TPE _ Les Réseaux sans fils

TPE : Les Réseaux sans fils (2016-2017)
Introduction: ​ Les réseaux font partis intégrante de notre vie, on les trouves dans de
nombreux domaines tel que la téléphonie, internet...
Nous nous intéresserons plus particulièrement aux réseaux sans fils et leurs
dangers.
Les téléphones mobiles, tablettes et ordinateurs ont pris une place considérable
dans le quotidien de millions de personnes. L'utilisation d'objets connectés est, quant
à elle, en croissance perpétuelle. Aujourd'hui, de plus en plus de personnes
souffrent d'intolérance au champ​ ​électromagnétique ou d'électro-hypersensibilité.
Alors que les avis scientifiques divergent concernant le lien direct entre le
développement de cancers et l'exposition aux champs électromagnétiques, les
risques liés à une exposition quotidienne aux ondes continuent d'animer la
recherche.
On recense actuellement près de 7 milliards de téléphones portables à l’échelle
mondiale, dont 700 millions rien qu’en Europe. Beaucoup d’utilisateurs ne se
séparent jamais de ces appareils multifonctions. Mais qu’en est-il des rayonnements
émis par ces équipements mobiles ? Ces appareils sont-ils aussi inoffensifs que le
prétendent les fabricants et les opérateurs téléphoniques ? Ou risquent-ils au
contraire de déclencher des maladies ?
​ Problématique: ​Les Réseaux sans-fils sont-ils dangereux ?
Sommaire de notre TPE :
I​- Définition et Étymologie du mot réseau
II​- Apparition des réseaux
III​- Utilité des réseaux dans le monde
IV​- Les différents types de réseaux
V​- Les dangers liés à cette technologie
VI​- Comment les réseaux peuvent couvrir une aussi grande partie
du monde ? Et en toute circonstance ?
VII​- Quelles sont les différentes innovations ?
VIII​- Expérience montrant les dangers des ondes WI-FI
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Bibliographie
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I- Définition et Étymologie du mot réseau
L'étymologie du mot remonte au latin «​ ​retiolus​ ​» qui signifie «​ ​filet​ ». Le mot proche
de « ​réticulum​ » donnant « ​petit filet​ » en francais a donné « ​réticule​ » et l'adjectif
«​ ​réticulé​ », caractérisant les objets en forme de «​ ​filet​ », comme le sont les
réseaux.
Un réseau sans fil est un réseau qui permet de connecter différents appareils sans
l’aide d’une connexion physique (avec fil) mais qui établit la communication par des
ondes électromagnétiques. Ce qui représente plus de confort et fait économiser de
l’argent au niveau du matériel. En revanche, ce genre de réseaux a généralement
moins de sécurité car, sans protection efficace, l’introduction d’autres personnes non
connues est probable.
Le réseau sans fil regroupe différents types de technologies que nous
développerons dans la partie IV de notre TPE.
en.wikipedia.org
●
II- Apparition des réseaux sans fil
Dès 1896 : Guglielmo Marconi réalise les premières transmissions
sans fil juste après Nikola Tesla (c.f. photographie) avec la
télégraphie sans fil.
Puis près d’un siècle plus tard en 1980, il y a une révolution avec
l’invention d'Internet et des normes “802” d’échanges.
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La norme la plus utilisée actuellement pour les réseaux sans fil est la norme​ ​802.11,
mieux connue sous le nom de WI-FI.
Les réseaux sans fil ont été créés pour permettre aux utilisateurs de garder la
connectivité de leurs appareils informatiques, tout en gagnant de la mobilité. Malgré
un aspect commode, ils imposent un désavantage fort : une faible confidentialité. En
effet, toute onde peut être interceptée avec un matériel radio adéquat. Ainsi il est
nécessaire, d'avoir des méthodes pour rendre toute interception d'informations
impossible.
