L'IA devrait à terme pouvoir être utilisée pour vérifier la cohérence des informations contenues dans les dossiers d'Information Mairie (DIM) et dans les rapports de simulation. Sur la base des informations qu'elle aura récupérées dans les documents opérateur, elle sera aussi à même d'évaluer les Expositions pour tous les Points de calcul situés en vue directe des antennes.  Début 2025, nous n'en sommes cependant pas encore là. 

Certaines IA par contre, comme les LLM 4o et o1 d'OpenAI, sont déjà capables de résoudre des problèmes assez complexes en mathématiques et en physique.  Elles savent : 

• lire des prompts en langage courant où sont renseignées toutes les informations dont elle a besoin, 

• trouver par elle-même la démarche à suivre et les formules à utiliser,

• proposer un résultat correct pour les niveaux d'Exposition.  

Nous avons développé un Utilitaire au format pdf appelé CalcEXPO_IA dont l'objectif est d'écrire les prompts permettant à une IA de calculer les niveaux d'Exposition à partir des Informations d'un DIM en suivant les préconisations de l'ANFR pour les simulations.

Ces prompts sont à recopier dans la barre de dialogue de l'IA. 

Attention, le prompt suppose que le Point de Calcul est en vue directe avec les antennes et se trouve en plus, pour l'antenne à faisceau fixe, dans le lobe principal de l'antenne défini par ses 4 directions (2 dans le plan horizontal et 2 dans le plan vertical) à -3dB, là où la puissance émise est égale à la moitié de la puissance émise dans la direction de l'axe de l'antenne (Puissance PIRE). Merci de ne pas utiliser le prompt quand les 2 conditions ne sont pas remplies.

Attention, passer par une IA pour calculer les niveaux d'Exposition est pour l'instant une façon de faire expérimentale. Elle peut conduire à des résultats erronés si vous n'utilisez pas une IA comme ChapGPT o1 capable de raisonner pour identifier les bonnes formules à utiliser et de vérifier ses calculs. 

La méthode recommandée actuellement pour les simulations des Expositions est bien entendu l'utilisation de la Calculette Radiofréquences LITE.

Table des Matières de la page

EXEMPLE : MODÈLE SIMPLIFIÉ DE PROMPT

Recopier d'abord ce prompt dans la barre de dialogue de l'IA sans le modifier. L'Exposition réelle générée par l'antenne-relais à faisceau fixe est de 2,23 V/m et elle est de 2,78 V/m pour l'antenne 5G 3500 MHz à faisceau orientable. 

Vérifier si l'IA que vous utilisez retrouve à peu près ces 2 valeurs. Comme le Prompt ne donne que très peu d'information sur la directivité de l'antenne à faisceau fixe, avec seulement les directions dans le plan horizontal et le plan vertical où l'atténuation de la puissance PIRE est de - 3 dB, la valeur trouvée par l'IA pour l'Exposition générée par cette antenne peut être différente des 2,23 V/m attendus. Noter que le Prompt fourni par l'utilitaire CalcEXPO_IA est plus précis que le prompt ci-dessous pour décrire la directivté des antennes.       

Les valeurs en rouge dans le PROMPT proviennent des informations fournies par l'Opérateur dans son DIM et dans son rapport de simulation.

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Tu vas calculer les niveaux d’expositions générées par une antenne-relais à faisceau fixe et une antenne-relais à faisceau orientable situées toutes les 2 au même endroit en France de cordonnées UTM   X = 460330 m et Y = 5410659 m. L’altitude de la base de l’immeuble support des 2 antennes est de 61 m. La hauteur par rapport au sol à mi-antenne est de 20,4 m pour l’antenne à faisceau fixe et de 21.0 m pour l’antenne à faisceau orientable. L’azimut de l’axe de l’antenne à faisceau fixe et de 310°.

