Calculer les Expositions avec les 3 utilitaires

👉 Les trois utilitaires proposés sur cette page, utilisés en séquence, permettent de calculer en ligne les Expositions générées par une antenne-relais à faisceau fixe (antenne classique) et par une antenne-relais à faisceau orientable (antenne 5G 3500 MHz) :

• Le premier utilitaire est consacré à la Géométrie "Antennes - Point de Calcul" :

  • Il suppose que l'antenne à faisceau fixe et l'antenne à faisceau orientable sont situées au même endroit,

    • Les deux antennes peuvent cependant avoir des hauteurs à mi-antenne (HMA) légèrement différentes. Suivant la précision recherchée, on pourra utiliser soit une seule géométrie pour les 2 antennes, avec la HMA la plus pénalisante pour les Expositions, soit deux géométries.

  • Par défaut, les coordonnées et les altitudes au sol des antennes et du Point de caclul sont lues par l'utilitaire directement sur une carte IGN. Cette approche cartographique dispense l'utilisateur d'avoir à rechercher les valeurs numériques de ces paramètres.

• Le second évalue les atténuations liées au fait qu'en général, le point de calcul des Expositions n'est pas situé sur l'axe de l'antenne :

  • L'utilitaire évalue l'atténuation totale liée au déport à l'axe de l'antenne pour chaque bande de fréquences de l'antenne.

  • L'utilisateur doit choisir un modèle d'antenne parmi une liste. Chaque modèle a ses propres diagrammes de rayonnement.

    • Des informations sont données pour facilier le choix du modèle d'antenne à utiliser.

• Le troisième calcule les Expositions à partir des informations fournies par les deux premiers :

  • La méthode de calcul suit à la lettre celle préconisée par l'Agence Nationale des Fréquences dans ses lignes directrices nationales.  

  • Les calculs sont réalisés par bande de fréquences :

    • Une antenne à faisceau fixe peut avoir jusqu'à trois bandes de fréquences : BF, MF et HF

    • Une antenne à faisceau orientable n'a qu'une seule bande de fréquences : 3500 MHz

👉 Un code couleur permet de visualiser rapidement les résultats de calcul à copier d'un utilitaire à l'autre

• Distance à vol d'oiseau (violet) : à copier de l'utilitaire 1 à l'utilitaire 3,  

• Déport à l'axe en azimut (vert) : à copier de l'utilitaire 1 à l'utilitaire 2,

• Déport à l'axe en élévation (marron) : à copier de l'utilitaire 1 dans l'utilitaire 2,

• Atténuation totale liée au déport à l'axe (mauve) : à copier de l'utilitaire 2 à l'utilitaire 3.

👉 Simplifier la géométrie des antennes permettent d'alléger les calculs, mais au détriment de la précision. Vous pouvez :

• Prendre la même hauteur à mi-antenne pour l'antenne à faisceau fixe et pour l'antenne à faisceau orientable,

• Utiliser un tilt moyen unique pour tous les axes des éléments radiatifs de l'antenne à faisceau fixe (3G 900 MHz, 4G 700 MHz, ...,4G 2600 MHz).

👉 Programme de simulation alternatif aux calculs en ligne proposés sur cette page :

• Utiliser la Calculette Radiofréquences LITE disponible ici. Elle nécessite l'installation d'Acrobat Reader ou de Power PDF. 

• Le simulateur de la Calculette évalue les Expositions de façon entièrement automatisée et sans aucune approximation. Deux méthodes de calcul des Expositions sont proposées :

  •  la première par bande de fréquences, identique à la méthode utilisée ici,

  •  et la seconde par élément radiatif.

1. Utilitaire Géométrie "Antennes - Point de calcul" à partir d'une carte IGN

👉 Objectif de l’utilitaire

Cet utilitaire réalise une analyse cartographique de la géométrie "antennes-relais et d’un point de calcul des expositions".  Il calcule les paramètres géométriques qui sont pertinents pour alimenter une simulation des Expositions.

