ASSOCIATION ECRIVAINS HUMANISTES DU BENIN

Interview réalisé avec le lieutenant Orphée HOUNKANRIN à propos de son livre intitulé ‘’  Propagation en milieu urbain, Modélisation par Ray Launching et expérimentation’’.

Le livre présenté ce mercredi 28 aout 2013                  Orphée HOUNKANRIN,

matin sur  la rubrique ‘’ouvrez les                                     auteur du bouquin

guillemets’’ de  votre émission actu-matin.

1. 1.     Bonjour, Orphée HOUNKANRIN.

Présenter nous votre ouvrage s’il vous plait

Merci. Le livre que vous tenez entre vos mains représente les résultats des travaux sur lesquels j’ai eu l’honneur de me pencher, à l’occasion de mon mémoire de fin d’études, présenté pour l’obtention du grade d’ingénieur civil polytechnicien à Bruxelles. Il s’intitule ‘’Propagation en milieu urbain, Modélisation par Ray Launching et expérimentation’’, édité par les Editions Universitaires Européennes. C’est un ouvrage scientifique qui se propose d’étudier une technique particulière de modélisation de la propagation des ondes électromagnétiques en milieu urbain : cette technique s’appelle notamment le Ray Launching.

 2- Pourquoi avoir choisi ce sujet ?

Au moment de choisir le thème de mon travail de fin d’études, j’ai été confronté au problème du choix du thème. Je suppose que c’est le cas pour tous les étudiants qui ont dû mal à trouver un sujet mais ma difficulté était d’un autre ordre. 4 sujets m’intéressaient à la fois, ce qui était plutôt rare pour les étudiants finissants. Je me souviens encore du chef de la chaire de télécommunications, qui d’un sourire plutôt sympathique, n’a pas manqué de dire la singularité de ma situation. J’étais partagé entre trois sujets qui touchaient tous à l’électromagnétisme appliquée aux télécommunications, des sujets qui étaient tous proposés par son département. (Etude théorique et expérimentale des antennes fractales, Diffraction par des objets anguleux métalliques et diélectriques). C’étaient tous des sujets autour de l’étude des performances des antennes et des ondes qu’elles diffusent, en présence ou non d’obstacles, avec des applications parfois immédiatement perceptibles dans le monde militaire.

Après de longues réflexions pour opérer un choix qui avait tout de cornélien, mon goût pour les mathématiques, et la géométrie particulièrement, a influencé  ma décision. Le sujet sur lequel je me suis penché, dont les réflexions sont consignées dans ce livre, a particulièrement suscité mon intérêt, parce qu’il avait d’abord quelque chose d’inédit dans la mesure où je devais partir du vide pour arriver à une solution novatrice. Aimant les défis, j’ai pris sur moi le risque de cette gageure et je suis fier des résultats que j’ai obtenus. J’ouvre une parenthèse pour dire que ce sujet avait été inspiré de la demande du département Recherche et Développement de France Télécoms, qui avait souhaité que des universitaires étudient une nouvelle technique d’évaluation du champ électromagnétique en milieu urbain, en l’occurrence le Ray Launching.

3. Alors de quoi s’agit-il concrètement ?

Il s’agit d’une étude qui vise à modéliser les interactions qui affectent la propagation des ondes électromagnétiques émises par des antennes, et à pouvoir calculer le niveau du champ électromagnétique résultant en milieu urbain.  Et je vois venir votre question. Vous me demanderez pourquoi s’intéresser au milieu urbain ? Pour plusieurs raisons, je vous répondrai.  Les plus importantes à mes yeux sont les suivantes :

-         D’abord parce qu’en espace libre, plusieurs modèles existent déjà pour évaluer le comportement du champ. Ils sont concluants, pour la plupart. Je pense particulièrement au modèle de Hata, et à d’autres modèles statistiques utilisés dans bien des domaines.

-         L’autre raison, c’est que (pourcentage) de la population mondiale vit en milieu urbain. Il est peut-être plus intéressant de s’arrêter un peu plus  sur ce milieu, et d’y appesantir une étudequi n’est justement pas aisée, du fait que l’onde soit constamment confrontée à des obstacles. Et en fonction de l’obstacle, je veux parler de sa caractérisation (conductivité, perméabilité, permittivité), l’onde réagit différemment. Elle se comportera différemment selon que l’obstacle la réfléchit, ou selon qu’elle la diffracte. Et je dois ajouter que l’intensité du champ après cet obstacle sera affectée par la nature matériau constitutif de ce dernier et par  sa taille. Et c’est là le défi que lance ce sujet : c’est arriver à implémenter dans un logiciel des procédés et des algorithmes compréhensibles par un ordinateur,  qui prennent en compte tous ces phénomènes  même temps  et tous les autres éléments que je viens d’évoquer et dont les résultats sont tels qu’ils sont intelligibles et exploitables.