Ce qui a fait exploser les réseaux sans fil, c'est l'apparition des réseaux locaux sans
fil. C'est grâce à une plus grande facilité d'utilisation, ce qui permet à l'utilisateur de
se déplacer tout en restant connecté à son réseau. Ces différents réseaux peuvent
atteindre des débits de plusieurs mégabits par secondes.
Nous n’avons parlé que des réseaux informatiques pour l'instant , mais il existe une
multitude de réseaux tout autant intéressant comme le réseau cellulaire (réseau
téléphonique sans fil).
Le réseau téléphonique sans fil a été commercialisé à grand échelle au début des
années 90 avec le premier portable vendu en France étant donné qu’avant ce
dernier était trop grand et donc n'était pas assez bon marché pour le consommateur.
Les principaux avantages sont la mobilité car l’on peut accéder aux informations
sans être relié au réseau physique de l‘entreprise ; sa simplicité grâce à son
Installation simple et rapide et son déploiement flexible et modifiable rapidement.
Dans de grandes entreprises , l’investissement initial est plus élevé mais les coûts
de maintenance sont presque nuls par la suite.
●
III- Utilité des réseaux dans le monde
Les réseaux sans fil sont notamment utilisé lors de la réalisation de réseaux
temporaires ou à mettre en place très rapidement
● Pour réaliser des réseaux temporaires, ou à mettre en place très rapidement
(conférence, réunion).
● Pour permettre d'éviter de gros travaux de câblage dans des endroits où cela
s'avère difficile ou même prohibé.
● Pour donner la possibilité de transmettre des données dans le cas
d'applications mobiles (capteurs d'entreprises...).
Il y a de nombreux avantages tel que son usage facile dans les endroits à câblage
difficile ou encore une réduction du temps de déploiement et d'installation, une
réduction des​ ​coûts d'entretien et de l'encombrement mais aussi une augmentation
de la connectivité et de la portabilité.
Ils seront également utilisés dans les cas suivants :
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Les réseaux sans fils peuvent être utilisés pour remplacer les réseaux filaires lors de
catastrophes naturel tel les séismes.
●
IV- Les différents types de réseaux
1- Réseaux personnels sans fil (WPAN)
Le réseau personnel sans fil concerne les réseaux sans fil d'une faible portée : de
l'ordre de quelques dizaines mètres. Ce type de réseau sert généralement à relier
des périphériques (imprimante, souris ou bien permettre la liaison sans fil entre deux
machines très peu distantes. Il existe plusieurs technologies utilisées :
Bluetooth​ est une technologie de réseau personnel sans fils. Les appareils
Bluetooth ne nécessitent pas d'une ligne de vue directe pour communiquer, ce qui
rend plus souple son utilisation et permet notamment une communication d'une
pièce à une autre. Chaque appareil doit disposer d'une puce contenant le Bluetooth.
L'objectif de Bluetooth est de permettre de transmettre des données ou des fichiers
multimédias entre des équipements, sur un rayon de l'ordre d'une dizaine de mètres
à un peu moins d'une centaine de mètres.
La technologie ​Bluetooth​ a été originairement mise au
point par Ericsson en 1994. En février 1998 un groupe
d'intérêt baptisé Bluetooth Special Interest Group
(Bluetooth SIG), réunissant plus de 2000 entreprises
dont Agere, Ericsson, IBM, Intel, Microsoft, Motorola,
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Nokia et Toshiba, a été formé afin de produire les spécifications Bluetooth 1.0, qui
furent publiées en juillet 1999.
Le Bluetooth permet d'obtenir des débits de l'ordre de 1 Mbps, correspondant à 1600
échanges par seconde en full-duplex, avec une portée d'une dizaine de mètres
environ avec un émetteur de classe II et d'un peu moins d'une centaine de mètres
avec un émetteur de classe I.
2- Wi-Fi
La norme IEEE 802.11 est un standard international décrivant les caractéristiques
d'un réseau local sans fil. Le nom ​Wi-Fi​ correspond initialement au nom donnée à la
certification délivrée par la Wi-Fi Alliance. Par abus de langage (et pour des raisons
de marketing) le nom de la norme se confond aujourd'hui
avec le nom de la certification. Ainsi un réseau Wifi est en
réalité un réseau répondant à la norme 802.11.
