La 4G : le réseau mobile de quatrième génération

En bref

• La couverture réseau 4G atteint 99% de la population française et entre 92% et 96% du territoire selon les opérateurs de téléphonie mobile.
• Le débit maximum théorique varie de 150 Mbit/s en 4G standard à 900 Mbit/s en 4G+ selon les technologies utilisées.
• Les réseaux mobiles 4G utilisent cinq bandes de fréquences MHz principales : 700, 800, 1800, 2100 et 2600 MHz.
• La connexion internet mobile 4G nécessite trois éléments : une zone couverte, un terminal compatible et un forfait mobile adapté.

Les caractéristiques techniques du réseau mobile 4G

Le réseau de téléphonie mobile 4G s’appuie sur la norme LTE, qui se distingue des générations précédentes par son architecture entièrement basée sur le protocole IP. Cette évolution technique permet de gérer les communications vocales via la voix sur IP, contrairement aux anciennes technologies qui utilisaient un mode commuté. Le système LTE Long Term Evolution offre des capacités de multiplexage, permettant de transmettre plusieurs types d’informations sur un même canal de communication.

La version améliorée, appelée 4G+ ou norme LTE Advanced, introduit l’agrégation de plusieurs fréquences MHz. Cette technique consiste à combiner différentes bandes de fréquences pour augmenter les débits mobiles. Les débits maximums théoriques atteignent ainsi 655 Mbit/s chez Orange, 503 Mbit/s chez SFR, 900 Mbit/s chez Bouygues Telecom et 325 Mbit/s chez Free Mobile. Ces performances restent toutefois des valeurs mesurées en laboratoire, les débits réels variant selon la distance aux antennes relais et la charge du réseau.

Les fréquences MHz utilisées par les opérateurs

Les opérateurs Orange, SFR, Bouygues Telecom et Free Mobile exploitent différentes bandes de fréquences MHz duplex pour déployer leurs réseaux mobiles. Le tableau suivant présente la répartition des spectres de fréquences entre les quatre opérateurs de téléphonie mobile en France.

Le réseau Free Mobile se distingue par l’absence d’utilisation de la bande 800 MHz. Les fréquences 700 MHz et 2100 MHz servent également au déploiement de la 5G. Cette répartition des fréquences MHz duplex influence directement la qualité de la connexion internet mobile dans les différentes zones du territoire.

Le déploiement du réseau mobile en France

Au 1er décembre 2024, la France comptait 60 632 sites 4G LTE mutualisés. Le réseau Orange dispose de 31 329 sites, le réseau SFR de 28 098 sites, le réseau Bouygues Telecom de 28 820 sites et le réseau Free Mobile de 27 978 sites. Cette infrastructure permet d’assurer la couverture réseau sur l’ensemble du territoire national.

Le programme New Deal Mobile, lancé en 2018, vise à améliorer la couverture dans plus de 2 000 zones identifiées par les collectivités locales. Les opérateurs Orange, SFR et Bouygues se sont engagés à déployer 4 922 antennes relais supplémentaires. Au 30 septembre 2024, 3 231 nouveaux sites 4G étaient en service, 436 devaient être installés dans les six mois suivants, 840 dans un délai de six à vingt-quatre mois, et 415 restaient en attente de déploiement.

La couverture réseau par opérateur

La couverture de la population atteint 99% pour les quatre opérateurs de téléphonie mobile. La couverture du territoire présente davantage de disparités : le réseau SFR et le réseau Bouygues Telecom couvrent 96% du territoire, le réseau Orange 94%, et le réseau Free Mobile 92%. Ces différences s’expliquent par les stratégies de déploiement et les investissements réalisés par chaque opérateur.

Les zones urbaines denses bénéficient d’une meilleure qualité de connexion grâce à la multiplication des antennes relais. Les zones rurales continuent de voir leur couverture s’améliorer progressivement grâce aux programmes d’extension du réseau mobile. La comparaison avec les générations précédentes montre une nette amélioration de la qualité du service mobile.

