : l’État arbitre discret

Le spectre radioélectrique est à la fois un bien commun et une ressource rare (CNIL, Dossier radiofréquences et santé). C’est pourquoi son attribution est strictement encadrée :

  • L’attribution se fait par enchères ou assignation : en France, la vente des fréquences 5G (bande 3,5 GHz) en 2020 a rapporté plus de 2,78 milliards d’euros à l’État (source : Les Échos, 2020).
  • La police du spectre : l’ANFR contrôle les émissions, gère les conflits d’utilisation et traque les brouillages. Plus de 2500 cas de brouillages résolus chaque année.En 2019, l'ANFR a notamment découvert qu’un litige de brouillage dans le Gers venait d’une lampe LED défectueuse chez un particulier (source : ANFR, “Enquête sur un brouillage”).
  • La planification internationale : les fréquences sont harmonisées au niveau européen (CEPT) et coordonnée mondialement par l’Union Internationale des Télécommunications (UIT).

La gestion du spectre ne se réduit donc pas à un simple acte technique. Elle exige une diplomatie fine, une anticipation des usages (voiture connectée, Internet des objets) et une capacité constante d’adaptation.

Des chiffres qui parlent : cartographier le spectre français

Pour donner un ordre de grandeur, quelques tranches emblématiques :

Usage Bande de fréquences Caractéristique
2G (GSM) 900 / 1800 MHz Couverture étendue
3G (UMTS) 900 / 2100 MHz Débits moyens
4G (LTE) 700 / 800 / 1800 / 2100 / 2600 MHz Débits élevés
5G (NR) 700 MHz / 3,5 GHzBientôt 26 GHz Très hauts débits, faible latence

La répartition, en 2023, entre les quatre grands opérateurs (source : ARCEP) :

  • Orange : 90 MHz dans la bande 3,5 GHz
  • SFR : 80 MHz
  • Bouygues Telecom : 70 MHz
  • Free Mobile : 70 MHz (dont une partie obtenue “en premier entrant” via le lot prioritaire)

À noter : la bande des 26 GHz, dite “bande millimétrique”, reste pour l’instant très peu exploitée en France, en phase d’expérimentation à Paris La Défense et dans quelques grandes villes (source : ANFR, “Observatoire des déploiements 5G”, 2023).

Au-delà de la technique : santé, société et nouvelles problématiques

Chaque fréquence, au-delà de ses propriétés physiques, soulève aussi d’autres questions — sanitaires, environnementales, géopolitiques.

La santé : l’impossible certitude ?

  • Les niveaux d’exposition aux radiofréquences sont réglementés (Décret n°2002-775, 2002) : 41 V/m pour la 900 MHz, par exemple.
  • ANSES (Agence nationale de sécurité sanitaire) conclut : “aucune preuve solide d’effets sanitaires graves aux niveaux d’exposition ambiants”, mais recommande de poursuivre les travaux sur les effets à long terme (Rapport 2021 sur la 5G).
  • Des “hotspots” de vigilance : le passage aux hautes fréquences (26 GHz) relance la réflexion, car la pénétration corporelle est moindre mais les interactions cellulaires sont mal connues.

“L’absence de certitude ne doit pas être prétexte à l’absence de questions.” — Collectif OndeClaire

Des usages nouveaux, des risques nouveaux ?

  • Les objets connectés (IoT) se multiplient : ils utilisent en grande partie la bande des 800/900 MHz (LoRaWAN, Sigfox...) mais aussi le réseau mobile classique, bouleversant la logique du “toujours plus de bandes”.
  • La géopolitique du spectre : qui contrôle les fréquences contrôle (en partie) les réseaux ; la question est d’actualité avec la 5G, entre alliances, tensions et normes (Voir “5G : l’Europe, la Chine et l’Amérique”, Le Monde Diplomatique, 2021).

“Entre science et sensation” : ce qui reste à explorer

Cartographier les fréquences, c’est comprendre la colonne vertébrale de notre société connectée. D’un côté, le spectre est partagé, millimétré, rationalisé — un “espace public” rationné selon des usages collectifs. De l’autre, il reste, pour une part, impalpable, enveloppé d’incertitudes, de fantasmes et de questions sans réponses tranchées.

Le passage de la parole — portée par la voix humaine en 900 MHz — au nuage de données qui circule à 3,5 GHz, puis bientôt à la quasi-instantanéité de la 26 GHz, interroge sur notre rapport au monde, à la proximité, à la distance.

Alors que le spectre s’anime de nouveaux usages (voitures autonomes, télémédecine, agriculture connectée), un fait s’impose : ce qui traverse nos murs traverse aussi, inexorablement, nos débats et nos représentations. La compréhension collective du spectre reste — elle aussi — un chantier ouvert.

Comme le notait déjà James Clerk Maxwell en 1865 : “Il est impossible d’échapper à l’influence permanente de l’électricité et du magnétisme.” À la lumière du XXIe siècle, il semble que nous en fassions plus que jamais l’expérience, sans toujours percevoir ce qui nous relie.

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