Grâce au Wi-Fi il est possible de créer des réseaux locaux sans fils à haut débit.
Dans la pratique le Wi-Fi permet de relier des ordinateurs portables ou tout type de
périphérique à une liaison haut débit (11 Mbps ou supérieur) sur un rayon
généralement entre une vingtaine et une cinquantaine de mètres à plusieurs
centaines de mètres en environnement ouvert.
On retrouve en premières positions les pays Asiatiques avec des densités de
populations très grandes permettant une installation plus simple. Nous avons
Hong-Kong, le Japon avec un débit de 9 Mbp/s et la Corée du sud cité avec une
vitesse moyenne de 18 Mbp/s !
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Les USA et la France sont loins derrières avec 6,7 Mbp/s et 4 Mbp/s. On voit par ce
graphique que l'urbanisation joue un rôle dans le développement des connexions
internet. Les opérateurs exploitent aussi des zones à fortes concentration
d'utilisateurs comme les gares, les aéroports, les hôtels ou encore les trains.. Ces
zones d'accès sont appelées "hot spots".
3- WIMAX
le Wimax est une solution alternative pour le déploiement des réseaux haut-débit sur
les territoires, qu'ils soient couverts ou non par d'autres technologies comme l'ADSL
ou le câble. Le Wimax rend possible une utilisation à la fois sédentaire et nomade
d'Internet haut-débit. D'un côté, les communes, les entreprises et les particuliers se
connectent à Internet sans-fil à partir d'un poste fixe qui communique par ondes
hertziennes via une antenne-relais appelée station de base. De l'autre, les
internautes peuvent bénéficier d'une connexion rapide où qu'ils se trouvent à partir
du moment où ils sont situés en zone couverte.
Le débit théorique maximum supporté par le Wimax est de 70 Mbits/s sur une
distance théorique de plusieurs dizaines de kilomètres.
La puissance des débits et de la portée du Wimax permettraient de résorber
virtuellement la fracture numérique entre les différentes villes.
Concrètement, comment fonctionne le Wimax ?
Reliée par fibre optique au fournisseur d'accès à Internet, la station du fournisseur
communique simultanément avec plusieurs centaines d'antennes installées chez les
abonnés. Les débits annoncés sont bien entendu théoriques puisque les ondes sont
perturbées par les obstacles naturels et artificiels comme les arbres ou les
immeubles. Les débits réels devraient davantage se rapprocher des 15 à 25
Mbits/sec.
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●
V- Les dangers liés à cette technologie
Il y a un manque de sécurité : ils imposent un désavantage fort : une faible
confidentialité. En effet, toute onde peut être interceptée avec un matériel radio
adéquat. Ainsi il est nécessaire, d'avoir des méthodes pour rendre toute interception
d'informations impossible.
Le WPA2 est la solution de sécurité la plus forte en terme de WiFi, elle remplace les
bases WEP et WPA (Work Progress Administration). Le protocole WPA2 utilise un
algorithme de chiffrement beaucoup plus puissant, utilisé dans le cryptage des
documents sensibles et possédant une clé très forte. Il s’agit de la dernière norme
du protocole WPA permettant de protéger votre réseau WLAN (réseau local sans fil).
Malheureusement une faille très importante a été découverte au mois de juillet 2010
dans ce protocole qui reste néanmoins considéré comme le plus sécurisé.
Grâce à cette technologie les réseaux sans fils deviennent de plus en plus sécurisés
que les réseaux filaires.
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Les réseaux sans fil sont aussi une menace pour notre nature et nous-mêmes. En
effet, les champs électromagnétique issus de ces réseaux nuit à notre santé.
