Spectre radio, environnement électromagnétique et santé

21/10/2017
Publication REE REE 2005-4
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2005-4:20542
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Résumé

Spectre radio, environnement électromagnétique et santé

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Dossier TRÈS COURTE OU TRÈS LONGUE PORTÉE ? a a Spectre radio, environnement électromagnétique et santé . Par Gilles DIXSAUT', Christophe GRANGEAT 1, Bernard THERY 1, Joe VVIART 1 'Agence française de sécurité sanitaire environnementale (Afsse), 1 Alcatel, 1 Agence nationale des fréquences (ANFR),1France TélécomR&O Mots clés Environnement électromagnétique, Santé, Spectre radioélectrique, Champs électromagnétiques, DAS Les acteurs institutionnels et industriels dressent le panorama des connaissances de base concernant l'environnement électromagnétique des équipements de communi- cations mobiles et sans fil. 1. L'environnement électromagnétique au quotidien, par Christophe Grangeat d'Alcatel Les champs électromagnétiques font partie de notre environnement quotidien, que ce soit à la maison, dans la rue ou au travail. Ils proviennent d'origines naturelles, comme le champ magnétique terrestre, ou artificielles, comme ceux générés par les appareils électroménagers, Zn ZD les téléviseurs, les lignes électriques, les portiques de sécurité, les trains et les métros, les émetteurs de radio et de télévision ou encore les infrastructures de communi- cations mobiles et sans fil. Récemment encore, peu de gens seposaient des questions concernant les éventuels effets de ces champs sur leur santé. Mais le déploiement rapide de la téléphonie mobile et l'omniprésence des antennesrelais ont suscité de l'inquiétude chez certaines personnes, perception parfois relayée par les médias. Le développement de nouveaux systèmes de communications radio, notamment pour l'accès haut débit de type Wi-Fi ou WiMAX, doit tenir compte de l'expérience acquise dans les domaines GSM et UMTS. Les contributions suivantes rappellent les bases des connaissances nécessaires concernant le spectre radio, l'environnement électromagnétique (EM), la santé publique et l'évaluation de l'exposition des personnes aux champs EM émis par les équipements de communi- cations mobiles. Les réglementations en vigueur sur le plan national s'appuient sur des recommandations inter- nationales relatives à l'exposition des personnes aux champs électromagnétiques, notamment celles établies par l'ICNIRP, une commission internationale reconnue par l'Organisation mondiale de la santé (OMS). Les recommandations en matière de sécurité sanitaire envi- ronnementale s'inscrivent dans le cadre de recherches coordonnées au niveau international par l'OMS. Les constructeurs et les opérateurs contribuent, aux côtés des laboratoires et des agences gouvernementales, à l'élaboration d'un cadre normatif national, européen (via le Comité européen de normalisation électrotechnique, CENELEC) et international (via la Commission électrotechnique internationale, CEI) pour s'assurer que les équipements et les réseaux sont conformes aux limites d'exposition fixées par les autorités sanitaires. ESSENTIEL SYNOPSIS Leschampsélectromagnétiques font partiedenotreenvironnement quotidien, que ce soit à la maison, dans la rue ou au travail. Le déploiement rapidede latéléphonie mobile et l'omniprésence des antennesrelaisont suscitédel'inquiétudechezcertainespersonnes, perception parfois relayéepar les médias. L'Agencefrançaisede sécurité sanitaire environnementale (Afsse), l'Agence nationale des fréquences (ANFR)ainsi qu'Alcatel et FranceTélécom R&D dressent le panorama des connaissances de base dans les domaines scientifiques,techniqueset réglementairesconcernant l'environnement électromagnétiquedes équipementsde commu- nications mobiles et sansfil. Electromagnetic fields have been part of our dailylife, whether at home, in the street or at work. The rapid deployment of mobile telephony and the omnipresence of mast antennas have raised concernsamong a few people. This perception was sometimes further developed by the media. The French Agency for Environmental Health and Safety (Afsse), the French National Agency for Frequencies(ANFR)together with Alcatel andFrance Télécom R&D draw the panoramaof basic knowledgeabout the scientific, technical and regulatorydomains related to the electro- magnetic environment of mobile and wireless communications equipment. REE Nc 4 Avril2005 Spectre radio, environnement électromagnétique et santé 2,25 2 Valeur limite réglementaire pour Je public 2 DAS local rnlstiri sel) rl la ric) rftie FNS0360 1.75 t.5 9 1.25 s' - <- " j- S 3a``SU n eP.