Architecture systèmes et réseaux

Réseaux de communications mobiles et souveraineté numérique : un rapport pour y voir plus clair

Date:
Mis à jour le 19/10/2021
Dans un récent rapport, l’Académie des sciences alerte sur les risques de décrochage économique et de perte de souveraineté si la France, et plus globalement l’Europe, ne consacre pas l’attention et les ressources en recherche nécessaires au développement des nouvelles générations de réseaux de communications mobiles. Décryptage avec François Baccelli, directeur de recherche au centre Inria de Paris et coordinateur du rapport.
rapport 5G
La salle anéchoïde d'Inria Sophia Antipolis, appelée R2lab ("Reproductible Research"), fait partie d'une plateforme d'expérimentation nationale appelée FIT (Future Internet of Things). Crédit : @Inria / C.Morel

« L’impact de ces types de réseaux va bien au-delà de ce qui est aujourd’hui perçu »

En 1991 naissait la 2G, le véritable premier réseau numérique, suivi dix ans plus tard par la 3G en 2001, puis la 4G, en 2010. Rapidement adoptés par les populations du monde entier, ces réseaux de communications mobiles ont, chacun son tour, apporté des innovations considérables. Si l’on pense d’emblée à la multiplication par dix du débit à chaque nouvelle génération, la 4G, par exemple, a permis l’unification des communications mobiles et de l’accès à Internet, notamment rendue possible par l’utilisation d’IP (Internet Protocol), puis par l’introduction en 2008 de l’iPhone, qui a ouvert la voie à l'industrie des smartphones, ces objets technologiques devenus, en quelques années, les plus vendus et utilisés au monde.

La 5G, de son côté, promet elle aussi une multiplication par dix du débit, mais aussi et surtout des nouvelles infrastructures de communications capables de modifier en profondeur un grand nombre de secteurs de l’industrie, des services, ou encore des transports.

« L’augmentation des débits n’est qu’une partie limitée de la raison d’être de ces nouveaux réseaux. Il y a tout un ensemble d’apports qui vont être cruciaux pour le tissu industriel, pour les services et le contrôle d’infrastructures critiques. Mais pour le moment, le grand public n’a pas d’information précise sur ces fonctionnalités, qui ne sont pas encore entièrement développées », explique François Baccelli.

5G : Pour qui ? Pour quoi ? Et pour quand ?

Un effort mondial considérable

L’évolution des réseaux de communications mobiles s’appuie sur des innovations majeures, en physique (focalisation des ondes électromagnétiques), théorie des communications (théorie de l'information, codage), en mathématiques (géométrie stochastique, ordonnancement), dans le domaine du logiciel (virtualisation, orchestration) et dans celui de l'électronique. L’architecture des réseaux, l’organisation des cellules et du réseau de collecte, la répartition des fonctionnalités entre le cœur et la périphérie du réseau ont été transformées au fur et à mesure des générations de réseaux de communications, permettant aujourd’hui, au-delà de l’augmentation des débits, le respect de contraintes temporelles pour l’acheminement des messages et le développement de nouveaux concepts comme le calcul et les services en périphérie de réseaux.

Cet effort international est canalisé par des normes mondiales définies par divers organismes de normalisation dont le 3GPP (3rd Generation Partnership Program), organisation internationale réunissant avec succès les industriels et chercheurs du domaine. Tous ces acteurs travaillent conjointement à la définition des infrastructures de communications du futur, ce qui permet une interopérabilité entre tous les appareils, ce dans tous les pays.

Verbatim

Il y a un effort planétaire à la base de l’évolution des réseaux de communications mobiles. Il est important de souligner une créativité exceptionnelle, aujourd’hui, dans ce cadre, dans tous les domaines allant de la théorie de l'information multi-utilisateurs à la virtualisation et au développement de nouveaux services en périphérie de réseau. 

