Syndicat National des Radios Libres
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Audiovisuel & Technologies

Etat de l'art


Dimanche 28 Février 2010 - 21:38

Ce service du site du Syndicat National des Radios Libres a vocation d'être un portail évolutif afin d'appréhender les enjeux de l'évolution technique et industrielle de la radiodiffusion professionnelle de masse par voie hertzienne. Situer les enjeux économiques de la radiodiffusion impose un bref exposé des techniques et de leur évolution, au long duquel le portail se déclinera.


Repères chronologiques

1896 : système de T. S. F. de l'italien Guglielmo Marconi, basé sur un système d'antennes inventé par un instructeur de l'Ecole de Torpillage de Kronstadt, Alexandre Popov expérimenté en 1895.
1920 : premières expériences de radiodiffusion de masse en Grande-Bretagne puis aux États-Unis.
1921 : à l'initiative du Général Ferrié, premiers essais puis diffusion régulière d'un programme de radio à partir de la tour Eiffel. Les récepteurs utilisés sont à galène.
1925 : apparition des récepteurs à lampes (avec amplification) alimentés par batteries et piles.
1930 : récepteurs alimentés par le réseau électrique.
1930-1935 : début des programmes sur ondes courtes
1945 : en hommage à Popov et afin de promouvoir la radiodiffusion dans le monde, l'Union Soviétique, à la demande de Staline, instaure une féte annuelle de la radio le 7 mai. L'Union Soviétique jouera un rôle moteur dans le renforcement de l'Union Internationale des Télécommunications, secteur Radio (UIT-R), dont l'actuel secrétaire général est un.... ancien ministre des télécommunication de la RSS de Russie.
1955 : premiers récepteurs à transistors.
1961 : réglementation de la radiodiffusion en modulation de fréquence (plan UIT de Stockholm).
1975 : réglementation de la radiodiffusion dans les bandes kilométrique et hectométrique (plan UIT de Genève).
1978 : apparition des premières radios libres en FM en France.
1981 : libération des ondes en FM en France et dans les DOM-TOM
1986 : libéralisation de l'audiovisuel en France, assortie d'outils de régulation dans l'octroi des concessions et des contenus.

Caractéristiques d'une onde.
Caractéristiques d'une onde.

Les types d'onde

Les ondes matérielles se propagent par vibrations de la matière (gazeuse, liquide ou solide).
Parmi celles-ci figurent, pour des fréquences comprises entre 20 et 20 000 Hz :

* les ondes sonores;
* les ultrasons, qui ont des fréquences plus élevées;
* les infrasons, aux fréquences plus basses.


Spectre des ondes électromagnétiques.
Spectre des ondes électromagnétiques.
Les ondes électromagnétiques quant à elles sont dues à la vibration d'un champ électromagnétique en dehors de tout support matériel.
Elles comprennent, selon leur longueur d'onde :

* les rayons gamma (moins de 10-11 m);
* les rayons X (de 10-11 à 10-8 m);
* l'ultraviolet (de 10-8 à 10-7 m);
* la lumière visible (de 400 à 800 nm);
* l' infrarouge (de 0,8 µm à 1 mm);
* les micro-ondes (de 1 mm à 1 m);
* les ondes radar (de 1 à 10 m);
* les ondes radioélectriques (du décamètre à plusieurs dizaines de kilomètres).

Toutes ces ondes se propagent, dans le vide, à la vitesse de 300 000 km/s.

Propagation ionosphérique.
Propagation ionosphérique.

La propagation des ondes hertziennes

Pour l'AM ou modulation d'amplitude, les ondes longues sont bien adaptées à la diffusion de programmes nationaux et internationaux.
Pour un émetteur de 2 000 kW, la portée peut atteindre 1 000 km.
L'antenne d'émission est un pylône « rayonnant », d'une hauteur pouvant atteindre 200 m.