® u <, Q ae'° k ° h K° o .Z e é m ° o `° ®P6fl° n a - D !'J JP ¢ j'y F NOa°'J ae ° j aya ° ` ° F Cbe < O® °`hha fiti a°°w .af7' v .-s4-s, a.,y J e e 0.25 - :. -''.r <'a v to "'-t * ? " LD ' "''''''. !. " -. " . << -' " " <.-. <-. " <'" " ' nc _','.<''* .,.____a *. .. " " s. o www.cartoradio.fr dont la page de garde est représentée en figure 2 est accessible à tous, élus et public, depuis décembre 2003. Il répertorie les principales caractéristiques des stations radioélectriques implantées sur tout le territoire français, pour chaque commune, à l'exception des stations de la défense et de la sécurité publique. Enfin, la concertation avec les collectivités locales est essentielle. Elle est organisée par les préfets dans le cadre de la circulaire du 16 octobre 2001. Pour harmoniser les démarches initiées par de nombreuses chartes signées entre des municipalités et les opérateurs, un « Guide des bonnes pratiques » a été signé en avril 2004 entre l'Association des maires de France (AMF) et les trois opérateurs de téléphonie mobile, membres de l'Association française des opérateurs mobiles (AFOM). Cette démarche s'inscrit dans le cadre de la nouvelle loi relative à la politique de santé publique qui dispose, d'une part, qu'un préfet peut prescrire des mesures de champs électromagnétiques à la charge des opérateurs dans des conditions fixées par arrêté, et d'autre part, que les maires peuvent demander aux exploitants de stations radioélectriques un état des lieux des installations implantées sur leur commune. 3. Téléphonie mobile et santé publique, par Gilles Dixsaut de l'Afsse L'Agence française de sécurité sanitaire environne- mentale (Afsse) a été saisie en 2002, dès sa création, afin de rendre un avis sur les risques sanitaires éventuels liés à la téléphonie mobile. L'Afsse a procédé en deux étapes. Dans un premier temps un groupe d'experts a été chargé de faire le point sur les connaissances publiées dans la lit- térature scientifique internationale depuis le rapport Zmirou de février 2001 et le rapport de l'Office parlemen- taire d'évaluation des choix scientifiques et techniques (OPECST) de 2002. L'Afsse a constitué un groupe de 7 c REE iN 0 4 Avril 2005 Spectre radio, environnement électromagnétique et santé experts indépendants, en grande partie différents de ceux de 2001, de spécialités différentes et complémentaires. Ces experts ont remis leur rapport le 21 mars 2003. Ce rapport d'experts concluait, en ce qui concerne les terminaux mobiles, que le risque de cancer n'est pas établi, mais que le recul est encore insuffisant pour conclure définitivement, d'où l'intérêt de l'étude épidé- miologique « Interphone » qui est en cours dans 13 pays, sous la coordination du Centre international de recherche sur le cancer (CIRC), rattaché à l'Organisation mondiale de la santé (OMS). Il existe des effets biologiques et non thermiques variés portant par exemple sur l'électroencéphalogramme (EEG) et la réactivité. Ces effets sont discrets, réversibles et sans signification sanitaire. On observe également un effet sur les protéines du choc thermique, dont on ne sait actuellement pas quelles peuvent être les conséquences. Il existe un doute sur l'existence d'un effet potentiellement nocif dû à une perméabilisation de la barrière hémato- encéphalique, qui pourrait expliquer une augmentation du risque chez les migraineux. En ce qui concerne les antennes de stations de base, il n'y a aucune plausibilité à l'existence d'un risque. Les expositions sont beaucoup plus faibles que celle des ondes radio et télévision auxquelles nous sommes exposés depuis des décennies, alors même que ces rayonnements sont plus pénétrants que ceux de la téléphonie mobile et de plus fort niveau. Certains symptômes rapportés relèvent du tout venant de la