5G et industrie : la France est-elle en retard ?

La 5G a com­men­cé à être ins­tal­lée sur le ter­ri­toire fran­çais en 2020. Cette cin­quième géné­ra­tion de télé­pho­nie mobile sur­vient à la suite des pré­cé­dentes. Ces géné­ra­tions, se suc­cèdent toutes au même rythme d’environ tous les dix ans et marquent cha­cune une évo­lu­tion tech­no­lo­gique : après la voix (2G), le texte et les SMS (3G), puis l’internet mobile (4G), la 5G per­met désor­mais d’offrir des débits plus impor­tants, un temps de latence plus faible et de connec­ter bien plus d’ob­jets. Son rayon d’action est donc bien plus large que les seules uti­li­sa­tions grand public.

[Vidéos pro­duites en par­te­na­riat avec l’Ecole Poly­tech­nique Exe­cu­tive Edu­ca­tion].

La 5G aura des appli­ca­tions « aus­si bien dans les entre­prises que dans de grands espaces publics comme les gares, les aéro­ports, les stades. Elle per­met­tra d’assurer les connexions simul­ta­nées de mil­liers, voire de mil­lions d’appareils » explique Pierre-Jean Ben­gho­zi, direc­teur de recherche au CNRS, et pro­fes­seur à l’École poly­tech­nique, spé­cia­liste de l’économie du numé­rique. Cer­tains ima­ginent même qu’il sera par exemple pos­sible, depuis sa tri­bune du stade de France, de zoo­mer indi­vi­duel­le­ment « en live » sur l’écran de son por­table pour mieux voir un joueur spé­ci­fique s’approcher des buts… 

Si la 5G va per­mettre de désen­gor­ger le réseau public 4G (proche de la satu­ra­tion dans les zones très peu­plées) elle n’a néan­moins pas été conçue pour les appli­ca­tions ludiques, ni pour que les ama­teurs de séries télé­vi­sées puissent télé­char­ger leur épi­sode en un mil­lième de seconde au lieu d’une. « La 5G répond d’abord aux besoins de numé­ri­sa­tion de l’usine 4.0, avance Pierre-Jean Ben­gho­zi. L’essentiel des usages de la 5G est à des­ti­na­tion des indus­triels. »

Pré­sen­tée comme la nou­velle révo­lu­tion indus­trielle (après la méca­ni­sa­tion, la pro­duc­tion de masse au XIX^esiècle et l’automatisation de la pro­duc­tion au XX^e siècle), l’usine 4.0 se carac­té­rise par l’intégration des tech­no­lo­gies numé­riques à tous les niveaux, jusqu’aux pro­ces­sus de fabri­ca­tion, per­met­tant de pen­ser les usages dif­fé­rem­ment. « Dans cette usine, l’Internet des Objets est un réseau de réseaux qui per­met […] d’identifier direc­te­ment des enti­tés numé­riques et des objets phy­siques afin de pou­voir récu­pé­rer, sto­cker, trans­fé­rer puis trai­ter, sans dis­con­ti­nui­té entre les mondes phy­siques et vir­tuels, les don­nées s’y rat­ta­chant »pour­suit le pro­fes­seur Ben­gho­zi¹. Et tout ceci est pos­sible grâce à des sys­tèmes d’identification élec­tro­nique et des dis­po­si­tifs mobiles sans fil d’abord, des moda­li­tés de connexion ultra haut débit fixe et mobile de plus en plus emboi­tées ensuite, et enfin des capa­ci­tés algo­rith­miques et de trai­te­ment de don­nées pou­vant être pen­sées de manière répartie.

La 5G répond d’abord aux besoins de numé­ri­sa­tion de l’usine 4.0… l’essentiel des usages est à des­ti­na­tion des industriels.

Cette com­mu­ni­ca­tion conti­nue et ins­tan­ta­née entre les dif­fé­rents outils et postes de tra­vail inté­grés dans les chaînes de fabri­ca­tion et d’approvisionnement sup­pose des inves­tis­se­ments et de repen­ser les modes d’organisation, mais elle per­met d’optimiser les pro­ces­sus manu­fac­tu­riers tout autant que la ges­tion de ser­vices. De plus, elle donne les moyens d’améliorer la flexi­bi­li­té afin de s’adapter à la demande en temps réel et de mieux satis­faire les besoins indi­vi­duels de chaque client. 

Le pro­jet « 5G Steel » d’ArcelorMittal, lan­cé avec l’appui du plan de relance, est une bonne illus­tra­tion des nou­velles méthodes de pro­duc­tion que per­met la 5G. C’est sur son immense site de Dun­kerque que le géant mon­dial de l’acier a ins­tal­lé son propre réseau pri­vé, sur des bandes mises à dis­po­si­tion par l’ARCEP (Auto­ri­té de Régu­la­tion des Com­mu­ni­ca­tions Élec­tro­niques et des Postes). Mar­quant sa volon­té de res­ter euro­péen, Arce­lor­Mit­tal a choi­si de tra­vailler sur ce réseau avec l’opérateur Orange et l’équipementier Ericsson. 

