1La télévision montre, la presse explique, la radio informe, disait Louis Merlin1.

A. Un survol historique de la radiodiffusion

2– 1816. Christian Oersted (1777-1851), un physicien danois découvre qu’un fil métallique parcouru par un courant électrique dévie l’aiguille d’une boussole2.

3– 1865. Michael Faraday (1791-1867), un britannique, montre que si un courant électrique produit des effets magnétiques, à l’inverse un aimant peut produire un courant électrique3.

Louis Figuier4 note : « Soit à Paris une pile en activité. Le fil conducteur de cette pile s’étend jusqu’à Calais par exemple, et là s’enroule autour d’une lame de fer, puis est ramené à la pile située à Paris. Le fluide électrique partant de Paris aimante la lame de fer placée à Calais : et si au devant de cette lame on a placé un disque de fer mobile, ce disque, aussitôt attiré, s’appliquera sur notre aimant artificiel et temporaire. Maintenant, supprimons à Paris la communication du fil conducteur avec la pile, la lame de fer qui se trouve à Calais est désaimantée ; elle ne retient plus le disque de fer mobile, qui reprend alors sa position primitive. Ainsi en établissant et en interrompant successivement le courant à Paris, on obtient à Calais un mouvement de va-et-vient du disque de fer. Ce mouvement que l’aimantation temporaire permet d’exercer à distance, est le fait fondamental sur lequel repose la construction électrique du télégraphe électrique ».

4– 1866. James Clerk Maxwell (1831-1879), professeur de mathématiques à Cambridge, élève de Faraday, montre l’existence d’un rayonnement électromagnétique. Les ondes radioélectriques se composent de deux éléments, un champ magnétique variable perpendiculaire à un champ électrique lui aussi variable. L’immense intérêt est leur possible transmission dans l’espace sans support matériel.

5– 1888. Henrich Hertz (1857-1894), un physicien allemand applique la théorie de Maxwell.

… « Pour cette expérience, Hertz brancha, sur une bobine d’induction, deux sphères de métal très proches d’une de l’autre. Au moment de la décharge, une étincelle se formait entre les deux sphères. A quelques pas, Hertz tenait une boucle de fil munie à ses extrémités de deux boules de métal. Malgré la distance, une deuxième étincelle se formait en même temps entre ces deux boules. Hertz démontra que les ondes électromagnétiques passaient d’une paire de sphères à l’autre et induisaient un courant dans la boucle »5.

6La propagation est due à une accélération des charges électriques entraînant une perturbation du champ électromagnétique.

7– 1890. Edouard Branly (1844-1940), un français, professeur de physique à l’institut catholique de Paris, montre que la limaille de fer devient un bon conducteur électrique lorsqu’elle est soumise à l’effet des ondes hertziennes. On peut ainsi disposer d’un appareil détectant les ondes radio et les transformant en courant électrique utilisable, le « radio conducteur ».

8– 1896. Guglielmo Marconi (1834-1937), un italien, dépose le 2 juin 1896, en Grande Bretagne, le brevet d’invention de la téléphonie sans fil (TSF).

9– 1899. Marconi transmet le premier message hertzien par delà la manche le 28 mars 1899.

10– 1906. Un professeur américain, Reginald Fessenden, est le premier homme dont la voix a transité par les ondes.

11– 1907. Lee De Forest, un américain (1873-1961) dépose le 29 janvier 1907 le brevet de la triode6. Il remplace ainsi le cohéreur de Branly par un dispositif de réception plus efficace et son amplification. Fils de pasteur, Lee De Forest a une vision messianique de sa découverte.

… « Ma présente tâche (particulièrement agréable) est de distribuer de douces mélodies « à la volées » à travers les villes et les mers de façon à ce que les marins au loin puissent écouter à travers les ondes la musique chez eux »7.
« Lorsqu’on fait éclater des étincelles pour produire des courants de haute fréquence susceptibles de donner des ondes électromagnétiques, on n’obtient que des trains d’ondes brefs qui s’amortissent rapidement. Entre deux étincelles, on enregistrait un temps mort qui, comparativement à la durée de l’étincelle elle-même, était très long : on ne savait envoyer que du signal télégraphique, des paquets de trains d’ondes découpés suivant certaines cadences reconnaissables, tels les signaux Morse. Ce fonctionnement par « tout ou rien » ne permettait absolument pas de transmettre les signaux complexes de la voix ou de la musique. C’est la lampe triode qui permit de résoudre le problème. Les fréquences caractérisant les sons audibles sont de basse fréquence. Si on convertissait directement ces sons en ondes électromagnétiques, on ne pourrait pas correspondre à longue distance parce que ces ondes s’amortiraient très vite dans l’air. L’amortissement décroissant quand la fréquence augmente, seul l’emploi d’oscillations haute fréquence pouvait permettre de communiquer sans fil. On eut alors recours à un procédé très astucieux consistant à émettre une « onde porteuse » à fréquence élevée modulée au rythme basse fréquence de la voix. A la réception, une diode redresseuse permettait d’extraire du signal récupéré la modulation, seule partie intéressante et qu’il était possible de retransformer en sons par l’intermédiaire d’un écouteur ou d’un haut parleur »8.

