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Publication du rapport de la CCE relatif à l’étude de coexistence entre les faisceaux hertziens (FH) et la station de radioastronomie de Bure entre 22 et 24 GHz

12/11/2020

Le Comité de la compatibilité électromagnétique (CCE) a adopté le 05 octobre 2020 le rapport relatif à l’étude de coexistence entre les faisceaux hertziens (FH) et la station de radioastronomie de Bure entre 22 et 24 GHz, établissant en conclusion un ensemble de recommandations  destinées à faciliter cette coexistence.

Le service fixe, sous lequel les FH sont exploités, est attribué à titre primaire sur l’ensemble de la bande 22-23,6 GHz. La bande de fréquence adjacente 23,6-24 GHz est une bande dite passive dans laquelle toutes les émissions sont prohibées. De plus, dans la bande 22-23,6 GHz, le service de radioastronomie (RAS) dispose d’une attribution primaire (22,21-22,5 GHz) et d’une autre  secondaire (22-22,21GHz). La figure 1 donne la représentation des droits du TNRBF pour ces deux services autour de 23 GHz.

Les droits du service fixe et de la radioastronomie autour de 23 GHz

L’utilisation de ces bandes par la radioastronomie

La lettre d’information de juin 2019, expliquait en détail les types de mesures opérés dans ces bandes par le service d’exploration de la Terre par satellite (SETS). Les bandes 22,5 GHz et 23,8 GHz sont utilisées pour caractériser et quantifier la vapeur d’eau dans l’atmosphère. Il existe aussi dans la bande 22,5 GHz une raie spectrale de la molécule d’eau (H2O) et trois raies spectrales de l’ammoniac (NH3) dans la bande 23,8 GHz, correspondant à trois transitions quantiques (inversion – rotation). Ces fréquences intéressent à la fois la radioastronomie, pour des observations interstellaires, et l’aéronomie, science d’étude des propriétés physiques et chimiques de l’atmosphère.

Pour la radioastronomie, la bande 23,8 GHz est communément employée car la molécule NH3 permet de tracer les gaz moléculaires denses, souvent associés à la phase de noyau moléculaire chaud de la formation d’étoiles de masse élevée. La bande permet notamment de déterminer les températures du milieu interstellaire observé et aussi, indirectement, de déduire la concentration et l’abondance de la molécule de dihydrogène (H2) qui ne présente aucune ligne spectrale.

L’utilisation de la bande 22,5 GHz par la radioastronomie est rendue complexe par l’atmosphère qui présente une grande dynamique de signaux dans la bande 22,5 GHz pouvant perturber des observations faites au-delà de cette couche. Cette bande est beaucoup plus adaptée à l’aéronomie pour faire des profils de vapeur d’eau dans l’atmosphère. Ces mesures permettent généralement de calibrer les mesures des antennes qui observent dans d’autres bandes les objets célestes éloignés, à travers cette couche de vapeur d’eau.

En France métropolitaine, les deux bandes de fréquences ne sont plus utilisées que par le site de radioastronomie de Bure. Le site du Pic de Maïdo à La Réunion, opère aussi des mesures d’aéronomie dans ces bandes de fréquences.  Le site de radioastronomie de Bure est situé à 2553 m d’altitude et accueille un interféromètre composé de 6 antennes mobiles, de 15 mètres de diamètre, installées sur rail le long des lignes de base. Le projet final devrait en accueillir 6 de plus d’ici la fin de l’année. Ce site a rejoint récemment le réseau global EHT (Even Horizon Telescope) qui contenait déjà un radiotélescope de l’IRAM (L’institut de radioastronomie millimétrique) situé près de Grenade en Espagne. Le Réseau EHT comprend 8 télescopes répartis sur l’ensemble du globe. Ce sont les mesures opérés simultanément autour de 1.3 mm (@230 GHz) par l’ensemble des antennes de ce réseau qui ont permis en 2019 de faire la première image d’un trou noir massif dans la galaxie M87. L’insertion de l’interféromètre NOEMA du plateau Bure devrait permettre de considérablement accroitre la sensibilité  et la qualité des images du réseau. 

L'interféromètre NOEMA sur le plateau de Bure, dans les Alpes françaises. (DiVertiCimes/DiVertiCimes)

L’utilisation de la bande par le service fixe

La bande 22/23 GHz permet d’établir des liaisons hertziennes avec des bonds de longueur moyenne (5 à 15 km), des largeurs de canaux allant jusqu’à 56 MHz et des débits relativement importants (2 à quelques centaines de Mbps).

A ce jour cette bande est majoritairement utilisée par les opérateurs mobiles de réseaux ouverts au public (ROP), notamment pour la mise en œuvre de leurs réseaux capillaires. La bande est moins utilisée par les opérateurs de réseaux indépendants (RI). On compte plus de 13 000 faisceaux hertziens enregistrés dans cette bande (la figure 3 donne un aperçu des liaisons actuelles qui entourent le site de Bure).

Dans un avenir proche, un grand nombre de FH opérant dans la bande 26 GHz devraient migrer dans les bandes 22/23 GHz pour libérer la bande en faveur des usages 5G.

Représentation d‘un partie des liaisons du service fixe actuel autour du site de Bure

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