Pourquoi gérer le spectre hertzien ?

Ces dernières années ont été marquées par une croissance spectaculaire des usages en matière de radiocommunications, le déploiement massif des réseaux de télécommunications mobiles en étant certainement l’exemple le plus significatif. Quasi inexistants il y a encore une quinzaine d’années, ces réseaux maillent désormais pratiquement l’ensemble du territoire et le taux de pénétration des terminaux mobiles dans la population française dépasse 80%. D’autres applications, moins connues du grand public, comme les étiquettes intelligentes employées par exemple dans le secteur de la logistique, les radars anticollision installés à bord des véhicules ou encore certains implants médicaux contribuent à apporter sécurité, compétitivité économique ou bien-être social.

Quelle que soit la diversité de ces systèmes, ils ont en commun d’utiliser des ondes radioélectriques. Ces ondes immatérielles sont caractérisées par des paramètres physiques tels que la puissance ou la fréquence. Plus précisément, un système radio va généralement émettre une puissance significative dans une bande autour d’une fréquence centrale. La " hauteur " de la fréquence centrale varie de quelques kilohertz à plusieurs dizaines de gigahertz et détermine les propriétés en matière de propagation et de pénétration à l’intérieur des bâtiments. La largeur de bande est quant à elle notamment liée à la technologie employée et au débit offert par le système.

L’ensemble des fréquences sur lesquelles peuvent opérer les systèmes de radiocommunications constitue le " spectre hertzien ".

Une propriété fondamentale des ondes radioélectriques est que des systèmes émettant simultanément dans des bandes de fréquences non disjointes peuvent potentiellement se brouiller mutuellement. Pour éviter toute interférence, la ressource hertzienne doit donc être partagée entre les différents systèmes. Partage qui peut s’effectuer sur une base fréquentielle, géographique, temporelle … et dont les modalités doivent être adaptées aux systèmes en présence afin d’optimiser l’utilisation de cette ressource. Ce qui suppose bien entendu une approche technique de ces problématiques. Cependant, si les considérations techniques ont longtemps prédominé, d’autres éléments sont à prendre en compte.

Le spectre hertzien est en effet saturé. Il est aujourd’hui de plus en plus complexe d’introduire de nouveaux systèmes de radiocommunications et des choix doivent s’opérer. Ces choix portent tout d’abord sur la nature et la finalité des services proposés : services de communications civiles, utilisations gouvernementales, scientifiques ou applications à des fins militaires… Et parmi le spectre dédié aux communications électroniques et dont la gestion est confiée à l’Autorité, à quels acteurs et comment allouer cette ressource ? La question n’est pas anodine. La contribution économique directe des utilisateurs du spectre hertzien est en effet considérable : la valeur estimée des services de communication électronique qui dépendent de l’utilisation du spectre radioélectrique dans l’Union Européenne dépasse les 200 milliards d’euros, soit entre 2% et 2,5% du PIB européen annuel (source : Commission Européenne).

La gestion du spectre hertzien est par conséquent un enjeu majeur de régulation, et peut avoir une influence considérable sur la croissance économique du secteur, l’innovation en matière de réseaux et de services et, in fine, la satisfaction des consommateurs.

L’Autorité et la gestion du spectre hertzien

Le Code des Postes et des Communications Electroniques fixe les missions de régulation des communications électroniques qui incombent à l’ARCEP, et notamment les responsabilités liées à la gestion du spectre hertzien :

• régulation du spectre et " utilisation et […] gestion efficaces des fréquences radioélectriques " (article L.32-1 et notamment son alinéa II-11),
• établissement des règles techniques et des conditions d’utilisation des fréquences (articles L.36-6 et L.42),
• attribution de fréquences aux opérateurs et utilisateurs (article L.36-7).

A ce titre, l’Autorité procède notamment à l’aménagement du spectre qui lui est alloué, en adoptant des dispositions réglementaires de portée générale qui fixent les conditions d’utilisation du spectre et, dans certaines bandes, en délivrant des autorisations individuelles d’utilisation de fréquences.

Cependant, l’ARCEP n’est pas l’unique affectataire de fréquences (cf encart) et doit justifier ses besoins en fréquences et les confronter à ceux des autres utilisateurs de cette ressource. Ainsi, l’ARCEP dispose aujourd’hui d’environ 15% du spectre entre 29,7 et 960 MHz et 35 % entre 960 MHz et 10 GHz.