Le Point où les Expositions sont calculées à les coordonnées UTM XPOI = 460303 m et YPOI = 5410734 m. L’altitude à la base de l’habitation où se trouve le Point de calcul est de 62 m. La hauteur par rapport au sol du Point de calcul est de 5 m.

L’antenne à faisceau fixe contient les systèmes radiatifs suivants caractérisés par leur fréquence, leur puissance PIRE et leur tilt d’antenne (positif vers le sol) :

-          2G_900, 30.8 dBW, 10°

-          3G_900, 30.8 dBW, 10°

-          4G_700, 33.14 dBW, 10°

-          4G_800, 33.14 dBW, 10°

-          4G_1800, 32.20 dBW, 6°

-          5G_2100, 32.20 dBW, 6°

-          4G_2600, 32.70 dBW, 6°

L’antenne 5G à faisceau orientable à une fréquence de 3500 MHz et une puissance PIRE de 49.03 dBW.

L’antenne à faisceau fixe n’émet pas toujours à pleine puissance et la puissance à prendre en compte est sa puissance PIRE – 4 dB.

L’antenne à faisceau orientable n’éclaire pas toujours le Point de calcul. Il en résulte que la puissance moyenne qu’elle envoie vers celui-ci est égale à sa PIRE – 13,5 dB. Par ailleurs, les flux montants et descendants utilisent tous les 2 la même fréquence. L’antenne n’émet pas tout le temps quand son faisceau est dirigé vers le Point de calcul. Il en résulte une atténuation supplémentaire de 1,25 dB de la puissance émise.

Le calcul des Expositions générées par les 2 antennes se fait derrière un vitrage simple, entrainant une atténuation de 2 dB.

Les calculs ne prendront en compte que les arrivées directes (les ondes réfléchies et diffractées sont exclues). Les calculs supposeront que les ondes arrivent perpendiculairement au vitrage. Dans le cas où le Point de calcul ne se trouve pas sur l’axe de l’antenne, on tiendra compte pour l’antenne à faisceau fixe des atténuations fonction de la fréquence liées aux déport en azimut et en élévation du point de calcul par rapport à l’axe.

Les systèmes de téléphonie mobile de l’antenne à faisceau fixe ont les caractéristiques suivantes pour l’angle d’ouverture à 3 dB : pour la Bande 690 MHz – 960 MHz, 64° pour l’azimut et 16° pour l’élévation, pour la Bande 1695 MHz – 2200 MHz, 60° pour l’azimut et 10° pour l’élévation et pour la Bande 2490 MHz – 2690 MHz, 65° pour l’azimut et 6° pour l’élévation,

On demande en V/m le niveau d’Exposition généré par chacune des 2 antennes (1 valeur d’Exposition pour l’antenne à faisceau fixe et 1 valeur d’Exposition pour l’antenne à faisceau orientable) ainsi que le niveau d’Exposition total.

La réponse doit être écrite en français. Tu donnes le détail des calculs. Tu fais à la fin un petit résumé avec les valeurs des 3 Expositions.

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Le prompt ci-dessus permet à l'IA d'évaluer les niveaux d'Exposition en respectant les préconisations de l'Agence Nationale des Fréquences (Lignes Directrices Nationales 2019). Le point de calcul doit être situé derrière un vitrage simple et avoir une vue directe sur les antennes. Il est tout à fait possible de complexifier le prompt, en demandant par exemple à l'IA de prendre en compte l'atténuation supplémentaire générée par l'angle d'incidence des ondes sur la fenêtre. 

Dans le cas d'un double vitrage, l'atténuation de 2 dB est à remplacer dans le prompt par une atténuation de 3.8 dB.