Il permet notamment de :

• Positionner rapidement sur une carte IGN un point de calcul des expositions et une antenne-relais, par simple clic sur la carte ;

• Positionner une antenne-relais en affichant, si nécessaire, les supports d’antennes de l’ANFR ;

• Accéder au site Cartoradio de l’ANFR afin de rechercher, si elle n’est pas connue, la hauteur à mi-antenne (HMA) de l’antenne, à partir des hauteurs d’antennes renseignées dans Cartoradio ;

• Accéder au site Cartoradio de l’ANFR afin de rechercher, si on ne le connaît pas, l’azimut de l’axe de l’antenne susceptible d’impacter le plus l’exposition au niveau du point de calcul ;

• Récupérer, si elles ne sont pas connues, les altitudes au sol de l’antenne et du point de calcul à partir de la carte IGN ;

• Calculer la distance horizontale et la distance à vol d’oiseau entre l’antenne-relais et le point de calcul ;

• Calculer les déports angulaires en azimut et en élévation du point de calcul des expositions par rapport à l’axe de l’antenne ;

• Identifier sur la carte la zone située dans un cercle de rayon donné centré sur l’antenne, par exemple 100 m ;

• Identifier les établissements particuliers accueillant des personnes sensibles situés à proximité de l’antenne.

Conformément à l’arrêté du 12 octobre 2016, décret d’application de la loi Abeille de 2015, les établissements particuliers concernés regroupent les crèches, les établissements scolaires et les établissements de soins situés à moins de 100 m des antennes.

Attention : l’identification des établissements particuliers fournie par l’utilitaire n’est pas nécessairement exhaustive.

👉 Fonctionnement

L’utilisateur commence par renseigner une adresse de la zone d’intérêt dans la barre de recherche. Si l’adresse n’est pas reconnue directement, l’utilitaire peut proposer jusqu’à cinq adresses possibles.

L’utilisateur définit ensuite un ou deux points sur la carte par clic gauche :

• lorsque deux points sont définis, le premier point, appelé Point 1, correspond par convention au point de calcul des expositions ;

• le second point, appelé Point 2, correspond par convention à l’antenne-relais.

Le centre du cercle est toujours le dernier point défini sur la carte. En pratique, lorsque les deux points ont été saisis, ce centre correspond donc au Point 2, c’est-à-dire à la position de l’antenne.

L’export au format PNG est limité à la carte seule. Les informations numériques calculées et affichées par l’utilitaire ne sont pas incluses dans cet export.

👉 Informations numériques à renseigner pour calculer les déports angulaires du Point de calcul à l'axe de l'antenne

L’utilisateur doit renseigner les informations suivantes :

• l’azimut de l’axe de l’antenne ;

• le tilt de l’axe de l’antenne ;

• la hauteur à mi-antenne (elle peut varier suivant que l'on s'intéresse à l'antenne à faisceau fixe ou à faisceau orientable du site).

Ces trois informations sont généralement fournies par les opérateurs de téléphonie mobile dans leurs dossiers d’information mairie (DIM) ou dans leurs rapports de simulation. Lorsque ces documents ne sont pas disponibles :

• l’azimut ainsi qu’une hauteur à mi-antenne approchée peuvent être obtenus dans Cartoradio,

• en l’absence d’information précise sur le tilt de l’axe de l’antenne, il est recommandé d’utiliser par défaut un tilt moyen de 5°.

L’utilisateur doit également renseigner la hauteur du point de calcul par rapport au sol. Cette valeur est choisie par l’utilisateur en fonction de la situation étudiée.

Enfin, l’utilisateur doit disposer de l’altitude au sol de l’antenne et de l’altitude au sol du point de calcul. Deux modes d’utilisation sont possibles :

• si ces deux informations ne sont pas disponibles, il convient de cocher la case Altitude IGN de l’utilitaire ; les altitudes IGN sont alors utilisées automatiquement. L’utilitaire inscrit alors les altitudes au sol retenues dans les deux champs prévus à cet effet ;

• si des altitudes provenant d’une autre source sont préférées, par exemple Google Earth, il convient de décocher la case Altitude IGN et de saisir manuellement les deux valeurs.

Le rayon du cercle sert à définir une zone circulaire sur la carte, centrée sur le dernier point sur lequel l’utilisateur a cliqué.