Organisation de la gestion du spectre à l’ARCEP

L’ARCEP est en charge de la régulation du spectre hertzien alloué aux communications électroniques. Elle dispose d’un portefeuille de fréquences qu’elle aménage en fixant les conditions techniques d’utilisation, et en assurant l’attribution et le suivi des autorisations d’utilisation de fréquences. Ces tâches nécessitent au préalable une planification du spectre alloué à l’Autorité. Au sein du Service Opérateurs et Régulation des ressources rares, c’est à l’unité Fréquences, et plus particulièrement à l’équipe conception et management du spectre, qu’il revient de réaliser ce travail amont. L’attribution et le suivi des autorisations sont réalisées par les unités Fréquences, Opérateurs Mobiles et Opérateurs et Planification.

Le service Opérateurs et régulation des ressources rares travaille étroitement avec le Service International sur les questions européennes et internationales liées à la gestion du spectre. Le Service Juridique apporte quant à lui son expertise sur les aspects réglementaires et veille à la sécurité juridique des décisions.

Planification du spectre

Au niveau international

Le potentiel de brouillage des ondes radioélectriques a très tôt (dès le milieu du XIXe siècle) contraint les Etats à se coordonner au sein de structures intergouvernementales. Les considérations techniques ne sont pas les seuls motifs de coordination internationale. Certains processus d’harmonisation de bandes de fréquences répondent à des préoccupations économiques et sociales : interopérabilité, économies d’échelle, promotion de normes industrielles…

Aujourd’hui, l’Union Internationale des Télécommunications (UIT) est chargée de la réglementation et de la planification du spectre au niveau mondial. L’ARCEP participe aux travaux de l’UIT, au sein de la délégation française menée par l’Agence Nationale des Fréquences (ANFr, cf. encart), notamment lors des conférences régionales et mondiales des radiocommunications. Ainsi, dans le cadre de la Conférence Régionale de replanification des bandes audiovisuelles pour la télévision numérique terrestre (CRR04 et CRR06), l’ARCEP a introduit la problématique du " dividende numérique " et a invité les acteurs concernés à ouvrir un débat sur l’utilisation optimale des fréquences à l’horizon de l’arrêt de la télévision analogique, en cohérence avec une initiative similaire au niveau de la Commission Européenne. Par ailleurs, dans le cadre de la préparation de la Conférence Mondiale des Radiocommunications de 2007, un certain nombre de points concernant directement l’Autorité font l’objet de travaux, par exemple l’identification de nouvelles bandes pour les systèmes IMT 2000 et au-delà, ou encore l’attribution de la bande 470-862 MHz au service mobile en partage avec le service de radiodiffusion.

Au niveau européen

L’Autorité participe également aux activités de la Conférence Européenne des administrations des Postes et Télécommunications (CEPT) et plus particulièrement du Comité des Communications Electroniques, afin d’identifier des bandes permettant d’introduire de nouvelles applications. Elle contribue également aux groupes de la Commission Européenne. Elle est ainsi représentée au RSPG (Radio Spectrum Policy Group) qui fixe les orientations stratégiques en matière de spectre dans l’Union Européenne. Elle prend part au RSCom (Radio Spectrum Committee), où elle soutient l’harmonisation de bandes de fréquences (réseaux locaux radioélectriques à 5GHz, RFID dans la bande UHF…). Certaines questions (notamment réglementaires) sont quant à elles abordées au sein du CoCom (Communications Committee), comme le projet WAPECS (Wireless Access Policy for Electronic Communication Services) proposant une approche plus flexible de la gestion du spectre, ou du GRE/GRI (Groupe des Régulateurs Européens et Indépendants), notamment la revue du cadre réglementaire.

Des rencontres bilatérales ont également lieu avec les autorités de régulation d’autres Etats, dans le cadre de signature d’accords aux frontières par exemple (sous l’égide de l’ANFr), ou plus généralement pour échanger les positions respectives sur les grands dossiers.