12– 1922. Le premier journal de nouvelles est diffusé depuis la tour Eiffel à Paris9.

13– 1938. Le dimanche 30 octobre à 20 heures, Orson Welles et sa troupe, du Mercury Theater, interprètent sur CBS une nouvelle adaptation du roman de Herbert G. Wells « la guerre des mondes » dont le décor avait été planté dans le New Jersey. Des milliers d’auditeurs ont pris la nouvelle à la lettre et se sont enfuis de chez eux pour échapper aux envahisseurs d’un scénario écrit pour la radio. Les hôpitaux accueillirent des gens frappés d’hystérie10.

14– 1949. L’invention du « transistor » permet de réaliser des postes de réceptions ne nécessitant que peu d’énergie électrique, d’où la possibilité de fabrication de postes portables qu’on appellera « Transistors »11.

Le Morse joue sur un système binaire de deux états qui peuvent éventuellement être la présence d’énergie (signal) ou l’absence d’énergie (silence) sur le conducteur. Il joue également sur la durée, ce qui lui permet de produire cinq symboles (éléments non signifiants de signes) très reconnaissables : 1) le point : signal de 1/24 de seconde ; 2) le trait : signal de 3/24 de seconde ; 3) le blanc court : silence de 1/24 se seconde ; 4) le blanc moyen : silence de 3/24 de seconde ; 5) le blanc long : silence de 6/24 de seconde. Le morse est inventé en 1844 par un américain Samuel Morse12. Il sera remplacé totalement d’ici 1993 par le GMDSS « Global Maritime sistress and Safety System »13.

B. La particularité de la transmission

15• Le son est un mouvement périodique caractérisé par une fréquence, c’est-à-dire le nombre d’oscillations (ou périodes ou cycles) qui franchissent un point fixe en une seconde ; l’unité de fréquence est le Hertz (Hz) qui correspond à une période par seconde. La fréquence des vibrations audibles est comprise entre 16 et 20 000 Hertz. Par exemple, le « LA » du diapason a une fréquence de 445 Hz.

16Les ondes électromagnétiques sont un phénomène très répandu dans la nature. Elles sont des perturbations qui modifient un milieu (solide, liquide, vide, air). Elles couvrent un large spectre depuis les rayons gamma (une longueur d’onde d’un millionième de milliardième de mètre). La lumière visible n’est qu’une partie du spectre : ses longueurs d’ondes sont comprises entre 0,4 et 0,8 micron (ou micromètre soit 0,4 à 0,8 millionième de mètre)14.

17• Un mouvement périodique se propage à une certaine vitesse. Le son se propage à 340 mètres par seconde dans l’air ; il se propage à 1400 mètres par seconde dans l’eau. Une onde électro magnétique (car cela met en cause des propriétés électriques et magnétiques)15 se propage dans le vide (identiquement dans l’air) à une vitesse de 300 000 Kilomètres par seconde16. On peut alors au moyen d’un émetteur « émettre une fréquence », c’est-à-dire lancer électriquement des fréquences supérieures ; par exemple l’émetteur de France Inter a une fréquence de 164 KHz soit 164 000 Hz. Il s’agit donc d’une haute fréquence constante où toutes les alternances ont la même amplitude et qui ne transporte aucune information. La basse fréquence (son BF) utilise la haute fréquence (HF), la porteuse, pour « voyager ». Moduler, c’est modifier selon l’allure du courant de basse fréquence l’une des deux caractéristiques du courant de haute fréquence : ou bien son amplitude ou bien sa fréquence : la modulation d’amplitude (MA ou AM en anglais)17, la modulation de fréquence (MF ou FM en anglais)18.

Il existe une relation entre la fréquence en Hz, la vitesse de propagation et la longueur d’onde19. Cette relation est f (en Hz) x β (longueur d’onde en km) = v (Km/seconde). Plus la longueur d’ondes est courte, plus la fréquence est élevée et inversement. Sachant que la vitesse de propagation est de 300 000 km/s, on peut calculer la longueur d’onde d’une onde radioélectrique ; une fréquence de 164 KHz a une longueur d’onde de 300 000/164 000 = 1.829268 soit 1829,268 mètres20 .

18On appelle bande de fréquences un intervalle compris entre deux fréquences21 ; on distingue ainsi22 :

19– VLF, (Very Low Frequencies), ondes myriamétriques, de 3 à 30 kHz (KiloHertz).