COMPARAISON ENTRE LES EXPOSITIONS CALCULÉES PAR L'IA ET CELLES OBTENUES AVEC LA CALCULETTE RADIOFRÉQUENCES LITE 

DÉTAIL DES CALCULS RÉALISÉS PAR L'IA SUR LA BASE DU PROMPT CI-DESSUS

Le texte ci-dessous est la copie intégrale du texte fourni par "OpenAI o1 preview" en réponse au prompt

1. Calcul du niveau d'exposition généré par l'antenne à faisceau fixe

a. Coordonnées et distances

• Coordonnées de l'antenne :

  • Xantenne = 460 330 m

  • Yantenne = 5 410 659 m

  • Altitudeantenne = 61 m + 20,4 m = 81,4 m

• Coordonnées du point de calcul (POI) :

  • XPOI = 460 303 m

  • YPOI = 5 410 734 m

  • AltitudePOI = 62 m + 5 m = 67 m

• Différences :

  • ΔX = XPOI - Xantenne = 460 303 m - 460 330 m = -27 m

  • ΔY = YPOI - Yantenne = 5 410 734 m - 5 410 659 m = 75 m

  • Distance horizontale (Dh) :

    • Dh= racine((−27)2+752)  ≈ 79,7 m

  • Différence d'altitude (Δh) :

    • Δh = Altitudeantenne - AltitudePOI = 81,4 m - 67 m = 14,4 m

  • Distance directe (D) :

    • D= racine(Dh2+Δh2) ≈ 81,0 m

b. Angles d'azimut et d'élévation

• Angle d'azimut (θaz) :

  • θaz = arctan(ΔX/ΔY) = arctan(−27/75) ≈ −19,7°

  • Ajustement pour obtenir un angle positif : θaz = -19,7° + 360° = 340,3°

• Déport en azimut (Δθaz) :

  • Δθaz = θaz – Azimutantenne = 340,3° - 310° = 30,3°

• Angle d'élévation (θel) :

  • θel = arctan(Δh / Dh) = arctan(14,4 / 79,7) ≈ 10,27°

• Déport en élévation (Δθel) :

  • Pour tilt de 10° : Δθel = θel - Tilt = 10,27° - 10° = 0,27°

  • Pour tilt de 6° : Δθel = 10,27° - 6° = 4,27°

c. Atténuations dues aux déports

• Formule d'atténuation :

  • A=12 (Δθ / HPBW)2 où HPBW est l’angle d’ouverture à 3 dB de l'antenne et A est en dB

• Atténuation en azimut (Aaz) :

  • Bande 690–960 MHz (HPBW = 64°) :

    • Aaz = 12 (30,3 / 64)2 ≈ 2,68 dB

  • Bande 1695–2200 MHz (HPBWaz = 60°) :

    • Aaz = 12 (30,3 / 60)2 ≈ 3,06 dB

  • Bande 2490–2690 MHz (HPBWaz= 65°) :

    • Aaz = 12 (30,3 / 65)2 ≈ 2,61

• Atténuation en élévation (Ael) :

  • Pour tilt de 10° :

    • HPBWel = 16°

    • Ael=12 (0,27 / 16)2 ≈ 0,0034 dB (négligeable)

  • Pour tilt de 6° :

    • Bande 1695–2200 MHz (HPBWel = 10°) :

      • Ael = 12 (4,27 /10)2 ≈ 2,19 dB

    • Bande 2490–2690 MHz (HPBWel = 6°) :

      • Ael = 12 (4,27 /6)2 ≈ 6,08 dB

• Atténuation totale (Atotal) :

  • Bande 690–960 MHz : Atotal=2,68 dB+0 dB=2,68 dB

  • Bande 1695–2200 MHz : Atotal=3,06 dB+2,19 dB=5,25 dB

  • Bande 2490–2690 MHz : Atotal=2,61 dB+6,08 dB=8,69 dB

d. Ajustement de la PIRE

• Formule : PIREajustée = PIREinitiale - 4 dB - Atotal - 2 dB

• Calculs :

  • 2G_900 et 3G_900 (30,8 dBW, tilt 10°) :

    • PIREajustée = 30,8 - 4 - 2,68 - 2 = 22,12 dBW

  • 4G_700 et 4G_800 (33,14 dBW, tilt 10°) :

