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samedi 24 août 2013

Radiodiffusion



Station de radio
Récepteurs radio.
La radiodiffusion est l'émission de signaux par l'intermédiaire d'ondes électromagnétiques destinées à être reçues directement par le public en général et s'applique à la fois à la réception individuelle et à la réception communautaire. Ce service peut comprendre des émissions sonores, des émissions de télévision ou d'autres genres d'émission1,2,3. Il s'agit d'une forme de radiocommunication.
Le terme radio est souvent utilisé pour toute la chaine de conception et de réalisation d'émissions de radio, la transmission avec les émetteurs radio que la réception au travers des postes de radio.

Histoire

Poste récepteur radio.
Le 2 juin 1896, Marconi dépose son premier brevet de radioélectricité et réalise en 1899 la première émission de radiotélégraphie entre la France, l'Angleterre et l'Italie. Toutefois, ce premier succès qui marque vraiment la naissance de la radio ne fut pas divulgué.
La première transmission de la voix humaine est réalisée par l'inventeur canadien Reginald Fessenden le 23 décembre 1900. celui-ci réalise la première transmission transatlantique bidirectionnelle puis, le 24 décembre 1906, diffuse la première émission radio de voix et musique, soit la première radiotransmission publique 4.
En Belgique, dès 1907, des émissions de radio sont expérimentées depuis la coupole du Palais de Justice de Bruxelles. En 1913, une station de radio installée à Bruxelles, grâce au roi Albert Ier, dans une annexe du Château Royal de Laeken, émet tous les samedis des programmes reçus sur des postes à galène en Belgique et dans le nord de la France. En 1914, toujours depuis le Château Royal, des programmes musicaux sont émis et reçus dans la même zone. Les installations sont dynamitées à l'approche des troupes d'invasion allemandes.
Entre les deux guerres mondiales, la radio connait un développement très important:
  • En 1920, à Pittsburgh (Pennsylvanie) entre en service ce qui parait être le premier poste de radio-diffusion.
  • Le 6 octobre 1922, à Paris, à l'instigation de la Société française radio-électrique, commence à émettre Radiola, le premier poste privé avec des émissions d'information et de musique
  • En 1922, démarre en Grande-Bretagne une société de Radio-diffusion ( qui deviendra la BBC) 5
  • En 1923, à Bruxelles, le 23 novembre commencent les émissions de Radio Bruxelles qui sont suivies, le 1er janvier 1924, par les émissions de Radio Belgique. Celles-ci sont reçues dans de nombreux pays d'Europe jusqu'en Norvège. Au programme, de la musique de disques, mais aussi les débuts de l'émission de musique en direct, des causeries de vulgarisation scientifique et des émissions féminines. Le premier présentateur, que l'on nomme "speaker", est Léopold Bracony. En 1926, Théo Fleischman le rejoint pour lancer le premier journal parlé au monde, "le monde en trente minutes".
L'historien Eric Hobsbawm rapporte qu'aux États-Unis, ce médium, quasiment inconnu au sortir de la Première Guerre mondiale, touchait dix millions de foyers en 1929, plus de vingt-sept millions en 1939 et plus de quarante en 1950, et il ajoute : « la radio transforma la vie des pauvres, et surtout des ménagères, comme rien ne l'avait encore fait. Désormais, les plus solitaires ne devaient plus jamais être tout à fait seuls. Ils avaient à leur disposition toute la gamme de ce qui pouvait se dire, se chanter, se jouer ou s'exprimer autrement par la voie du son »6.
  • En 1938 est inaugurée à Bruxelles la première vraie maison de la radio. Edifiée dans une architecture fonctionnelle spécialement adaptée aux techniques radiophoniques, elle est aussi la plus grande du monde à l'époque et abrite 500 personnes avec cinq orchestres et des studios conçus pour accueillir le public. C'est de là que seront exprimentées, dès 1951, des émissions de télévision non encore destinées au public avant les vrais débuts de la télévision belge en 1953.
Dès le début de la deuxième guerre mondiale, des installations dites "secrètes" émettent depuis le champ de courses de la commune bruxelloise de Boitsfort dans le but d'échapper aux bombardements. À l'arrivée de l'armée allemande, les émissions sont interrompuent le 14 mai 1940, mais reprennent sous l'égide de collaborateurs de l'Allemagne sous le nom de Radio Bruxelles. Mais, dès octobre, les émissions belges libres reprennent à Londres sous l'appellation de Radio Belgique. Les voix des émissions belges -installées à Londres, à la BBC- sont Victor de Laveleye en français et Jan Moedwil en néerlandais. C'est Victor de Laveleye qui lança le signe du "V" l'adresse des auditeurs belges qui écoutaient, malgré l'interdiction allemande, les voix belges de Londres. Ce signe du "V" pour victoire que les Belges pouvaient facilement et discrètement exécuter avec l'index et le majeur de la main, à la barbe de l'occupant, eut un grand succès en Belgique. Il se répandit même en dehors du pays et fut repris et annexé par Winston Churchill qui l'arborait en public au point que l'invention lui en a été attribuée.

