Téléphonie mobile et antennes-relais : comment ça marche?

Dans le domaine de la téléphonie sans fil, les ondes radiofréquences sont émises à partir d’une antenne-relais, ou station de base, qui permet la mise en relation de l’utilisateur avec le réseau. Antennes et terminaux (téléphones portables, tablettes…) sont des émetteurs-récepteurs : chaque terminal est capable de distinguer le signal qui lui est envoyé par l’antenne et d’émettre à son tour vers l’antenne de son opérateur la plus proche. Le signal vocal est transformé en un signal électrique émis par l'antenne du téléphone mobile sous forme d'ondes radiofréquences vers l'antenne relais.

A chaque antenne ses caractéristiques : sa hauteur, la technologie utilisée, sa puissance d’émission, sa direction (azimut, tilt), les bandes de fréquence concernées et l’opérateur. Les réseaux de téléphonie mobile sont dits cellulaires : chaque antenne assure la couverture d’une zone géographique donnée, la cellule. La taille de la cellule est définie en fonction de l’intensité du trafic, liée à l'importance de la population desservie sur la zone, et de la présence d’obstacles à la propagation des ondes (bâtiments hauts, relief) : ainsi, une puissance identique peut permettre de rayonner sur plusieurs kilomètres en zone rurale (usagers peu nombreux, peu d’obstacles) contre seulement quelques centaines de mètres en zones urbaine dense. Pour cette raison, le réseau est de plus en plus complété par des microantennes et des antennes d’intérieur pour assurer une qualité suffisante notamment à l’intérieur des bâtiments.

En termes d’exposition, le niveau de champ électromagnétique en tout point dépend donc de la distance par rapport à l’émetteur, de la présence d’obstacles et de leur nature (épaisseur des murs, matériaux employés par exemple). Enfin, l’utilisateur est exposé à la fois aux ondes émises par les antennes-relais et par son terminal, dont les niveaux sont liés : ainsi la puissance instantanée d’émission d’un téléphone mobile est en permanence ajustée à celle de la station de base pour permettre une qualité de service suffisante. Lorsqu'un appareil mobile est utilisé en mouvement, pendant un voyage en train par exemple, l'antenne correspondant à la cellule prend successivement en charge le signal émis.