-         Troisième raison, problématique des effets délétères de l’exposition humaine au rayonnement des ondes. Vous n’êtes pas sans ignorer que de plus en plus, des voix s’élèvent pour mettre les usagers de tous les gadgets électroniques de notre siècle contre les effets pervers des ondes. La communauté scientifique n’a pas encore tranché  sur les niveaux de rayonnements pour lesquels il est établi clairement des liens de causalités avec certaines pathologies, mais l’hypothèse est là, et certains faits observés chez certaines personnes tendent à donner raisons à ceux qui se méfient des radiations des antennes. Mais quels sont les seuils ? Des pas sont faits, il est vrai depuis quelques années, avec l’apparition de concept comme le DAS (degré d’absorption spécifique). Eh bien, un travail comme celui que j’ai fait apporte une petite contribution aux éléments de réponse, qui pourraient dans quelques années être brandis face à cette interrogation.

4. Pouvez-vous expliquer très vite comment vous avez procédez ?

Bien sûr.  Il faut distinguer trois grands mouvements :

-          Le travail fait d’abord un inventaire des phénomènes qui peuvent perturber l’onde dans sa trajectoire, et donc lors de sa propagation. Il en existe une multitude mais le travail s’est focalisé sur deux phénomènes importants à savoir la réflexion, et la diffraction. Dans l’ouvrage il est expliqué, dans un premier temps, par des formules mathématiques comment modéliser ces phénomènes. Cela fait appel à des théories en Optique Géométrique et en Théorie Géométrique de la Diffraction.

-         La modélisation de l’environnement urbain considéré. Le logiciel, tel qu’il est conçu, permet de reproduire des superficies réduites, on les appelle dans le jargon des pico cellules (taille inférieures à 500 m) avec toutes les infrastructures qui s’y trouvent. On pose ensuite l’antenne dans cet environnement, qu’on fait rayonner par la technique du Ray Launching

-          La troisième étape consiste justement à modéliser l’antenne par cette technique qui consiste à assimiler le point rayonnant comme une source qui lance dans tout l’espace des rayons. Ces rayons représentent l’onde émise et chacune d’elle est suivie dans l’espace ?

5. Comment cette technique du rayon marche-t-elle ?

On émet à partir du point rayonnant de l’antenne plusieurs rayons, uniformément répartis de l’espace, ce qui suppose être en accord l’hypothèse d’isotropie de l’antenne. Chaque rayon est suivi, ou fait l’objet d’un pistage. Et on verra sur son parcours quels obstacles elle rencontre, et lui imposera son comportement c’est –à-dire sa nouvelle direction, en vertu des lois énoncées en Optique Géométrique ou en TUD.

On fera ceci pour tous les rayons émis.

Pour mesurer le champ en un point quelconque de l’espace, il suffit de voir les rayons qui passent autour de ce point, et de consulter l’historique de leur itinéraire pour voir pour savoir pour chaque rayon quelle est intensité du champ résiduel et  sa phase. Le calcul total du champ se fait après en considérant les contributions de tous les rayons pris séparément.

6. Les résultats s’appliquent-ils à tous les types d’ondes ?

Vous savez que toutes les études scientifiques se font dans un cadre bien précis, pour circonscrire les paramètres du sujet et pour pouvoir identifier ceux sur lesquels il est possible d’agir pour obtenir des résultats, infirmer ou confirmer des thèses. Regardez ceci, on simule les ondes par des rayons, donc des droites. Cette hypothèse n’est valide que si l’onde se déplace extrêmement vite, et puisque la vitesse de l’onde est intimement liée à sa fréquence, on estime que cette hypothèse est vérifiée à partir de 300 MHz. Beaucoup d’articles et de développements s’évertuent à démontrer pourquoi cette limite est choisie.

7- Quelles sont les autres hypothèses que vous avez formulées ?

-         L’hypothèse d’isotropie de l’antenne

-         Géométrie régulière des obstacles, des quadrilatères

-         Fréquence de l’onde supérieure à 300 MHz

-          

8- A quel domaine s’appliquent les travaux ?

Je dirais que tout ceci s’inscrit dans le large champ du domaine des télécommunications, qu’on ne finit jamais d’explorer assez. Pour être un peu plus précis, j’ai envie de parler d’électromagnétisme appliquée aux télécommunications. Mais finalement tout le monde est servi puisque vous avez les mathématiques, de la physique avec les phénomènes ondulatoires, de la programmation en Matlab et du travail en laboratoire.