Les ondes moyennes se propagent, comme les ondes longues, sans être gênées par les obstacles; les portées sont plus faibles (50 à 150 km pour une puissance de 100 kW), bien adaptées à la diffusion de programmes à vocation régionale.
La nuit intervient la propagation par onde d'espace avec réflexion sur l'ionosphère.
Les ondes émises par des émetteurs lointains peuvent alors perturber la réception locale.
Comme pour les ondes longues, l'antenne est un pylône rayonnant, mais d'une hauteur comprise entre 50 et 100 m.

Les ondes courtes utilisent la propagation ionosphérique (ondes d'espace).

Modulation du signal.
Modulation du signal.
La portée est de quelques milliers de kilomètres.
Dans cette bande sont diffusés des programmes destinés aux pays étrangers.
L'antenne d'émission est un groupement d'antennes simples constituant un rideau (carré de 30 à 80 m de côté) qui émet dans une direction.

Pour la FM, les ondes métriques, diffusant les programmes en modulation de fréquence, se propagent comme les ondes lumineuses, en ligne droite (ondes de sol), et ne peuvent pas contourner les obstacles.

Modulation du signal

Représentation spatio-temporelle d'une onde électromagnétique.
Représentation spatio-temporelle d'une onde électromagnétique.
La portée d'un émetteur de 10 kW placé à quelques centaines de mètres d'altitude par rapport à la zone à desservir est de l'ordre de 150 km.
L'antenne est un groupement d'antennes simples, ou dipôles, et ce groupement constitue un panneau.
Plusieurs panneaux couplés sont placés au sommet d'un pylône support.

La réception des ondes hertziennes

Les traitements nécessaires depuis l'arrivée de l'onde hertzienne jusqu'à la restitution du son demeurent identiques quelle que soit la génération du récepteur.
En effet, les principes de base sur lesquels repose le système sont toujours les mêmes.
La qualité d'un récepteur est liée à deux paramètres fondamentaux : la sélectivité, faculté du récepteur à ne prendre en compte que le canal correspondant au programme choisi ; la sensibilité, capacité à traiter, avec une qualité correcte, des signaux de faible niveau.
La portée d'un émetteur dépend du rapport signal sur bruit que l'on obtient dans le récepteur, c'est-à-dire du quotient entre la puissance du signal reçu et la puissance du bruit.
Ce bruit présent dans le récepteur résulte de l'addition des bruits captés par l'antenne et provenant du milieu environnant, et du bruit généré par les circuits du récepteur lui-même.

Au niveau du récepteur, les ondes hertziennes sont captées par une antenne constituée d'un bobinage pour les ondes longues et moyennes, ou d'un brin télescopique pour les ondes courtes et métriques (bandes M. F.).
Un filtre radiofréquence accordable par l'auditeur sélectionne le signal électrique correspondant au programme désiré.
Ce signal est transposé sur une fréquence intermédiaire qui reste identique quel que soit le canal choisi, afin de parfaire la sélectivité et d'uniformiser les circuits.
La démodulation consiste à extraire du signal radiofréquence le signal audiofréquence qui est ensuite amplifié.

La numérisation du signal de diffusion permet le retour en grâce de l'AM en Ondes Courtes, il est important de noter les difficultés liées aux différences de propagation : l'utilisation optimale de la bande des 26 Mhz, un des enjeux pour les radios locales partout dans le monde, ne peut être résolu qu'en accélérant la recherche et les mesures d'impact sur les brouillages inhérents aux Ondes Courtes.
C'est le challenge du SNRL au sein du Consortium DRM, de la HFCC et auprès de l'UIT à Genève.