Depuis Mai 2011, les radiofréquences dont fait partie le WIFI sont classées par
l'OMS dans le Groupe 2B - potentiellement cancérogène pour l'homme.​ Depuis
la promulgation de la Loi n° 2015-136, le 9 Février 2015 en France, le WIFI
devrait-être interdit à tous les petits enfants, voire à des femmes enceintes.
Pour notre sécurité, L'oreillette Bluetooth doit-être remplacée par une oreillette filaire
classique, Quant au Wi-fi, il doit être remplacé par un câble, offrant en plus une
meilleure stabilité et un meilleur débit.
Dans quatre bibliothèques parisiennes, des salariés souffrent physiquement depuis
l’installation du wi-fi, une quarantaine d’agents de la Ville de Paris travaillant dans
des bibliothèques se sont plaints des mêmes symptômes :
● Des maux de tête
● Des vertiges
● Des nausées
● Une forte fatigue
Ces troubles profonds sont apparus simultanément à l’installation du wi-fi dans ces
établissements.
Seule une centaine d’agents travaillent dans les quatre bibliothèques parisiennes en
question, donc 40% des personnes seraient touchées, une proportion très
importante.
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Nous
avons
aussi
un
tableau comparatif de la puissance d’émission des différentes technologies :
Technologie Description Puissance d’émission
Antenne relais 3G
Antenne du réseau des
opérateurs. Elles sont
généralement installées
sur les toits.
Jusqu’à 40 W
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Terminal GSM Téléphone mobile 1 à 2 W
DECT
Téléphonie sans fil
domestique
500 mW (0,5 W)
Wifi domestique Réseau local sans fil 100 mW
Bluetooth (version 10
mètres de portée)
Norme utilisée pour les
oreillettes sans fil
1 mW
Dans une étude publiée par l’Agence nationale de sécurité sanitaire en octobre
dernier, les ondes mobiles ne sont pas jugées comme nuisibles pour la santé, mais
l’agence recommande tout de même de prendre des mesures contre une exposition
trop longue aux ondes radio. Elles augmentent le risque de tumeur cérébrale en cas
de trop longue exposition, plus particulièrement quand le téléphone posé contre son
oreille. Pour cette raison, les kits piétons sont fortement recommandés et l’utilisation
d’un téléphone est déconseillée aux jeunes enfants.
Les ondes Wifi sont quant à elles 20 fois moins puissantes que les ondes radios de
nos smartphones. De plus, dès qu’on s’éloigne de 10 cm, leur nocivité est fortement
diminuée. Tout le monde est d’accord pour en conclure que les ondes wifi ne sont
pas dangereuses pour la santé, mais une association déconseille l’utilisation du Wifi
dans un appartement où vit un bébé, sûrement par précaution. Quant aux ondes
bluetooth, elles utilisent la même fréquence de 2,4 ghz que le Wifi mais sont
largement moins puissantes. Donc même en portant un casque bluetooth sur la tête,
il ne devrait y avoir à priori aucune danger.
●
VI- Comment les réseaux peuvent-ils couvrir une aussi grande partie du
monde ?
Les radiofréquences se propagent en ligne droite à la vitesse de la lumière, et
comme toutes les ondes électro-magnétiques ont divers types de comportement
face aux matériaux rencontrés : elles peuvent être complètement absorbées, ou bien
être
plus ou moins déviées par réfraction. La transparence des matériaux dans le spectre
des radiofréquences n’est pas visible, il faut donc avoir recours à des outils simples
permettant de mesurer la qualité du signal dans l’environnement à couvrir.
Dans un environnement de bureau, les diverses réfractions des ondes
électromagnétiques peuvent donner lieu à des interférences entre 2 signaux du
même émetteur mais ayant suivi des chemins optiques différents. Cette
caractéristique de multiplicité de chemin optique est à la fois un avantage et un
inconvénient des réseaux sans fil. Elle leur permet d’atteindre des points
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inaccessibles en ligne directe, mais leur rend aussi inaccessibles des points proches
par des interférences.