Les conditions pour accéder au réseau mobile 4G

Trois conditions doivent être réunies pour bénéficier de la téléphonie mobile 4G. La première consiste à se trouver dans une zone couverte par le réseau de l’opérateur choisi. Il convient de vérifier la couverture réseau avant de souscrire un forfait mobile, car les différences entre opérateurs peuvent être importantes selon les régions.

La deuxième condition porte sur le téléphone mobile ou la tablette utilisée. L’appareil doit être compatible avec les bandes de fréquences MHz exploitées en France. Les smartphones importés de l’étranger peuvent ne pas fonctionner correctement sur le réseau mobile français s’ils ne supportent pas les bonnes fréquences. Les téléphones compatibles 3G ne permettent pas automatiquement d’accéder à la 4G.

La troisième condition concerne le forfait mobile souscrit. Plus d’une centaine de forfaits 4G sont disponibles sur le marché français. Le choix s’effectue selon plusieurs critères : l’opérateur retenu, le type d’abonnement avec ou sans engagement, la quantité de données mobiles incluses, et la compatibilité avec la 5G. Les forfaits illimités offrent une utilisation sans restriction de volume de données.

Les usages internet mobile rendus possibles par la 4G

Le débit mobile de la 4G autorise de nombreux usages qui étaient limités avec la 3G. Le streaming vidéo en haute définition fonctionne sans interruption grâce aux débits mobiles élevés. Les appels vidéo bénéficient d’une qualité d’image et de son nettement améliorée. Le téléchargement de fichiers volumineux, comme des vidéos ou des applications, s’effectue en quelques secondes au lieu de plusieurs minutes.

Les jeux en ligne sur téléphone mobile profitent de la faible latence du réseau mobile LTE. L’envoi instantané de photos et de vidéos en haute définition devient possible sans délai d’attente. Les professionnels peuvent accéder rapidement à leurs outils de travail et transférer des documents volumineux depuis n’importe quelle zone couverte. Un fichier de 52 Mo se télécharge en 5 secondes avec la 4G+, contre 8 secondes en 4G standard et 1 minute 23 secondes en 3G+.

Les alternatives à la box internet fixe

Le réseau mobile LTE Advanced peut remplacer une connexion ADSL défaillante ou servir de solution de secours. Les routeurs 4G permettent de distribuer la connexion internet mobile à plusieurs appareils simultanément. Ces boîtiers intègrent un modem qui convertit le signal 4G reçu et le redistribue via câble Ethernet ou WiFi. La vitesse maximale théorique atteint 600 Mbit/s sur les routeurs 4G de dernière génération.

L’installation d’un routeur 4G nécessite simplement l’insertion d’une carte SIM 4G fournie par un opérateur de téléphonie mobile. Une fois le boîtier allumé, la connexion au réseau s’établit automatiquement. Les appareils se connectent ensuite via le SSID et le mot de passe indiqués sur le routeur. Les anciennes technologies 2G ne permettaient pas ce type d’usage.

Les avantages et les limites du réseau mobile 4G

Le principal avantage du réseau de téléphonie mobile 4G réside dans ses débits élevés. La connexion internet mobile permet de réaliser des tâches impossibles avec la 3G. Le confort d’utilisation se rapproche de celui d’une connexion fixe de qualité. Les zones urbaines denses bénéficient d’une couverture renforcée grâce à la multiplication des sites 4G.

Les limites apparaissent dans certaines situations d’usage intensif. Les zones à forte densité de population peuvent connaître une saturation du réseau mobile aux heures de pointe. Le débit de la connexion mobile varie selon la distance aux antennes relais et le nombre d’utilisateurs connectés simultanément. Les forfaits à la seconde permettent de maîtriser les coûts pour les petits consommateurs.

Les débits maximums théoriques annoncés par les opérateurs Orange, SFR et Bouygues restent rarement atteints dans les conditions réelles d’utilisation. Il convient de réaliser des tests de vitesse pour connaître le débit mobile effectif dans une zone donnée. La 5G apporte une réponse à la saturation progressive du réseau mobile LTE dans les grandes agglomérations.