symptomatologie, sans aucune spé- cificité, l'affirmation d'un lien avec certaines pathologies graves n'est pas démontrée. Dans un second temps, l'Afsse a élaboré un avis, fondé sur le contenu et les conclusions de ce rapport d'experts, mais également sur des auditions, notamment d'autres experts et de diverses associations. Le rapport et l'avis sont consultables sur le site Internet de l'Afsse. L'avis de l'Afsse repose sur une analyse globale des données scientifiques accumulées depuis plusieurs décennies. Il différencie nettement la question des termi- naux et celle des stations de base. Le principe retenu est que si un danger est avéré, il convient d'agir pour préve- nir et de protéger les plus vulnérables. En cas de doute sérieux sur des effets graves potentiels, il convient de mettre en oeuvre une attitude de précaution. Cet aspect concerne les terminaux. D'un autre côté, il convient d'être respectueux des préoccupations du public, même en l'absence de fondement scientifique. C'est ce que l'Afsse a désigné sous le qualificatif de « principe d'attention » et qui concerne les stations de base. Cette préoccupation du public est liée au développement rapide de la technologie, à l'absence d'espace d'information ou de concertation, à la méconnaissance des niveaux d'exposition et à la diffusion d'informations parfois mal fondées. D'où la recommandation de l'Afsse de faire vivre des espaces de concertation au sujet des antennes, et de poursuivre la recherche pour réduire les incertitudes scientifiques au sujet des terminaux. Depuis la publication de ce rapport en France, plu- sieurs autres rapports ont été publiés en Europe, notam- ment au Royaume-Uni (National Radiation Protection Board, NRPB), en Suède (The Swedish Radiation Protection Authority, SSI), en Suisse (l'Office fédéral de l'environnement, des forêts et du paysage, OFEFP) et, aux Pays-Bas, le rapport du Conseil de santé des Pays-Bas qui aborde les résultats de l'Organisme de recherche pour les sciences appliquées (TNO) concernant l'exposition aux stations de base GSM et UMTS. Dans le cadre de sa mission, l'Afsse doit faire régulièrement une mise à jour des connaissances. En outre, elle a été saisie en février 2004 par les ministères de la santé et de l'environnement au sujet du développement de nouvelles technologies dont l'UMTS. Ainsi, l'Afsse a constitué un nouveau groupe d'experts qui a procédé à une actualisation des données scientifiques publiées depuis 2003 et dont les conclusions sont attendues début 2005. Au niveau français, les sénateurs de l'OPECST avaient recommandé de créer une fondation « santé et radiofréquence » qui serait chargée, sous l'autorité d'un conseil scientifique indépendant, d'orienter les recherches scientifiques et d'en communiquer les résul- tats. Le projet de cette fondation a été déposé en 2004 et celle-ci a été déclarée d'utilité publique par le Conseil d'Etat en janvier 2005. Au niveau international, les recommandations de la Commission internationale de protection contre les rayon- nements non ionisants (ICNIRP), publiées en 1998, constituent les fondements des valeurs limites retenues dans la recommandation européenne 1999/519/CE du 12 juillet 1999 pour le public et la directive européenne 2004/40/CE pour les travailleurs. La mise à jour des recommandations de l'ICNIRP est suspendue aux résultats de plusieurs études en cours, notamment l'étude épidé- miologique « Interphone » dont les résultats globaux sont attendus fin 2005. De son côté, le Projet international pour l'étude des champs électromagnétiques, établi en 1996 au sein de l'OMS, devrait produire en 2007 son document de synthèse des connaissances sanitaires environnementales (EHC) concernant les champs EM radiofréquences. Sur le fondement de l'ensemble de ces publications, l'Union européenne sera en mesure de décider de l'opportunité de réévaluer les valeurs limites d'exposition. 