Les équipements de production

Un « centre de production radiophonique » dès l'origine de la radiodiffusion, dans les années 20, comprend tous les équipements fixes nécessaires à la fabrication d'un programme radiophonique.
Dans le studio se trouvent les sources sonores à transmettre (musique d'orchestre, voix d'acteurs, de journalistes, éléments de bruitage).
Le studio doit avoir de bonnes qualités acoustiques.
Une cabine technique est directement associée à un studio et en est séparée dès les années 30, par une double vitre.
À l'intérieur, les techniciens, qui exploitent le matériel, règlent les niveaux des différentes sources pour obtenir une prise de son harmonieuse.
Le réalisateur leur transmet les ordres de départ des machines et donne toutes les indications nécessaires aux personnes présentes dans le studio.
Il commute les différentes sources : les microphones du studio et les machines (platines, magnétophones, etc.) installées et exploitées dans la cabine.
C'est dans le « bloc programme » du studio qu'est élaboré le programme transmis aux émetteurs.
L'une de ses fonctions consiste aussi à contrôler la qualité technique du signal électrique.
Le responsable de l'antenne effectue les enchaînements des différents éléments du programme en fonction d'un conducteur.
À côté du bloc programme se trouve le studio d'intervention du présentateur de la station.
Enfin, le centre de distribution de la modulation est un véritable nœud par lequel transitent tous les signaux :

* les liaisons entre différents studios ;
* les arrivées de l'extérieur ;
* la sortie du bloc programme vers les émetteurs.

De plus, des équipements mobiles installés dans des cars de reportage sont utilisés en extérieur lors d'émissions en direct ou enregistrées puis diffusées ultérieurement.
Les radios, alors bénéficiant toutes du soutien de la puissance publique, étaient des entreprises organisées sur un mode tayloriste avec des centaines d'employés.
Véritable révolution, les radios locales associatives et commerciales ont réussi, à la fin des années 70 (puis les radios dites communautaires notamment en Afrique et dans certains pays d'Amérique du Sud à la fin des années 80) à regrouper et à concentrer ces « blocs » de production en un espace plus réduit.
La mobilité s'autonomise avec des appareils d'enregistrement analogiques portatifs de plus en plus légers e maniables La révolution de la numérisation de la production du son (les systèmes basses fréquences) ont encore optimisé la gestion du procès de production, qui peut être réduit à quelques personnes.
Le traitement de l'information, le montage, puis la diffusion peuvent aujourd'hui être réalisée par des personnes qualifiées et autonomes.

Les réseaux de diffusion et de transmission

La diffusion d'un programme sonore s'effectue par un réseau d'émetteurs dont le nombre dépend du type d'opérateur, de l'étendue, de la configuration de la zone géographique à couvrir. Le rôle d'un émetteur est de générer une onde radioélectrique, de la moduler, c'est-à-dire de faire varier l'un de ses paramètres (amplitude : modulation d'amplitude ; ou fréquence : modulation de fréquence) proportionnellement au signal électrique audiofréquence qui lui est fourni, et, enfin, d'amplifier le signal radiofréquence modulé. Les premiers programmes ont été diffusés en modulation d'amplitude. Au cours des années 1960, l'évolution de la technologie a autorisé la mise en service des émetteurs fonctionnant en modulation de fréquence. Il est ainsi possible de diffuser des signaux de très bonne qualité (15 kHz de bande de fréquences) en monophonie ou en stéréophonie. La portée de ces émetteurs, dont les puissances sont comprises entre 100 W et 4 kW, est de l'ordre de 150 km pour les plus puissants. Ces équipements FM sont donc parfaitement adaptés à une diffusion locale. C'est cette évolution technologique qui a conduit à l'apparition de radiodiffuseurs de proximité, avec des matériels d'un coût de plus en plus abordable. En revanche, pour assurer une couverture régionale ou nationale, il est nécessaire d'utiliser plusieurs émetteurs, qui constituent alors le réseau de diffusion du programme radiophonique. Les bandes utilisées pour la radiodiffusion sont : en modulation d'amplitude, les ondes kilométriques (ondes longues ou grandes ondes) de 150 kHz à 280 kHz, les ondes hectométriques (ondes moyennes) de 525 kHz à 1 600 kHz et les ondes décamétriques (ondes courtes) de 6 MHz à 26Mhz. En modulation de fréquence , on utilise les ondes métriques de 87,5 MHz à 108 Mhz, la bande FM en France et dans le monde.

