Des méta-matériaux pour mieux gérer les réseaux télécoms dans les emprises SNCF

SNCF est partenaire du projet européen « Beyond 5G : RISE-6G », afin de développer des méta-surfaces appelées RIS (Reconfigurable Intelligent Surfaces, ou Surfaces Intelligentes Reconfigurables) capables de réfléchir mais aussi de contrôler les ondes, et surtout les ondes dites millimétriques (supérieures à 24GHz). Plusieurs opérateurs Télécom tels que Orange ou Tim en Italie travaillent sur ce projet, mais aussi des Instituts de Sciences, l’Université Chalmers en Suède, le CEA LETI (Laboratoire d’Études Télécom), et des entreprises comme FIAT ou encore la société japonaise NEC. L’idée de cette association : pouvoir aller plus vite dans la recherche avec des acteurs différents mais aux besoins communs. SNCF et le groupe Stellantis (Fiat) sont les deux industriels qui proposent à la fois cas d’usage et sites d’expérimentation.

SNCF travaille sur la 5G depuis environ mi-2019, que ce soit d’un point de vue théorique, pratique ou expérimental. Tout cela s’incarne dans trois sites d’expérimentation 5G, les gares de Rennes, de Nantes et de Lyon, où l’entreprise ferroviaire teste la 5G. « On a des premiers projets qui évoquent des technologies que l’on appelle « Beyond 5G » (au-delà de la 5G). C’est dans ce cadre-là que nous sommes impliqués sur plusieurs programmes dont ce programme européen, RISE-6G, pour l’étude des méta-surfaces appelées RIS (Reconfigurable Intelligent Surfaces) » explique Mathieu Belouar, Responsable Veille stratégique et Innovations Telecom à la direction Connectivité & Réseaux chez e.SNCF.

Les ondes qui sont propagées par les antennes sont réfléchies par notre environnement, comme de la lumière qui se réfléchit sur un miroir. C’est par exemple le cas pour certains endroits en ville qui ont un meilleur réseau que d’autres. Cela dépend de l’univers architectural et des matériaux utilisés (béton, verre, bois…).

Le principe des méta-surfaces est de penser mais aussi d’industrialiser ces propriétés des matériaux, et d’ajouter des micro-circuits électroniques afin de contrôler et d’orienter les signaux. Cela consiste à la fois à créer les matériaux en question et à les incarner dans notre quotidien. « Même sur une surface plane, on peut obtenir ce résultat réfléchissant grâce à un procédé de micro-usinage. On peut donc l’appliquer sur différentes surfaces comme du verre ou du métal par exemple. Cela permet, soit d’étendre les zones sur lesquelles le signal va être accessible, soit de pointer dans des directions très précises, ou à l’inverse de protéger une zone et de faire en sorte qu’il y ait peu ou pas de signal » détaille Hacène Lahrèche, Directeur de projet Telecom chez ITNOVEM.

Ainsi, par exemple, à Rennes, où sont installées uniquement deux antennes 5G à l’intérieur de la gare, grâce à ces nouvelles Surfaces Intelligentes Reconfigurables, on va être capable d’optimiser la couverture du réseau 5G sans ajouter d’antennes supplémentaires. Il y a donc des intérêts à la fois écologiques et économiques. « On va pouvoir avoir des ondes qui se réfléchissent sur des mobiliers en gare ou sur des panneaux réfléchissants qu’on placera spécifiquement pour prolonger le signal mobile » précise Mathieu Belouar.

Ce projet RISE-6G est particulièrement intéressant, car il permet de s’approprier la 5G, et plus tard la 6G, en fonction des besoins professionnels de SNCF et ceux des voyageurs. Encore en phase de recherche sur les matériaux à privilégier, le projet permettra d’agencer l’espace autrement, de façon plus ciblée et efficace grâce à ces recherches de design architectural. « Ces RIS peuvent également être programmables et dynamiques. Par exemple, pour la partie professionnelle, on a parfois besoin de contrôler le réseau et de protéger certains endroits des ondes pour des raisons de confidentialité. On peut aussi mettre un usage massif dans des salles d’attente, car il y a un besoin important des voyageurs (téléchargement, streaming…). En revanche, certaines parties de la gare sont limitées en réseau 5G, telles que la partie accueil où des agents SNCF sont toute la journée, pour ne pas les exposer en permanence contrairement aux voyageurs qui ne font que passer, ou encore dans les espaces de circulation » conclut Mathieu Belouar.