4. Méthodes de certification des équipements de communications mobiles, par Joe Wiart de France Télécom R&D Pour pouvoir être placés sur le marché européen, les équipements de communications mobiles et sans fil RËE No 4 A,ril 2005 Dossier TRÈS COURTE OU TRÈS LONGUE PORTÉE 7 F (VV/M') 1 1 1 1 1000000 Limitedechamp électrique pourle public 1 imite de champ électrique pourenmilieuprofessionnel Limitededensitédepuissance pourlepublic i Limitededensitédepuissance enmilieu professionnel 1 10000 1000 , , s \I I 1 10 1 10 100 1000 10000 1000 () 0 1 10 100 1000 10000 100000 Fréquence (MHz) Figtire 3. Niveatix de référence en chanip électriqlie et en densité de pt (issance en foi ictioii de la fréqtteiice polir l'exlositioli du public (trait plein) et pour l'exposition en milieu professioT2nel (pointillés). doivent respecter les limites d'exposition pour la protection du public définies par la recommandation européenne 1999/519/CE. Ces limites, établies d'après les recomman- dations de la Commission internationale de protection contre les rayonnements non ionisants (ICNIRP), sont constituées par des restrictions de base et des niveaux de référence. Entre 10 MHz et 10 GHz, les restrictions de bases sont établies à partir du débit d'absorption spéci- fique (DAS ou SAR en anglais). Le DAS caractérise la puissance absorbée par les tissus et est exprimé en watt par kilogramme (W/kg). Pour le grand public la valeur limite de DAS est de 0,08 W/kg en valeur moyenne sur le corps entier et de 2 W/kg localement, pris comme valeur moyenne sur 10 grammes de tissus. La vérification de la conformité des équipements aux restrictions de base met en oeuvre des protocoles complexes. L'ICNIRP a donc défini des niveaux de références, correspondant au champ électrique, au champ magnétique et à la densité de puissance, en espace libre exprimés respectivement en volt par mètre (V/m), ampère par mètre (A/m) et watt par mètre carré (W/m'). Les niveaux de référence dépendent de la fréquence, car le couplage d'une onde électromagnétique avec le corps humain est plus ou moins grand suivant sa taille et sa morphologie. Aux longueurs d'ondes en espace libre comprises entre 1 et 10 mètres, correspondant aux fréquences comprises entre 30 et 300 MHz, le couplage avec le corps humain est plus fort, compte tenu des longueurs d'onde effectives dans les tissus. Aux fréquences supérieures à 3 GHz, l'absorption se fait de façon superficielle, car l'épaisseur de peau est inférieure au centimètre. Ceci explique le gabarit des niveaux de protection établi pour les niveaux de référence (cf. figure 3) et qui garantit la conformité aux restrictions de base. La conformité des équipements de télécommunica- tions est généralement analysée à partir des restrictions de base lorsque l'exposition se fait en champ très proche de la source (de l'ordre de 20 cm), par exemple pour un téléphone mobile, et à partir des niveaux de référence pour une exposition en espace libre, par exemple pour les stations radio installées à l'extérieur. L'analyse de conformité aux restrictions de base passe généralement par une mesure du DAS. Un banc de mesu- re de DAS des téléphones mobiles est représenté sur la figure 4. En Europe, les normes EN50360 et EN50361 ont été établies par le Comité européen de normalisation électrotechnique (CENELEC) pour consolider et harmo- niser les protocoles de certification de la conformité des téléphones mobiles aux limites d'exposition de la recomman- - -,,, ",,', "., : ;'.,)' ;. " 1, "< :'''Y ; ; ;' : 1 s 2f;'u tvyy â p suG'it=eSt'.i ". i x .ns Figure 4. Banc AiiteniiessA poiii- la iiiestire du DAS des téléphones mobiles. REE NI " 4 Avril 2005 Spectre radio, environnement électromagnétique et santé 1i1 f' " t> Ï, L' 111 {,,. ., \ ., 1 j fi - 1 Il ,.>, 11, i i; 1 1 -Il 5 1 1 1 (3 1 -'J -1 1 Figi (i-e 5. Résiiltats de iiiestires de DAS si (i- le.faiitôtiie SAM potir les qttatre positioiis de test iiorinalisées. dation européenne 1999/519/CE. Ces normes définissent le fantôme, ou Specific Anthropornorphic Mannequin (SAM), représentant la tête d'un utilisateur (cf. figure 5), les liquides représentatifs des caractéristiques diélectriques des tissus humains, les caractéristiques des sondes de mesure et la méthodologie globale. 