Le transport jusqu'aux émetteurs des signaux électriques issus du centre de production est réalisé :

* par le réseau de transmission au moyen de liaisons assurées par des circuits du type téléphonique «
* haute qualité » ;
* par des faisceaux hertziens (liaisons hertziennes point à point) lorsque les distances sont longues ;
* ou encore par un satellite de télécommunication, et aujourd'hui par Internet.

La révolution du DRM + et l'enjeu politique de la numérisation de la Bande FM

Nous venons de voir qu'aujourd’hui, la radio analogique n’est diffusée qu’en AM (modulation d’amplitude) et en FM (modulation de fréquence).
Aujourd’hui elle peut aussi être diffusée en qualité numérique avec le système DRM, normalisé par l'UIT.
Le standard DRM a été conçu pour donner un nouveau souffle à la diffusion AM, dans les bandes de fréquences inférieures à 30 MHz, soit en ondes courtes, moyennes et longues.
Le DRM est un standard numérique universel. Il a la particularité d’utiliser les fréquences et les bandes de fréquences AM existantes.
Contrairement à l'I-BOC, qui proposé en France par NRJ-Group, c’est un système « non propriétaire » : il n’a pas été développé par un industriel pour son compte, mais grâce aux efforts conjugués de tous les membres du « Consortium DRM » : industriels, université, opérateurs et syndicats professionnels (dont le SNRL) du monde entier.
Son utilisation ne génère pas de « droits d'utilisation ».

Pour l'auditeur la qualité du son DRM est relativement supérieure à la qualité FM.
Cette amélioration par rapport à l’analogique est immédiatement perceptible.
En outre, le système DRM peut simultanément diffuser des données et du texte et ainsi servir une nouvelle gamme de contenu audio.
Ce contenu additionnel peut être visualisé sur les récepteurs DRM pour appuyer ou mettre en valeur le message sonore.
Les applications DRM concernent les récepteurs radios fixes et portables, les autoradios, les ordinateurs dotés d'un logiciel spécifique (en freeware) et les PDAs.

Mais aujourd’hui un nouveau standard DRM est expérimenté : la numérisation DRM de la bande FM actuelle avec le DRM+.
Car la bande FM, si elle a vocation à être attribuée à l'avenir à d'autres opérateurs de télécommunications, est toujours disponible pour de nombreuses années pour la radio.
Il n'est donc pas question, au plan mondial, de laisser cette ressource en « jachère numérique », d'autant que les bandes 3 et L n'offrent pas forcément, dans de nombreux pays y compris la France, toutes les garanties de « migration » pour les radios.
Le Consortium DRM a déposé une demande de normalisation auprès de l'UIT et des instances européennes de normalisation (ETSI).
Le SNRL s'est joint à cette initiative.

Cette diffusion expérimentale en DRM+ est réalisée par l'Autorité des Medias de l'Etat de Basse Saxe et l'Université Leibnitz de Hanovre, membres associés du Consortium DRM, avec l'appui de la Deutche Welle, dont le Directeur technique, Peter Senger, est venu présenter les travaux au Congrès du SNRL de Saint-Denis en 2007.
Les étudiants et universitaires de Hanovre ont conçu et réalisé le premier émetteur en DRM+ au monde et les mesures de diffusion sont transmises à l'Union Internationale des Télécommunications, en vue d'une normalisation en 2009.
La numérisation de la Bande FM, dans l'attente de la migration définitive des radios sur les bandes 3 et L peu permettre l'optimisation de la ressource en FM actuellement exploitée par les radios partout dans le monde (et notamment dans les pays non-industrialisés) dans l'attente que les Etats et les autorités de régulation aient trouvés les moyens d'une place juste et équitable pour tous les opérateurs en bande 3 et L.