Auteur

François Baccelli

Poste

Directeur de recherche au centre Inria de Paris et coordinateur du rapport

Un nombre limité d’acteurs

Pourtant, si certains pays prennent le sujet à bras-le-corps, en établissant des stratégies à long terme avec des investissements massifs, la France, très forte dans les années quatre-vingt-dix, a perdu en compétences ces trente dernières années, à la fois dans la recherche et dans l’industrie, explique le rapport de l'Académie des sciences, qui pointe du doigt « la faiblesse des appels actuels de l’ANR sur ce sujet ». « Nous devons développer notre créativité académique et industrielle dans ce domaine », indique François Baccelli.

Même constat au niveau de l’Europe, qui se doit selon le rapport de définir une stratégie prenant en compte ses points forts, notamment la présence de deux constructeurs de stature mondiale que sont Nokia et Ericsson, et ses points faibles, dans le domaine des circuits et des services. « Il faut bien comprendre les conséquences pour l’économie dans son ensemble, d’une situation dans laquelle nous n’aurions plus de maîtrise et de contrôle des futures infrastructures de réseaux », précise François Baccelli.

Un enjeu de souveraineté évident

Il est ainsi nécessaire, selon le rapport, de reconsidérer la question de la souveraineté dans ce secteur au niveau européen. Celle-ci repose sur trois grands volets : la souveraineté dans le domaine des matériels (circuits, terminaux, stations de base, antennes), celle dans le domaine des données, au-delà des données échangées par les utilisateurs (données de géolocalisation, données collectées par des capteurs et des actuateurs) et enfin celle dans le domaine des systèmes (système de contrôle du réseau proprement dit, systèmes en silo pour les divers types de secteurs industriels et les logiciels associés).

Verbatim

La situation industrielle est simple, puisque le nombre d’équipementiers européens est limité. Nous devons ainsi assurer le soutien de ces acteurs, ce qui passe par le renforcement de la créativité scientifique de notre tissu académique dans ce domaine.

Auteur

François Baccelli

Ce dernier alerte cependant sur l’importance de trouver un réel équilibre, dans la recherche publique, entre soutien des industriels, et développement d’une capacité scientifique indépendante : « Lorsqu’on a commencé à travailler sur ce rapport, on a découvert que certaines études publiées sur les réseaux de communications mobiles, et portant sur les interrogations du public, n'ont pas de bases scientifiques rigoureuses. Il est essentiel d’avoir des groupes de recherche indépendants, capables de répondre à ces questions, pour en comprendre réellement les rouages. »

Le rapport appelle pour finir à soutenir l’effort actuel d’identification par la Commission européenne d’une liste de secteurs critiques pour lesquels il est impératif de dépasser les lois du marché sous leur forme actuelle et de recommander une intervention de la puissance publique : « Les premiers secteurs identifiés sont l'aéronautique, le spatial et la défense (discours du Commissaire Thierry Breton du 21 février 2021) ; il est urgent d’y ajouter les télécommunications », précise le rapport.

La souveraineté numérique n'est qu'une des neuf questions étudiées dans le rapport. Parmi les autres questions traitées dans le rapport et actuellement largement débattues dans la société, on retiendra celle du bilan énergétique et celle de l'impact sur la santé.

Composition du groupe de travail du rapport de l’Académie des sciences

  • Serge ABITEBOUL (membre de l’Académie des sciences, directeur de recherche à l’Institut national de recherche en informatique et automatique (Inria), membre du Collège de l’ARCEP)
  • Daniel ANDLER (membre de l’Académie des sciences morales et politiques, professeur émérite à Sorbonne Université)
  • François BACCELLI (membre de l’Académie des sciences, directeur de recherche à l’Institut national de recherche en informatique et automatique (Inria), École normale supérieure)
  • Gérard BERRY (membre de l’Académie des sciences, professeur émérite au Collège de France)
  • Catherine BRÉCHIGNAC (secrétaire perpétuel honoraire de l’Académie des sciences)
  • Sébastien CANDEL (ancien président de l’Académie des sciences, professeur des universités émérite à Centrale Supélec, Université Paris-Saclay)
  • Mathias FINK (membre de l’Académie des sciences, professeur à l’École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la ville de Paris (ESPCI Paris – PSL))
  • Éric MOULINES (membre de l’Académie des sciences, professeur à l’École polytechnique)