Au tout début des déploiements des réseaux sans fil, les constructeurs ont tenté de
résoudre ce problème par une méthode :
- l’amplification du signal émis et l’utilisation d’antennes directionnelles.
L’amplification du signal ne fait qu’aggraver la zone couverte car il y a plus
d’obstacles qui sont franchis.
Mais il y a certains désagréments dus à cette technologie. ​La qualité du signal est
l’inconvénient majeur du réseau Wi-Fi. Principalement causé par sa popularité, la
stabilité des réseaux sans fil est un problème de taille. Le Wi-Fi, est loin d’être
toujours parfaite. Entre le smartphone qui trouve un réseau Wi-Fi, mais ne parvient
pas à s’y connecter, la connexion Internet du PC qui subit parfois de nombreux
ralentissements et la perte complète de signal, nous pouvons dire que le réseau
Wi-Fi est assez fragile.
La majorité des réseaux Wi-Fi fonctionnent sur la bande 2.4 GHz. Mais plusieurs
appareils de votre domicile utilisent la même bande de fréquences. Les interférences
causées par les téléphones sans fil, les fours à micro-ondes, les haut-parleurs
utilisant la technologie Bluetooth, ainsi que tous les autres appareils utilisant la
fréquence 2.4 GHz ce qui peut compromettre la qualité de votre signal Wi-Fi. Pour
une utilisation optimale de votre réseau Wi-Fi, il existe de nombreuses solutions pour
éviter ces problèmes.
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●
VII- Quelles sont les différentes innovations?
Au niveau de la téléphonie, les innovations se
succèdent, par exemple le successeur de la 2G
et de la 3G, se nomme la 4G (quatrième
génération), Ce dernier réseau en date permet
d’obtenir des débits élevés favorisant notamment
le déploiement du système d’information des
entreprises, sur leur écosystème mobile elle
permet le «très haut débit mobile», avec des
transmissions de données à des débits
théoriques de 100 Mb/s, voire supérieurs à 1
Gb/s. Avec la 4G, le débit est donc multiplié par 15 ! Grâce à elle, on peut donc
surfer sur internet et télécharger des vidéos à une vitesse importante et même les
regarder en HD. le déploiement de la 4G de téléphonie mobile, coexistant avec
différentes générations de systèmes antérieurs, devrait s’accompagner d’une
augmentation de l’exposition des citoyens aux ondes électromagnétiques.
Le rapport du COPIC (le Grenelle des Ondes) évalue cette augmentation à 50%
environ. Par exemple, à Paris 14ème, l’exposition moyenne passerait de 0,6 V/m à
0, 9 V/m environ. La prochaine génération de réseaux mobiles (5G) offrira des débits
de données jusqu’à un millier de fois plus que ce qu’offre la technologie actuelle 4G.
Elle devrait arriver autour de 2020.
Il existe aussi les boxes 4G dont Leur principal avantage est le débit descendant
proposé. En effet, pour la plupart des français, le débit est de quelques mégabits…
Avec une box 4G et​ ​une antenne relai à proximité, le débit descendant maximum.
proposé est de 150 Mbits/s.
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Deuxième avantage non négligeable : la mobilité ! En effet, votre box sera
transportable partout où vous voulez.. Parmi les innovations apparues avec ces
réseaux, on trouve les objets connectés, le paiement sans contact (NFC), les
transmissions vidéo, les voitures connectées, les applications pour la santé, etc.
Tous ces dispositifs savent se connecter aux réseaux disponibles dans leur
environnement.
Hypothèse: ​Le wi-fi est-il dangereux pour la santé ?
● VIII- Expérience qui montre les dangers des ondes WI-FI :
Nous avons réalisé une expérience témoin où nous avons fait germer du cresson
dans une salle sans rayonnement WI-FI (expérience témoin) puis nous avons
confronté nos résultats avec une expérience test où nous allons faire germer du
cresson dans une salle près d’un routeur WI-FI (dans une salle de physique). Le
seul facteur ayant été modifié est le rayonnement wi-fi, la température et la
luminosité était la même pour les deux expériences.