9- Existe-t-il des publications abordant le même sujet ? 

Beaucoup de publications abordent le même domaine, c’est –à-dire la prédiction des niveaux de champ électromagnétique en milieu urbain. Beaucoup de techniques sont utilisées mais la littérature sur le ray launching n’est pas abondante. Certains auteurs ont déjà livré le fruit de leurs travaux sur le ray tracing, qui est une technique assez proche du ray Launching, en ce sens que les ondes sont simulées  là aussi par des rayons, mais il s’agit d’une technique qui en dépit de sa précision auquel on fait le reproche d’être trop gourmande de ressources lors des simulations sur un pc. Ces simulations demandent en effet d’avoir un ordinateur puissant et le temps de calcul des simulations augmente exponentiellement avec le degré de complexité de la scène simulée. C’est d’ailleurs pourquoi des recherches ont été entreprises pour l’exploration du Ray Launching, qui promet de faire mieux que le Ray Launching sur ce point en tout cas.

10- Continuer-vous de réfléchir sur le sujet ?

Oui, à mes heures perdues. Ce n’est pas  toujours pas facile, mais depuis un certain temps, je revisite mes codes en vue de les optimiser mes codes dans l’optique d’étendre l’utilisation du travail à des environnements plus larges que ceux considérés initialement. Je sais que c’est un travail de longue haleine, mais aucune merveille scientifique n’est jamais sortie d’une attitude de complaisance dans la facilité.

11- Dans la vie courante, peut-on exploiter les résultats de vos travaux ?

Les résultats des travaux ont déjà été exploités en laboratoire, où dans une enceinte anéchoïque, plusieurs essais ont été expérimentés avec succès. On a pu se rendre compte de la pertinence de la démarche, donc de sa justesse, mais aussi  de la faiblesse de certaines hypothèses formulées. Le monde réel impose en effet toujours sa réalité, et les contraintes que nous édictons en guise de balise aux travaux de recherche  entrepris simplifient toujours un fonctionnement que nous savons complexe, parfois même inexplicable. Les travaux de recherche justement s’engagent à fouiller ces zones d’ombres à la compréhension humaine pour en sortir des perles et des choses fantastiques. 

Sur le chemin de la connaissance des modèles de prédiction des niveaux de champ électromagnétiques en milieu urbain, il ne serait pas superflu de faire la rencontre de cet ouvrage. Il offre la possibilité d’y puiser des approches de solution pour la résolution de problématiques n’ayant pas forcément de point commun avec lui.

12. Est-ce à dire que vos travaux ont fait l’objet d’une expérimentation en laboratoire ?

Bien sûr, les résultats du logiciel ont été confrontés à la réalité lors d’expérience réalisées en laboratoire, en suivant scrupuleusement un protocole expérimental bien défini. Il faut dire que les résultats ont été encourageants.

13- A qui l’ouvrage s’adresse-t-il, quel public ciblez-vous ?

L’ouvrage s’adresse d’abord aux acteurs des  milieux universitaires, quel que soit  la place qu’ils occupent: professeurs des filières scientifiques, étudiants en télécoms, en physique, ou spécialistes des antennes ou encore aux techniciens et ingénieurs du monde du GSM, bref il invite à la lecture tous ceux qui d’une façon ou d’une autre exploitent les ondes ou veulent en savoir un peu plus. En résumé, tous les curieux et amoureux de la chose scientifique sont la cible de cet ouvrage, sans exclusion aucune.

14- Comment arrivez-vous à gérer votre profession et vos travaux ?

Un vrai jeu d’équilibriste, mais j’y arrive !

15-Pourquoi avoir publié seulement maintenant ?

Parce que pendant ces derniers mois,  mes occupations professionnelles ne m’ont pas permis de m’investir comme je l’entendais à ce genre de travail, qui demande du temps et de la concentration. Maintenant que je renoue avec la réflexion scientifique, j’ai pensé que la publication de cet ouvrage marquerait bien ce nouveau départ. Mais il y aussi une chose qui est très importante.  L’esprit scientifique est d’abord un esprit de partage de la connaissance scientifique. Le partage de l’information offre  la possibilité d’ouvrir le débat, de le démocratiser et donc d’envisager au détour de la polémique de nouvelles pistes de réflexions. Dans mon cas particulier, c’est pourquoi pas, un tremplin vers un troisième cycle.

Propos  recueillis par Thanguy AGOI