1 'I' 4'e YF S ;. ",1.. ,' Fignre 6. Appareil portatif Ante2nessA poctr la mesure -ecl d'exposition à fréquences n2ultiples. Les téléphones mobiles sont testés lorsqu'ils émettent à la puissance maximale, sur trois points de fréquence en bas, milieu et haut de bande d'émission. Plusieurspositions de test ont été définies pour tenir compte de l'étendue des usages de l'appareil : téléphone à droite et à gauche, collé à la joue ou légèrement écarté (cf. figure 5). En France, le Réseau national de recherche en télécommunications (RNRT), a soutenules projets COMOBIO [1] puisADONIS qui ont contribué à la définition et la normalisation de ces méthodes de mesure et qui ont fait l'objet de transferts industriels auprès de la société AntennessA spécialisée dans les équipements de mesure d'exposition aux champs électromagnétiques. Les normes développées par le CENELEC, ont ensuite été transposées sur le plan mondial dans le cadre de la Commission électrotechnique internationale (CEI). La norme CEI 62209-1 [2] a été définitivement adoptée en février 2005. La conformité des équipements d'infrastructure de réseaux mobiles ou sans fil, tels que les stations de base, est généralement établie à partir des niveaux de référence. Une première analyse permet de déterminer les distances de conformité intrinsèques de l'équipement. Dans un second temps, ces distances sont réévaluées en fonction de l'environnement dans lequel l'antenne de station de base est installée. La vérification finale des niveaux de champs est généralement réalisée à partir de mesures de terrain ou in situ. Des équipements de mesure ont été développés pour optimiser ce type de mesure et améliorer leurs perfor- mances, notamment en ce qui concerne l'isotropie de la sonde et la rapidité d'acquisition. L'interprétation des mesures in situ du champ électrique reste complexe, car les champs sont soumis à de fortes variations locales et temporelles. Les variations spatiales viennent des réflexions et diffractions des ondes radio sur l'envi- ronnement, qui engendrent des recombinaisons du signal en phase ou en opposition de phase. Ce phénomène d'éva- nouissement ou fading est bien connu des radioélectri- ciens. Il influence directement la précision des mesures d'exposition. Pour s'en affranchir, il est nécessaire d'évaluer des valeurs moyennes à partir de plusieurs mesures réparties sur une hauteur représentative du corps humain. La précision de mesure dépend non seulement du nombre de points, mais aussi de la loi statistique suivie par ces évanouissements. L'analyse de ces phéno- mènes est également réalisée dans le cadre du projet ADONIS [3]. REE No 4 Avril2005 Dossier TRÈS COURTE OU TRÈS LONGUE PORTÉE ? Pour les systèmes de télécommunications dont la puissance d'émission peut varier dans le temps, il est nécessaire de pouvoir extrapoler l'exposition à la valeur à trafic maximal à partir d'une mesure réalisée à un instant donné. De nombreux travaux ont été menés notamment par le programme européen de coopération scientifique et technique COST281, l'ANFR, le projet Eureka Basexpo et le projet ADONIS. Ces travaux ont contribué à l'élaboration des normes internationales, notamment au sein du CENELEC. Pour les réseaux GSM, l'extrapolation est réalisée à partir de la mesure par un analyseur de spectre du canal pilote " BCCH " qui n'est pas affecté par le contrôle de puissance et qui émet en permanence. Pour les équipements UMTS, basés sur des accès multiples par division de code (CDMA), l'extrapolation est réalisée à partir de la mesure du canal pilote " CPICH " qui est extrait du signal large bande, avec un équipement de mesure doté des fonctions de décodage. Pour compléter l'évaluation de l'exposition des personnes, des équipements portatifs (cf. figure 6) ont été développés à partir d'une version simplifiée des appareils de mesure in situ sélectifs en fréquences. L'analyse spectrale est restreinte à quelques bandes, par exemple GSM, TV, FM, mais ces équipements sont adaptés pour enregistrer les niveaux de façon continue pendant plusieurs jours. Ils sont donc particulièrement adaptés aux études épidémiologiques. Ainsi, les progrès réalisés dans le cadre des recherches en dosimétrie des équipements de communications mobiles peuvent-ils également favoriser les recherches sur les effets de l'exposition des personnes aux champs électromagné- tiques radiofréquences. Références [1] C. GRANGEAT, C. PERSON, D. PICARD et J. WIART, "Mesure du Débit d'Absorption Spécifique (DAS) des télé- phones mobiles ", Annales des télécommunications, tome 