👉 Remarques pratiques

L’utilitaire permet d’afficher les supports d’antennes de l’ANFR afin d’aider au repérage de l’antenne étudiée. Il permet également d’ouvrir directement le site Cartoradio de l’ANFR au niveau du dernier point cliqué sur la carte, ce qui facilite la recherche des caractéristiques de l’antenne.

Les altitudes au sol jouent un rôle important dans les calculs. Elles interviennent notamment dans le calcul de la différence d’altitude entre l’antenne et le point de calcul, ainsi que dans le calcul du déport en élévation. Il est donc recommandé de vérifier avec attention les valeurs utilisées.

Plusieurs rendus cartographiques sont disponibles, avec différents overlays (courbes de niveaux, cadastre, etc.). Quand on modifie le rendu cartographique, en passant par exemple d'une carte simple à une carte aérienne, les balises symbolisant le Point 1 et le Point 2 réapparaissent automatiquement au bout de deux secondes.  

👉 Les résultats clés fournis par l’utilitaire

L’utilitaire fournit trois résultats essentiels, qui décrivent entièrement la géométrie entre l’antenne et le point de calcul. Ces trois grandeurs constituent les seuls paramètres géométriques intervenant réellement dans le calcul des expositions :

• la distance à vol d’oiseau entre l’antenne et le point de calcul (à recopier dans l'utilitaire n°3);

• le déport angulaire azimutal du point de calcul par rapport à l’axe de l’antenne, mesuré dans le plan horizontal ; il est positif lorsque le point de calcul est situé à droite de l’axe (à recopier dans l'utilitaire n°2);

• le déport angulaire en élévation du point de calcul par rapport à l’axe de l’antenne, mesuré dans le plan vertical ; il est positif lorsque le point de calcul est situé sous l’axe de l’antenne (à recopier dans l'utilitaire n°2).

L’utilitaire fournit également les coordonnées X et Y de l'antenne et du point de calcul dans le système UTM. Les coordonnées affichées sont données dans le fuseau de l'antenne (le Point 2). Elles peuvent donc être utilisées pour calculer la distance antenne - point de calcul même quand le Point 1 et le Point 2 ne sont pas sur le même fuseau. La conversion latitude - longitude en X - Y utilisée par l'utilitaire donne un résultat correct pour toutes les localisations. Les X et Y sont utilisables directement dans le simulateur de la Calculette Radiofréquences LITE.

👉 Exemple

Un exemple d'utilisation de l'utilitaire est fourni au bas de cette page.

Coller ici une carte / image de référence

👉 Vous pouvez copier ci-dessous, si vous le souhaitez, une image extraite de Google Earth ou une carte d'Expositions extraite d'un rapport de simulation afin de positionner précisément les Points 1 (localisation du point de calcul des Expositions) et 2 (localisation des antennes).

•  Ce module offre une aide visuelle afin de faciliter l'utilisation de l'utilitaire n°1. Il n'intervient pas dans les calculs.

2. Utilitaire Calcul des atténuations liées au déport à l'axe de l'antenne

👉 Choisissez un modèle d'antenne-relais dans la liste déroulante ci-dessous (information sur les antennes). 

• Les six premiers modèles de la liste sont des antennes Huawei à faisceau fixe

• Les deux derniers modèles sont des antennes 5G 3500 à faisceau orientable (antennes Ericsson et Nokia).

👉 Reportez dans l'utilitaire les deux déports angulaires fournis par l'analyse cartographique de la géométrie Antenne - Point de calcul.

👉 Résultats

L'utilitaire identifie combien de bandes de fréquences sont à prendre en compte en fonction du modèle d'antenne choisi.

L'utilitaire calcule pour chaque bande de fréquences de l'antenne les atténuations supplémentaires à prendre en compte dans le calcul des Expositions (utilitaire n°3) quand le Point de calcul n'est pas situé sur l'axe des antennes.

• Reporter l'atténuation totale liée au déport dans l'utilitaire n°3.