Il faut ima­gi­ner le site de Dun­kerque comme une petite ville de 3 300 sala­riés, qui pro­duit 10 % de l’a­cier du groupe sidé­rur­giste, soit 6 à 7 mil­lions de tonnes par an. Ici, ponts auto­ma­tiques et gigan­tesques grues jalonnent des lignes de pro­duc­tion d’environ 2 km de long, sur les­quels sont pla­cés plus de 200 cap­teurs de don­nées per­met­tant de suivre la pro­duc­tion.

« Ce site est à cer­tains endroits ouverts, à d’autres fer­més, et com­prend de nom­breuses zones blanches » explique David Gli­jer, direc­teur tech­nique chez Arce­lor­Mit­tal et res­pon­sable du déploie­ment du pro­jet. « Il est abso­lu­ment impos­sible de cou­vrir tout le site avec la fibre. Jusqu’ici le per­son­nel pas­sait beau­coup de temps à faire des allers retours entre les lignes de pro­duc­tion et le cen­tral pour rechar­ger des don­nées. » Avec la 5G, le réseau est dis­po­nible sur tout le site. « De plus, nous envi­sa­geons de faire cir­cu­ler sur le site (200 km de voies fer­rées internes et plu­sieurs kilo­mètres de routes pri­vées) nos gros por­teurs (capa­ci­té de trans­port de 120 tonnes de bobines d’acier) de façon auto­nome, sans chauf­feur, car ces trans­ports sont com­plexes et par­fois dan­ge­reux. »

Huit antennes « out­door » (en exté­rieur) ont été ins­tal­lées sur ce site, qui, clas­sé Seve­so, impose des normes de sécu­ri­té dra­co­niennes. « La sécu­ri­té est une de nos obses­sions, et nous devons fonc­tion­ner 24h/24h : en mai­tri­sant notre propre réseau, nous sommes à l’abri d’un pro­blème tech­nique qui sur­vien­drait chez un opé­ra­teur exté­rieur. »

Le risque indus­triel est très impor­tant si on ne prend pas le virage de la 5G.

Le pro­jet 5G Steel est déjà opé­ra­tion­nel, mais encore expé­ri­men­tal. « Ici nous tes­tons vrai­ment la 5G en envi­ron­ne­ment indus­triel « sévère », puisqu’il y a sur ce site beau­coup de pous­sière, du métal en grande quan­ti­té, des zones de forte cha­leur… Il faut véri­fier que le métal ne crée pas des inter­fé­rences avec les antennes, lever les incer­ti­tudes et les risques en termes de robus­tesse, de sécu­ri­té. » 

À Dun­kerque, la 5G s’inscrit dans un pro­jet col­la­bo­ra­tif mul­ti­sites, et sera déployée en 2023 sur les sites de Flo­range et Mar­dyck. Mais en France, le réseau d’ArcelorMittal est sin­gu­liè­re­ment iso­lé. En mars 2022, le rap­port de Phi­lippe Her­bert sur la Mis­sion 5G indus­trielle² rele­vait plu­sieurs freins au déve­lop­pe­ment des usages indus­triels de ce type de réseau en France, notam­ment le pro­blème d’accès aux fré­quences, la fai­blesse de l’écosystème autour de la 5G indus­trielle et l’insuffisante dis­po­ni­bi­li­té d’équipements et de ser­vices adaptés. 

« Jusqu’à pré­sent, afin d’accéder à la 5G, un indus­triel doit débour­ser au mini­mum 70 000 euros pour obte­nir un droit d’é­mettre sur une zone de 100 km², sou­ligne Phi­lippe Her­bert dans son rap­port.  Le ticket d’en­trée est bien trop éle­vé pour tes­ter une tech­no­lo­gie nou­velle et la zone d’é­mis­sion bien trop large s’il s’a­git d’é­qui­per un site indus­triel de quelques km². » D’autres pays ont choi­si de réser­ver dès le départ des fré­quences à leurs entre­prises. C’est le cas de l’Allemagne, où plus de 70 uni­ver­si­tés et socié­tés tra­vaillant dans les sec­teurs de l’industrie, les trans­ports, la san­té et les médias se sont lan­cés dans des pro­jets de 5G industrielle. 

« Nous devons faire com­prendre aux entre­prises fran­çaises et euro­péennes, PME com­prises, que le risque indus­triel est très impor­tant si on ne prend pas le virage de la 5G, estime David Gli­jer. Nos com­pé­ti­teurs sont en Asie, Chine et Corée, où la 5G fonc­tionne déjà. Mais il ne suf­fit pas d’avoir le réseau, il faut les appli­ca­tions. Il est donc essen­tiel de drai­ner dans notre sillage des start-ups fran­çaises et euro­péennes qui tra­vaillent sur de telles appli­ca­tions. C’est pour­quoi ici, notre réseau, bien que pri­vé, est acces­sible à nos par­te­naires de la Com­mu­nau­té urbaine de Dun­kerque, qui pour­ra en faire béné­fi­cier cer­taines entre­prises. »

Marina Julienne