58, n'5-6, mai/juin 2003, pp. 740-765. [21 Norme CEI 62209-1, "Exposition humaine aux champs radiofréquence produis par les dispositifs de communica- tions sans fils tenus à la main ou portés près du corps - Modèles de corps humain, instrumentation et procédures - Partie 1. Détermination du débit d'absorption spécifique (DAS) produit par les appareils tenus à la main et utilisés près de l'oreille (plage de fréquence de 300 MHz à 3 GHz) " 131 E. LARCHEVEQUE, C. DALE, M. F. WONG et J. WIART, " Analysis of Electric Field Averaging for In Situ Radiofrequency Exposure Assessment ", publication acceptée, à paraître dans la revue IEEE Transactions on Vehicular Technology. Les adresses Internet utiles . Afsse, Agence française de sécurité sanitaire environne- mentale : www.afsse.fr . ANFR, Agence nationale des fréquences : www.anfr.fr . OMS, Organisation mondiale de lasanté, Projet International pour l'étude des champs électromagnétiques : www who int/peh-emf/fr/index. html . ICNIRP, International Commission on Non-lonising Radiation Protection : www.icnirp.de/pubEMFhtm . Programme européen de coopération scientifique et tech- nique, COST281 - Potential Health Implications from Mobile Communication Systems : wwwcost2Bl.org . Projet de recherche EUREKA Basexpo : www.basexpo.org 0 Projet de recherche RNRT COMOBIO : wwwtsi.enst.frlcomobio . Projet de recherche RNRT ADONIS : www.tsi.ensUr/adonis/ 9 MMF, Mobile Manufacturers Forum : www.mmfai.org . AFOM, Association française des opérateurs mobiles : www.afom.fr Les EMU e u r s Gilles Dixsaut est médecin biologiste, médecin général de santé publique, actuellement chef de l'unité agents physiques de l'Agence française de sécurité sanitaire environnementale (Afsse). Il a coordonné le iravail des différents groupes d'experts français dans le domaine de la téléphonie mobile, auprès de la Direction générale de la santé (DGS) puis de l'Afsse Outre le domaine des champs électromagnétiques, il a en charge l évaluation des risques liés à l'ensemble des agents phy- siques, nouvelles technologies et grands aménagements. Il est membre du comité de pilotage international du Projet International de gnéliques OMS pour étude des champs électroma- Christophe Grangeat est responsable Santé, sécurité et enVI' ronnement (SSE) des activités communications mobiles d'Alcatel Il a contribué à plusieurs programmes de recherches nationaux et internationaux, portant sur la caractérisation de'en- vironnement électromagnétique des équipements de commu- nications mobiles. Il est membre de plusieurs comités de norma- lisation internationaux tels que la CEI, le CENELEC, 1 ETS et l'IEEE. Il est également coordinateur du groupe de travail por- tant sur la normalisationau sein du MMF (Mobile Manufacturers Forum), association des fabricants d'équipements de communi- cations mobiles Bernard Thery est titulaire d'un DESS de droit des Télécommunications et de l'Audiovisuel de ParisDauphine. IIest responsable des affaires juridiques à l'Agence nationale des fré- quences (ANFR). Auparavant il a été en charge, au service juh- dique du ministère chargé des télécommunications, de la régle- mentation des fréquences et des terminaux. Il est membre du Comité TECAM auprès de la Commission européenne, char- gé de l'application de ! a directive R&TTE re ! ative à l'évaluation de conformité des équipements terminaux et radioélectriques. Il est l'auteur de plusieurs articles parus dans a Juris PTT» et dans la « Revue de droit aérien et spatial n. Il intervient dans le DESS "Droit des activités spatiales et des télécommunica- tions » de l'université de Sceaux (ParisX !). Joe Wiart est ingénieur en chef des télécommunications,docteur en physique et responsable d'une unité de recherche de France Télécom R&D. Il contribue à de nombreux projets nationaux et internationaux(projet RNRTCOMOBIO, ADONIS,projet EUREKA). Il est responsable du groupe de travaildu CENELECdédié à la nor- malisation des systèmes de télécommunications Joe Wiart est auteur ou co-auteur de nombreux articles dont plus de 25 dans des revues à comité de lecture (IEEE, PIER, Annales des télécom- mun ! cat ! ons). Président de la commission française K de l'URSI, il est membre senior de la SEEet de l'IEEE. REE No 4 Avril2005