3. Utilitaire Calcul des Expositions par bande de fréquences

👉 Vous devez préalablement avoir calculé:

• La distance à vol d'oiseau entre les antennes et le point de calcul des Expositions (dans l'Utilitaire n°1), 

• Les atténuations liées au déport à l'axe des antennes, pour chacune des bandes de fréquences de l'antenne à faisceau fixe et pour la bande 3500 MHz de l'antenne 5G à faisceau orientable (dans l'Utilitaire n°2),

  • le nombre de bandes de fréquences de l'antenne à faisceau fixe est fourni par l'Utilitaire n°2. Il dépend du modèle d'antenne sélectionné.

👉 Vous devez aussi connaître les puissances PIRE des différents éléments radiatifs de l'antenne à faisceau fixe (FF) et/ou de l'antenne à faisceau orientable (FO). Les PIRE sont données dans les documents des opérateurs (dossier d'information mairie ou rapport de simulation).

👉 Informations à renseigner dans l'utilitaire :

• La distance à vol d'oiseau entre l'antenne et le Point de calcul, pour l'antenne à faisceau fixe et pour l'antenne à faisceau orientable. Les deux valeurs ne sont pas forcément les mêmes, en fonction de la hauteur à mi-antenne de chaque antenne. Cette information est fournie par l'Utilitaire n°1 sur cette page. Faire deux calculs dans l'Utilitaire n°1 si les deux antennes n'ont pas la même hauteur par rapport au sol.

• Le nombre de bandes de fréquences de l'antenne à faisceau fixe,

• Le type de vitrage qui est interposé entre l'antenne et le point de calcul,

• Pour chaque bande de fréquences de l'antenne à faisceau fixe, les puissances PIRE des éléments radiatifs dont la fréquence est dans la bande,

• La puissance PIRE de l'antenne 5G à faisceau orientable,

• Pour chaque bande de fréquences de l'antenne à faisceau fixe, l'atténuation totale liée au déport angulaire du point de calcul à l'axe. Cette atténuation est fournie par l'Utilitaire n°2 sur cette page,

• L'atténuation totale liée au déport angulaire à l'axe pour l'antenne 5G 3500 MHz.  Cette atténuation est fournie par l'Utilitaire n°2.

👉 Méthode de calcul des expositions : 

Les calculs suivent à la lettre les préconisations de l'Agence Nationale des Fréquences (Lignes directrices nationales). 

Les atténuations suivantes sont appliquées aux puissances PIRE :

• Pour les éléments radiatifs de l'antenne à faisceau fixe : 4 dB (parce que l'antenne n'émet pas tout le temps à sa puissance maximale),

• Pour l'antenne 5G 3500 MHz à faisceau orientable : 

  • 13,5 dB parce qu'un point donné n'est éclairé par le faisceau de l'antenne que 4,4 % du temps,

  •  auquel s'ajoute 1,25 dB parce que l'antenne n'émet que 75 % du temps (le flux montant vers l'antenne voyage en effet sur la même bande de fréquence que le flux descendant, ce qui force l'antenne 5G 3500 MHz à cesser d'émettre par moment).

Les atténuations suivantes sont utilisées lorsqu'un vitrage est interposé entre l'antenne et le point de calcul :

• Vitrage simple : 2 dB (Exposition en V/m divisée par 1,26),

•  Vitrage double : 3,8 dB (Exposition en V/m divisée par 1,55), 

• Vitrage à faible émissivité : 25 dB (Exposition en V/m divisée par 17,78). 

👉 Résultats fournis par l'utilitaire : 

• Exposition en V/m générée par l'antenne à faisceau fixe,

• Exposition en V/m générée par l'antenne à faisceau orientable,

• Exposition totale en V/m générée par les deux antennes.

Note : l'Utilitaire fournit les mêmes valeurs d'Exposition que la Calculette Radiofréquences LITE.

Étude complète d’un cas réel

👉 Le site est situé 96 avenue de la République à Fontenay-sous-Bois

• Analyse de la géométrie antenne - point de calcul des Expositions

• Calcul des atténuations liées au déport à l'axe des antennes

• Calcul des Expositions générées par l'antenne à faisceau fixe et par l'antenne à faisceau orientable