On s’attendait à ce que le cresson pousse moins bien près des bornes WI-FI.
On a alors conclu que le WI-FI est dangereux pour la santé des plantes, donc par
extension pour les autres être vivants.
En effet, la fréquence des émissions en Wi-Fi est proche des ​2 450 Mégahertz​.
C’est une fréquence qui favorise l’​agitation des molécules d’eau​ (c’est d’ailleurs la
même fréquence qui est utilisée dans les fours micro-ondes). Or, notre organisme
est ​composé majoritairement d’eau​ : environ 60 % pour un adulte et de 75 à 80 %
chez un nourrisson, ce qui impliquerait que les ondes wifi auraient donc des effets
également sur le corps humain et en particulier sur les plus jeunes d’entre nous.
.
● Résultat d’expérience :
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Après une semaine dans un endroit sans aucune onde Wi-Fi, nous pouvons voir que
le cresson a poussé normalement.
Expérience témoin :
Après deux semaines, nous voyons que le cresson pousse normalement :
Expérience test :​ Après une semaine auprès d’un routeur wi-fi, nous pouvons voir
que le cresson n’a
pratiquement pas poussé. Nous
observons que certaines
graines ont un peu germé
cependant les autres graines
de l’expérience témoin étaient à
cette étape après seulement
deux jours.
Nous pouvons ainsi conclure
que la borne wi-fi est
responsable de ce
dysfonctionnement étant donné
que c’est le seul facteur ayant
été modifié.
Après deux semaines :
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Site ayant inspiré l’expérience :
http://docteurbonnebouffe.com/internet-sans-fil-wifi-dangereux-sante/
● Bibliographie​ :
1- L'essor des réseaux sans fil instantanés de Pour la science (N°395) paru en Septembre
2010 par Michelle Effros et Andrea Goldsmith et Muriel Médard
2- Télécommunications, les aléas d'une révolution dans Manière de voir (N°080) paru en
Avril 2005 par Dan Schiller
Sites internet : ​http://2003.jres.org/actes/paper.56.pdf
http://tpe.wifree.free.fr/experiences.htm​l
1. Identifiants dropbox : ​thomashamel14@outlook.fr​ mdp: tpe2015-2016
● Carnet de bord du groupe :
15

DATE TRAVAIL EFFECTUÉ durant la séance Moyens utilisés,
résultats
obtenus
PRÉVISIONS pour la
séance suivante /
RDV
12/09/16 Réflexion à propos de la problématique
et du sommaire
19/09/16 Réflexion sur les 2 premières parties :
Définition + Apparition
26/09/16 Avancement de la Problématique, Mise
en place de Google Docs.
Recherche d’arguments pour plusieurs
parties
3/10/16 Validation de la Problématique et
Avancer dans les parties du TPE
Ordinateur
Ordinateur /
Magazines
Ordinateur
Ordinateur
Avancement sur le
Sommaire et les
Sous-Parties
Continuer sur cette
lancée
Continuer les parties
et Présenter la
Problématique
Continuer et étayer
les parties et
Recherche de
Photos
10/10/16 Vérification des parties du sommaire Absence
d’internet :
Ordinateur
Continuer les parties,
trouver une
expérience
17/10/16 Ajout d’une partie : Les différents types
de réseaux
Ordinateur
Continuer sur les
différentes parties
7/11/16 Etayage des différentes parties Ordinateur Continuer sur les
différentes parties
14/11/16 Etayage des différentes parties,
Commande pour l’expérience
Ordinateur
Mise en place de
l’expérience
21/11/16 Mise en place de l’expérience Faire pousser
du cresson
Voir l’avancée de
l’expérience
28/11/16 Vérification du bon avancement de
l’expérience
Le cresson
pousse moins
bien au bord
d’un routeur
WI-FI
Continuer les parties
et re-vérifier
l’avancée
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