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Technologie 5G

Une révolution en marche

Les nouveaux réseaux mobiles de 5e génération sont en cours de déploiement. Les consommateurs vont bientôt pouvoir regarder des films en haute définition et appeler leurs proches en visioconférence pendant leurs déplacements, sans rencontrer de problèmes de connexion. Nous n'en sommes pourtant qu'aux prémices de cette révolution technologique qui va durablement changer le monde. Demain, le haut débit mobile fiable et en temps réel sera une réalité, permettant un nombre illimité de connexions Internet et ouvrant la voie à toute une série d’applications révolutionnaires. Des perspectives particulièrement prometteuses pour les clients d’Air Liquide de l’industrie des semi-conducteurs qui fournissent l’infrastructure de la 5G.

Pour les experts en télécommunications, l’intérêt prononcé du public et des gouvernements pour la 5G et ses réseaux mobiles haut débit est assez surprenant. Après tout, le déploiement d’un nouveau réseau mobile n’a rien de nouveau : comme son nom l’indique, la 5G est la 5e génération en date. Si la 2G est arrivée sans faire de vagues, la 3G a attiré l’attention des États (qui ont mis la bande passante aux enchères pour générer des bénéfices exceptionnels), tandis que la 4G a plutôt fait parler d’elle dans le secteur de la technologie. Quant à la 5G, elle fait couler beaucoup d'encre dans le monde entier : géopolitique, guerres commerciales, populisme, théories du complot... c’est la première fois que le déploiement d’une nouvelle génération de réseaux suscite autant de réactions.

Dans ce contexte, il est facile de se laisser porter par le discours actuel annonçant l’arrivée « imminente » de la 5G. En réalité, elle est déjà là. Le déploiement a commencé en 2019 et devrait se terminer d’ici quatre ans dans les pays développés. En 2025, près des deux tiers de la population mondiale seront couverts, et c’est à ce moment-là que tout le potentiel de transformation de la 5G commencera à intégrer notre quotidien.

La technologie 5G en bref

La norme 5G repose sur un ensemble de 6 400 brevets portant sur trois technologies clés. Premièrement, les réseaux mobiles actuels utilisant les bandes de fréquence 0-6 GHz seront étendus jusqu'à 52,6 GHz avec la 5G. Cette augmentation du spectre permet d’exploiter des fréquences plus élevées qui se traduiront par des vitesses de téléchargement avoisinant des dizaines de gigabits par seconde, avec une latence faible (c’est-à-dire sans délai). Deuxièmement, les antennes 5G dirigent les ondes radio directement vers les appareils plutôt que de les diffuser dans toutes les directions. Cette technologie appelée beamforming améliore la qualité du signal. Troisièmement, les antennes Massive MIMO ( Multiple-Input, Multiple-Output) fournissent des centaines d’antennes au sein d’un seul réseau : elles peuvent donc atteindre des milliers d’appareils différents simultanément.

Grâce à l’extension du spectre qui augmente la vitesse et réduit la latence, le beamforming qui améliore la qualité du signal et les MIMO qui permettent d’atteindre un plus grand nombre d’appareils sans interruption, la 5G offre une multitude de nouvelles possibilités qui relevaient encore récemment de la science-fiction. Certes, la fiabilité des connexions haut débit nous permet de regarder des contenus sur notre smartphone ou d’appeler nos proches en visioconférence en toute tranquillité, mais les avantages ne s’arrêtent pas là : avec la 5G, les machines peuvent s’interconnecter, et les entreprises peuvent gérer des processus de sécurité critiques à distance.

La montée en puissance de l’Internet des Objets

C’est l’essence même de la M2M (« la communication de machine à machine ») et de l’IoT (Internet of Things ou « Internet des Objets » en français). À partir de 2024, la 5G offrira une latence ultra-faible, avec des délais de connexion de quelques millisecondes seulement. Par ailleurs, les pannes et les temps d’arrêt seront comparables à ceux des connexions filaires haut débit. Nous pourrons ainsi exploiter les réseaux mobiles qui, jusqu’à présent, n’étaient pas suffisamment fiables ou sécurisés. Dans l’industrie par exemple, il sera possible de connecter des lignes de production entières. Etant donné que les différentes parties du système peuvent communiquer de manière fiable et en temps réel, de nouvelles opportunités d’automatisation vont voir le jour.