Technique

Transmission des sons

Récepteur radio
La radiodiffusion définit la transmission des sons : la voix humaine et les signaux audio par les ondes. Dans un émetteur radiophonique, les sons sont transformés en signaux électriques basse fréquence (signaux de modulation), ils sont superposés à une onde à haute fréquence (onde porteuse) et, envoyés dans une antenne qui les transforme en ondes électromagnétiques.

Modulation des ondes

Différentes techniques de modulation des ondes sont utilisées en radiodiffusion :
Curieusement, en France la radio numérique n'est qu'a l’état de projet7.

Modulation d'amplitude

Article détaillé : Radio AM.
La modulation d'amplitude fut la plus couramment utilisée dès les débuts des transmissions radio. En effet, elle est écoutable avec des moyens réduits (poste à galène). Elle est obtenue, comme son nom l'indique, en modulant l'amplitude, donc la puissance, du signal porteur avec le signal audio.
On fait varier l’amplitude de l’onde porteuse selon la tension de modulation recueillie par le microphone, puis on l'amplifie.

Modulation de fréquence

Article détaillé : Radio FM.
La modulation de fréquence est une technique utilisée de façon commerciale plus récemment. Elle consiste à faire varier la fréquence d'une onde porteuse de part et d'autre d'une fréquence centrale de base. Un récepteur utilisant ce type de modulation est peu sensible aux parasites qui eux, sont modulés en amplitude et permet plus facilement la réception de sons à haute fidélité et par conséquent les émissions stéréophoniques.
L’amplitude de l’onde porteuse est constante mais cette fois-ci c’est sa fréquence qui varie.
Les émetteurs FM modifient le signal en amplifiant les aigües de façon à améliorer le rapport signal/bruit. Cette pré-accentuation est de 6 dB par octave au-dessus 3,18 kHz pour l'Europe et le Japon, et 3 dB par octave à partir de 2,12 kHz pour l'Amérique du Nord. Cela équivaut à une durée de « désaccentuation » de 50 µs à 75 µs. Les récepteurs (syntoniseur) de bonne qualité ont la possibilité de s'y adapter, soit facilement par le biais d'un interrupteur, soit par le remplacement de quelques composants dans l'appareil.

Longueur d'onde ou fréquence

La longueur d'onde et la fréquence sont liées pour les ondes radio (hertziennes) par la formule : longueur d'onde (m) = vitesse de la lumière (m/s) / fréquence (Hz). Il y a donc abus de langage lorsque que l'on parle de GO (grandes ondes) en kHz.
Tour herztienne à Villeneuve-d'Ascq