Au niveau national

Au niveau national, l’Autorité a compétence pour fixer les conditions techniques d’utilisation des bandes de fréquences. Dans ce cadre, elle s’attache à ce que le cadre français reflète le plus fidèlement possible les mesures d’harmonisation technique définies au niveau européen. Pour réaliser ses missions, l’Autorité travaille notamment avec l’ANFr et le Ministère de l’industrie. L’ANFr est chargée de la planification, la gestion et le contrôle de l’utilisation du spectre. En particulier, elle anime la coordination entre affectataires. Le Ministère de l’industrie, en charge des communications électroniques, est également fortement impliqué en matière de gestion du spectre, notamment dans le cadre de travaux communautaires. Il est également garant de la prise en compte des objectifs de politique industrielle décidés par le gouvernement.

Enfin, des travaux de coordination spécifiques sont menés régulièrement avec différents affectataires (coexistence de systèmes dans des bandes partagées, échanges de bandes…).

Attribution et suivi des autorisations

L’attribution et le suivi des autorisations est une tâche partagée entre trois unités du Service Opérateurs et Régulation des ressources rares : l’unité Fréquences, l’unité Opérateurs Mobiles et l’unité Opérateurs et Planification. Selon les bandes, l’utilisation des fréquences entre dans le cadre d’une autorisation de portée générale ou est soumise à autorisation individuelle, c’est-à-dire attachée à la personne de leur titulaire.

Autorisations de portée générale pour les systèmes ne nécessitant pas d’autorisations individuelles

Ces autorisations de portée générale fixent les conditions techniques pour des systèmes spécifiques émettant généralement à faible puissance et disposant d’une portée réduite. Les équipements sous ce régime sont d’utilisation libre, dès lors qu’ils respectent les conditions techniques édictées. Afin d’améliorer les temps d’élaboration de ces décisions et garantir leur sécurité juridique, l’élaboration de toute nouvelle décision en la matière suit un processus normalisé intégré dans la démarche qualité de l’unité (voir infra).

Autorisations individuelles délivrées au fil de l’eau (cas de non rareté)

L’article L.42-1 du CPCE permet à l’Autorité de délivrer des autorisations d’utilisation de fréquences au fil de l’eau pour des systèmes qui ne sont pas en situation de rareté. La délivrance d’autorisations individuelles au fil de l’eau constitue le cas le plus fréquemment rencontré dans les procédures d’attribution mises en œuvre. L’Autorité répond aux demandes de fréquences des utilisateurs en assignant ou allotissant des fréquences dans les bandes planifiées à cet effet. Elle procède également à la facturation imposée aux titulaires d’autorisation et au contrôle du respect des autorisations. Il convient de souligner que le processus d’attribution d’autorisation de fréquences pour le service fixe a été le premier à s’inscrire dans une démarche de certification qualité, afin notamment de garantir un délai de délivrance d’autorisation satisfaisant pour les utilisateurs.

Autorisations individuelles délivrées après une procédure de sélection (cas de rareté)

Enfin, l’Autorité peut délivrer des autorisations à la suite d’une procédure de sélection (article L. 42-2 du CPCE). Les procédures de sélection visent, en raison des contraintes inhérentes à la disponibilité des fréquences, à autoriser un nombre limité d’acteurs dans une bande de fréquences. Les modalités de ces procédures très spécifiques sont fixées par le ministre chargé des communications électroniques sur proposition de l’autorité et sont publiées sous forme d’appel à candidatures. L’Autorité utilise pour les préparer une méthode faite de transparence et de concertation avec les acteurs, notamment par le biais de larges consultations publiques. Les autorisations relatives aux réseaux de téléphonie mobile de deuxième et troisième génération ou encore la boucle locale radio ont ainsi été délivrées dans le cadre de soumissions comparatives entre les différents candidats.

Démarche qualité : pour une meilleure efficacité

Afin d’améliorer son efficacité interne et de mieux satisfaire ses " clients ", l’Autorité a également engagé en 2004 une procédure de certification ISO 9001. La loi a défini les principes généraux encadrant toute décision de l’ARCEP, dont l’attribution de ressources en fréquences. Le régulateur se doit de traiter tous les dossiers de façon transparente, objective et non discriminatoire. La formalisation du processus d’attribution de fréquences dans le cadre d’une certification ISO 9001 s’inscrit dans une démarche qualité qui répond à ces exigences générales. Ainsi, chaque demandeur de fréquences dispose de la garantie que son dossier sera traité suivant un processus bien défini, indépendamment de son statut ou de sa taille.