Véhicules autonomes : de la science-fiction à la réalité

La 5G va également révolutionner le domaine de la conduite automatisée en accélérant considérablement son évolution et sa démocratisation. En effet, les véhicules autonomes sont déjà présents dans les usines et les entrepôts sans interférences extérieures, où la connectivité est toujours stable. Lorsque le déploiement de la 5G aura amélioré le débit des connexions et rendu l’accès vraiment fiable dans les zones urbaines (et rurales, à terme), le déploiement de la conduite autonome dans de nombreux contextes différents pourra être envisagé.

Médecine : au-delà des téléconsultations

Grâce à la 5G, la digitalisation des services médicaux va passer à la vitesse supérieure. Premièrement, le haut débit offert par la 5G permettra aux patients habitant dans des zones isolées où la connexion Internet est faible de bénéficier de la téléconsultation. De leur côté, les médecins pourront envoyer et recevoir des images haute résolution et les partager avec leurs patients et avec d’autres professionnels de santé. Mais la véritable révolution portera sur la chirurgie à distance : l’arrivée de la 5G supprimera toutes les barrières à l’adoption de cette nouvelle technologie, permettant ainsi aux chirurgiens de contrôler des robots pour réaliser des procédures médicales à distance, par exemple.

Évidemment, cet avenir est encore lointain, mais l’infrastructure qui rendra possibles ces scénarios futuristes est en cours d’installation en ce moment même. Si la frénésie et les débats médiatiques autour de la 5G déconcertent les professionnels des télécommunications, il est peut-être finalement plus surprenant que l’intérêt public et politique vis-à-vis de cette technologie ne soit pas encore plus fort.

Entretien avec Benjamin Jurcik, DTI pour l’activité Électronique d’Air Liquide

En tant que DTI Électronique, vous surveillez de près les avancées technologiques. Comment la 5G va-t-elle changer notre quotidien ?

Tout d’abord, parlons de ce qui ne va pas changer avec la 5G. Par exemple, la plupart des gens ne feront pas la différence entre une bonne connexion 4G et la 5G sur leur smartphone. En revanche, la 5G va permettre d’augmenter progressivement le nombre d’appareils connectés, tout en améliorant de manière significative la qualité de la connexion. Pour faire simple, avec un nombre croissant d’appareils connectés et une connectivité nettement plus rapide et plus fiable qu’avant, une multitude d’applications deviennent possibles.

S’agit-il par exemple des véhicules autonomes ?

Tout à fait. À moyen ou long terme, la 5G rendra possible la conduite automatisée, ainsi qu’une infinité de fonctions dans le domaine des villes intelligentes. Dans le secteur de la médecine, les chirurgiens pourront opérer à l’aide de robots télécommandés, ce qui leur permettra de réaliser des procédures hautement spécialisées sur un plus grand nombre de patients à moindre coût, tout en limitant les déplacements. Ces deux applications nécessitent une sécurité absolue, qui sera enfin rendue possible par la rapidité et la fiabilité de la connectivité 5G.

Mais avant cela, nous assisterons à la montée en puissance rapide de la réalité virtuelle et augmentée : nos clients dans le secteur des semi-conducteurs travaillent déjà avec leurs propres clients pour développer les puces nécessaires à ces applications. On voit aussi naître des applications pour l'usine intelligente : les machines vont pouvoir  communiquer ensemble à l’échelle de leur site, ce qui améliorera considérablement la productivité, l’efficacité et la sécurité. Ce sera l’un des premiers scénarios 5G à être adopté en masse.

La 5G va-t-elle transformer les installations d’Air Liquide ?

Oui, bien sûr ! En tant que leader de son secteur, Air Liquide intégrera les technologies 5G dans toutes ses divisions et développera de nouvelles applications qui exploitent la connectivité efficace de la 5G. Nous pourrons notamment améliorer la gestion de notre chaîne d’approvisionnement, ou renforcer la sécurité et la fiabilité, pour ne citer que quelques exemples.

L'impact le plus tangible pour l’activité d’Air Liquide sera l’augmentation de la demande de nos clients dans l’industrie des semi-conducteurs. Tous les segments de ce marché (logique, analogique, mémoire et discret) seront positivement impactés par le déploiement de la 5G, ce qui stimulera la demande pour tous les matériaux que nous fournissons au secteur des semi-conducteurs : gaz vecteurs, matériaux de spécialité, matériaux avancés ; il y aura également une forte demande d’équipements, d’installations et de services. Le secteur des semi-conducteurs est déjà en plein essor, et ce, même depuis l’arrivée de la pandémie de COVID-19. Le déploiement de la 5G va donc décupler sa croissance.

Article publié le 04 mars 2021