Gamme des ondes longues

Article détaillé : basse fréquence.
La radiodiffusion en basse fréquence utilise la gamme dite des GO ou « ondes longues », de 150 à 280 kHz. Cette gamme, historiquement la première utilisée en radiodiffusion en Europe, comporte toujours des émetteurs dont voici une liste qui se veut la plus complète possible :
- En Europe :
Les trois pays nordiques, c'est-à-dire :
  • la Norvège depuis Oslo sur 216 kHz,(200 kW), arrêt en 1995,
  • la Finlande, depuis Lahti,sur 252 kHz, (200 kW), arrêt en 1993,
  • la Suède depuis Motala, sur 189 kHz, (200 kW), arrêt en 1995,
ont cessé de diffuser sur cette gamme d'onde.
2 projets de radios musicales à destination du public anglais ont failli naître :
  • DELTA 171 en Hollande, sur 171 kHz, (2000 kW),
  • MUSICMAN 279 sur lîle de Man, (entre Irlande et Angleterre) sur 279 kHz, (500 kW).
- En Afrique du Nord :
- En Asie :
  • La Russie est couverte par 25 émetteurs d'après le tableau ci-dessous:
  • 1 sur la fréquence 153 kHz, (1200 kW),
  • 2 sur la fréquence 162 kHz, (150 kW),
  • 3 sur la fréquence 171 kHz, (600 , 500 et 150 Kw),
  • 2 sur la fréquence 180 kHz, (150 Kw),
  • 2 sur la fréquence 189 kHz, (1200 Kw),
  • 3 sur la fréquence 198 kHz, (150 Kw),
  • 1 sur la fréquence 207 kHz, (150 Kw),
  • 2 sur la fréquence 216 kHz, (30 et 150 Kw),
  • 2 sur la fréquence 234 kHz, (1000 et 250 Kw),
  • 1 sur la fréquence 243 kHz, (500 Kw),
  • 2 sur la fréquence 261 kHz, (600 et 2500 Kw),
  • 1 sur la fréquence 270 kHz, (50 Kw),
  • 3 sur la fréquence 279 kHz, (1000, 150 et 50 Kw),
  • L'Arménie, (500 kW) emploie la fréquence 234 kHz,
  • L'Azerbaïdjan, (500 kW) utilise la fréquence 216 kHz,
  • L'Ouzbékistan, (150 kW) diffuse sur la fréquence 164 kHz,
  • Le Turkménistan, (150 kW) emploie la fréquence 279 kHz,
  • Le Tadjikistan, (150 kW) émet sur le252 kHz.
  • En Mongolie, trois émetteurs diffusent sur 209 kHz,(30 kW) pour l'un et 75 kW pour les 2 autres, un sur 164 kHz,(500 kW) et un autre sur 227 kHz,(75 kW).
  • Trois fréquences, le 162, (1000 kW). 180 (1200 kW). et 225 kHz, (600 kW). sont utilisées en Turquie.
Un certain nombre de ces stations dispose d'antennes directionnelles, formées en général par 3 pylônes ( 1 directeur à l'avant, 1 émetteur au centre et 1 réflecteur à l'arrière) ce qui leur permet, au lieu de rayonner dans toutes les directions, de ne "tirer" que dans la direction choisie. Elles concentrent ainsi toute l’énergie dans la direction souhaitée.
À titre d'exemples :
  • L'émetteur d'Europe 1 "tire" grosso modo vers Bordeaux avec 4 pylônes ( 1 directeur à l'avant, 1 émetteur au centre et 2 réflecteurs à l'arrière), limitant ainsi les risques de brouillage avec la fréquence DLF 177 kHz à Zelhendorf, non loin de Berlin.
  • Celui de RMC vers Brest, pour ne pas brouiller à l'époque de sa construction en 1974, la NRK Norvégienne sur la même fréquence, muette depuis 1995.
  • Celui de RTL approximativement vers Paris,
  • France Inter ne dispose que de 2 pylônes orientés nord-sud. Dans une configuration d'émission "normale", le pylône nord rayonne et le pylône sud sert de réflecteur et modifie le rayonnement elliptique favorisant les zones nord et sud par rapport à l'est et à l'ouest. Le pylône sud peut aussi être configuré en rayonnant, en cas de maintenance par exemple sur le pylône nord.
  • Alger chaîne 1 sur 153 kHz, (2000 kW) et 198 kHz,(2000 kW) depuis Béchar et Ouargla, en Algérie comportent des axes de tirs orientés naturellement vers le sud pour l'émetteur de Ouargla, et sud-ouest de l'Algérie et Maroc pour celui de Béchar, limitant un possible brouillage avec les émetteurs anglais et allemand qui diffusent sur la même fréquence.
Les "axes de tir" et la puissance ne sont pas le fruit de la volonté d'une station de radio, mais de l'obligation faite par l'Union Internationale des Télécommunications, sise à Genève.
Sur cette gamme d'onde, la couverture est plus importante la nuit et les diffuseurs diminuent les puissances d'émission dans le but d'éviter les brouillages entre programmes émis sur la même fréquence, et réalisent aussi une dépense moindre en énergie pour une couverture beaucoup plus étendue que celle de jour.
Aux États-Unis et au Canada, la bande de fréquence des GO, telle que nous la connaissons en Europe (150 à 280 kHz), est principalement destinée aux radiophares.