Le Système de Management de la Qualité mis en place dans le cadre de la certification ISO 9001 vise à diminuer le délai de délivrance des autorisations d’utilisation des fréquences et à assurer une plus grande sécurité juridique au bénéfice de l’utilisateur.

Cette certification renforce la culture du travail bien fait partagée par tous les personnels de l’ARCEP. Le gain de temps apporté par la rationalisation des tâches est d’ores et déjà consacré à de nouvelles missions plus stratégiques relatives notamment au management du spectre.

Interaction de l’Autorité avec le secteur des communications électroniques

Une régulation efficace du spectre implique une interaction constante avec les acteurs du secteur et les autres administrations en charge de la gestion des fréquences. En particulier, de nouveaux outils de communication ont été mis en place afin d’améliorer la diffusion des décisions et, plus globalement, la stratégie de l’Autorité.

Consultation du secteur

L’Autorité procède régulièrement à des consultations du secteur, soit par des liens directs avec les constructeurs, les opérateurs ou les utilisateurs, soit par l’intermédiaire de commissions. En matière de gestion du spectre, la Commission consultative des radiocommunications est ainsi consultée pour toutes les décisions majeures.

L’Agence Nationale des Fréquences anime également plusieurs commissions consultatives auxquelles l’ARCEP prend part et qui permettent de recueillir les avis des industriels et des affectataires. La Commission des Revues Du Spectre permet par exemple de consulter les constructeurs sur les évolutions des équipements (dans le cadre du sous-groupe " faisceaux hertziens " notamment) ou de faire un état des lieux avec les industriels des nouvelles technologies radio et d’anticiper ainsi l’évolution des méthodologies de gestion du spectre.

Enfin, l’Autorité commande chaque année des études externes, dont certaines ont un lien direct ou indirect avec la gestion des fréquences.

Information aux acteurs

L’Autorité, suivant notamment en cela la décision spectre de la Commission Européenne (article 5 – disponibilité de l’information), a mis en place de nouveaux outils d’information à destination du public, afin de l’informer de l’utilisation du spectre et de la stratégie envisagée pour sa gestion.

En particulier, l’année 2006 a vu le développement de trois nouvelles bases de données :

• un registre des utilisations de fréquences : ce registre offre un panorama exhaustif de l’ensemble des bandes gérées par l’ARCEP. Il détaille non seulement les services (au sens de l’UIT) qu’il est possible d’utiliser dans chaque bande, mais également les usages avec notamment les conditions techniques associées et des éléments concernant les modes d’autorisations. Par ailleurs, les données peuvent être automatiquement exportées vers la base de données européenne EFIS. Enfin, une attention particulière est portée sur la mise à jour de la base, qui fait l’objet d’un processus spécifique au sein de notre démarche qualité.
• un registre des autorisations pour le marché secondaire : avec le même souci de qualité qui a animé la réalisation du registre des utilisations, une extension a été développée afin de prendre en compte le marché secondaire. En particulier, les conditions de cession des autorisations dans les bandes ouvertes au marché secondaire sont mises à la disposition des utilisateurs. Figure également la liste des autorisations ouvertes au marché secondaire qui ne précisent pas l’implantation géographique des stations : il s’agit d’autorisations par allotissement, qui offrent une certaine souplesse d’utilisation à leur titulaire. Ces autorisations présentant un intérêt stratégique, une visibilité particulière leur a été accordée afin de favoriser une dynamique sur le marché secondaire. Il convient de souligner que les fonctionnalités proposées suivent scrupuleusement les dispositions de l’article R. 20-44-9-12 du CPCE, mis en place par le décret 2006-1016 du 11 août 2006.
• une base de données professionnelle répertoriant équipements et antennes : cette base a pour objectif de référencer de manière unique l’ensemble des équipements et antennes. Elle simplifie les démarches des demandeurs et permet de réduire le nombre d’erreurs dans les déclarations (le nombre de champs à remplir a diminué drastiquement) et donc d’éviter tout problème de coordination.