    • PIREajustée = 33,14 - 4 - 2,68 - 2 = 24,46 dBW

  • 4G_1800 et 5G_2100 (32,20 dBW, tilt 6°) :

    • PIREajustée = 32,20 - 4 - 5,25 - 2 = 20,95 dBW

  • 4G_2600 (32,70 dBW, tilt 6°) :

    • PIREajustée = 32,70 - 4 - 8,69 - 2 = 18,01 dBW

e. Calcul du champ électrique (E) pour chaque système

• Formule : E = racine(30 × PW) / D où D est la distance à vol d’oiseau

• Conversion de PIRE en Watts : PW= 10(PIREajustée /10)

• Calculs :

  • 2G_900 et 3G_900 :

    • PW = 10^(22,12/10) ≈ 163,12 W

    • E = sqrt(30 × 163,12) / 81 ≈ 0,863 V/m

  • 4G_700 et 4G_800 :

    • PW = 10^(24,46/10) ≈ 281,17 W

    • E ≈ 1,134 V/m

  • 4G_1800 et 5G_2100 :

    • PW = 10^(20,95/10) ≈ 124,74 W

    • E ≈ 0,756 V/m

  • 4G_2600 :

    • PW = 10^(18,01/10) ≈ 63,24 W

    • E ≈ 0,538 V/m

f. Somme quadratique des champs électriques

• Calcul des carrés :

  • (0,863 V/m)² × 2 = 0,745 V²/m² × 2 = 1,49 V²/m²

  • (1,134 V/m)² × 2 = 1,286 V²/m² × 2 = 2,572 V²/m²

  • (0,756 V/m)² × 2 = 0,572 V²/m² × 2 = 1,144 V²/m²

  • (0,538 V/m)² = 0,289 V²/m²

• Somme des carrés :

  • ΣE² = 1,49 + 2,572 + 1,144 + 0,289 = 5,495 V²/m²

• Champ total :

  • Etotal = sqrt(5,495) ≈ 2,344 V/m

Le niveau d'exposition généré par l'antenne à faisceau fixe est donc d'environ 2,344 V/m.

2. Calcul du niveau d'exposition généré par l'antenne à faisceau orientable

a. Coordonnées et distances

• Altitude de l'antenne :

  • Altitudeantenne = 61 m + 21,0 m = 82,0 m

• Différence d'altitude (Δh) :

  • Δh = 82,0 m - 67 m = 15,0 m

• Distance directe (D) :

  • D = racine(79,72+15,02) ≈ 81,17 m

b. Ajustement de la PIRE

• Calculs :

  • PIREmoyenne = 49,03 dBW - 13,5 dB = 35,53 dBW

  • Atténuation supplémentaire : 1,25 dB

  • Atténuation vitrage : 2 dB

  • PIREajustée = 35,53 dBW - 1,25 dB - 2 dB = 32,28 dBW

c. Calcul du champ électrique (E)

• Conversion de PIRE en Watts :

  • PW = 10^(32,28/10) ≈ 1 692,29 W

• Champ électrique :

  • E = racine(30 × 1 692,29) / 81,17 ≈ 2,776 V/m

Le niveau d'exposition généré par l'antenne à faisceau orientable est donc d'environ 2,776 V/m.

3. Calcul du niveau d'exposition total

• Somme quadratique des champs :

  • Etotal = racine((2,344 V/m)² + (2,776 V/m)²) = racine(5,495 + 7,704) = racine(13,199) ≈ 3,634 V/m

Le niveau d'exposition total est donc d'environ 3,634 V/m.

Résumé des niveaux d'exposition

• Antenne à faisceau fixe : 2,344 V/m

• Antenne à faisceau orientable : 2,776 V/m

• Niveau d'exposition total : 3,634 V/m

Ces calculs montrent les niveaux d'exposition générés par chacune des antennes ainsi que le niveau total au point de calcul considéré, en tenant compte des atténuations et des caractéristiques spécifiques de chaque antenne.