Gamme des ondes moyennes

Article détaillé : moyenne fréquence.
La radiodiffusion en moyenne fréquence utilise la bande dite des « petites ondes » (PO), ou « ondes moyennes » ou encore « ondes hectométriques » de 550 kHz à 1 650 kHz, en modulation d'amplitude, avec un espacement de 9 ou 10 kHz entre canaux selon les règlementations de chaque continent. Les stations peuvent être entendues de quelques dizaines à plusieurs milliers de kilomètres selon leur puissance qui va de 1 watt à 2000 kW (Hongrie, Émirats arabes unis) et la propagation. La couverture est plus importante la nuit.

Gammes des ondes courtes

Article détaillé : haute fréquence.
La radiodiffusion en ondes courtes8 permet la diffusion de programmes internationaux, comme RFI en France. La particularité des ondes courtes est leur faculté à être réfléchies par les couches ionisées de la haute atmosphère, ce qui leur permet de franchir de très grandes distances, d'un continent à l'autre. Cependant, la faible largeur de bande utilisable, répartie internationalement ne permet pas une communication de qualité, et son application se limite à la transmission de la parole sans qualité musicale. De plus, ce signal souvent reçu très faiblement à de grandes distances est facilement brouillé par les perturbations environnementales ou l'activité radioélectrique naturelle dans l'atmosphère.

Gamme des ondes ultra-courtes (« bande FM »)

Article détaillé : très haute fréquence.
Les émissions radio dans la gamme des VHF étant réalisées en modulation de fréquence, on parle presque toujours de « bande FM ». En Europe, cette bande de fréquences s'étend de 87,5 MHz à 107,9 MHz.

Évolutions techniques

Depuis les années 1990, différentes techniques de radiodiffusion numérique ont fait leur apparition. Exemples :
La technologie DRM améliore radicalement la portée et la qualité d'écoute des stations internationales, tout en garantissant une occupation des fréquences radio similaire à celle des stations AM. Par contre, pour l'auditeur non équipé d'une radio DRM, la modulation est désagréable à l'écoute.
La technologie DAB nécessite l'occupation de bandes de fréquences nouvelles (bande III et bande L), elle utilise une technique de multiplexage permettant de diffuser plusieurs programmes ainsi que des données à partir d'un seul émetteur.
La France envisage le déploiement de la radio numérique en utilisant la norme T-DMB (sur les mêmes bandes de fréquence que le DAB) mais ce choix est contesté[1] et les expérimentations tardent à se transformer en exploitation.
Si certains prévoient l'utilisation future de la diffusion en IP (sur les réseaux de type Internet mobile) pour la radio, cette dernière implique un changement complet de philosophie de diffusion et des relations entre les diffuseurs et les fournisseurs de programme, et pose des problèmes d'utilisation de la bande passante. Il est probable que ce moyen de diffusion sera utilisé en parallèle et/ou en appoint de la diffusion numérique terrestre, à l'aide, par exemple, d'une technologie comme le RadioDNS [2]

Matériels

La radiodiffusion a la particularité (comme d'autres médias) de permettre une communication asymétrique. C'est-à-dire que les moyens nécessaires à l'émission et la réception ne sont pas les mêmes. En effet, l'émission depuis le studio revêt un degré de technicité supérieur à celui de l'auditeur qui reçoit un programme sur un appareil simple, dont les réglages sont sommaires (fréquence, volume, tonalité).
  • Une station de radio est une installation qui émet des ondes électromagnétiques à l'aide d'un émetteur radio et d'une antenne.
  • Un poste de radio ou récepteur radio est un appareil permettant de recevoir les ondes radio, en extraire la modulation et restituer les sons sur un haut-parleur.
  • Un syntoniseur (ou tuner) est un récepteur, sans amplificateur du signal BF pour haut-parleurs, il assure l'accord et la sélection du signal reçu par l'antenne ou transmis par un câble, sur une plage de fréquences donnée, démodule le signal audio. Il faut impérativement raccorder ses sorties, à un amplificateur muni de haut-parleurs.
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