20– LF, (Low Frequencies), ondes kilométriques, de 30 à 300 Khz, radio ondes longues (France Inter 164 kHz). Elles se propagent par diffraction autour de la terre et par réflexion sur la couche D de l’ionosphère ; elles pénètrent de quelques mètres dans l’eau.

21– MW, (Mildle Frequencies), ondes hectométriques ; de 300 à 3000 kHz, ondes moyennes (Radio bleue, Rennes 711 Khz). Elles sont réfléchies par la couche E de l’ionosphère.

22– HF, (High Frequencies), ondes décamétriques, de 3000 à 30 000 kHz, ondes courtes (RFI 6175 Khz) (3 à 30 MHz). Elles assurent de longues distances par réflexion sur la couche F2 de l’ionosphère23.

23– VHF, (Very High Frequencies), ondes métriques, de 30 000 Khz ou 30 Mhz (MégaHertz) à 300 Mhz, ondes MF (87,5 à 108 Mhz pour la diffusion radio) + TV.

24– UHF, (Ultra High Frequencies), ondes décimétriques, de 300 Mhz à 3000 Mhz, bande TV.

25– SHF, (Supra High Frequencies), ondes centimétriques, de 3000 Mhz à 30 000 Mhz (3 à 30 GHz), bande satellite pour tv et radio.

26– EHF, (Extremely High Frequencies), ondes millimétriques, de 30 000 Mhz ou 30 Ghz (Gigahertz) à 300 Ghz, bande satellite TV radio.

27Chaque bande de fréquence est divisée en sous bandes ; par exemple la bande VHF de 30 Mhz à 300 Mhz est divisée en 1) bande I de TV (de 47 à 68 Mhz) ; 2) bande II radio (de 87,5 à 108 Mhz) ; 3) bande III de TV (de 174 à 223 Mhz). Dans ce cadre, un canal est une fréquence assignée à une émission. Ainsi les bandes IV et V de TV (470 à 854 Mhz) sont divisées en 48 canaux de 8 Mhz numéroté de 21 à 68. En bref, un numéro de canal n’est autre qu’une fréquence particulière. On y trouve TF1, France2, France3.

28Une utilisation récente de la transmission « classique » consiste à transporter, à côté du son « FM » des données codées sous forme numérique sur des « sous porteuses ». Ces données autorisent une grande variété d’applications, regroupées sous le nom de SDR (système de données radio) ou bien RDS (Radio data System) (1987)24. La technique est utilisée par France Télécom pour la messagerie unilatérale OPERATOR. Un autoradio utilisant ce système peut dès à présent recevoir nombre d’informations telles, que se régler sur une station sur tout le territoire national avec des changements de fréquence, ou bien recevoir des informations routières.

29• La transmission numérique DAB (Digital Audio Broadcasting) permet de recevoir un son sans parasites25. De plus, la puissance d’émission peut se limiter à des puissances faibles (2 Watts au lieu de 200 Watts pour un émetteur FM normal) et un même programme peut utiliser la même fréquence sur l’ensemble du territoire dans crainte de brouillage. Les industriels européens dans le programme Eureka « 147 », créent une norme de diffusion26 et des émissions expérimentales ont lieu en 1992 à Paris et, étendu à l’ensemble du territoire de 1995 à l’an 2000 ; le projet EUREKA 147 DAB envisage l’adoption du procédé à toute l’Europe... et même internationale27.

… « En radio numérique, le son est mesuré tous les 48 000^e de seconde. C’est l’échantillonnage. Chaque échantillon est codé en un « mot » de 16 bits, « 0 » ou « 1 ». Chaque colonne de 16 bits représente l’amplitude d’un échantillon. Ce tableau est converti en un nouveau tableau représentant la répartition du son suivant les fréquences. Le spectre audible, 24 000 Hz, est divisé en 32 intervalles de 750 Hz. Ne sont retenus que les bits correspondants aux bits audibles. Cette sélection donne une nouvelle séquence numérique, la trame Musicam (Hasking-pattern Universal Gabband Integreted Coding And Multipleseing). La trame28 est transmise vers l’émetteur par paquets de 256 bits (COFDM), surcodés par 256 bits redondants. Le message est ainsi protégé d’éventuelles pertes d’information durant sa transmission. Chacun des 512 bits est converti en signal élémentaire, une portion de sinusoïde déphasée d’une partie de période suivant quelle représente un « 0 » ou un « 1 ». Un codeur combine les 512 signaux en une unique onde complexe diffusée par voie hertzienne. L’onde captée par le récepteur est transmise à un décodeur. Il décompose l’onde, restitue les 512 signaux élémentaires et extrait les 256 signaux utiles qu’il retransforme en 256 bits. Un second décodeur décompresse les portions de trame et restitue un tableau d’amplitudes. Un convertisseur numérique/analogique restitue une onde proche du signal initial, la différence étant imperceptible »29.

C. L’utilisation des fréquences radio

30• La première station de diffusion date de 1918 aux Etats-Unis, la station 8XK à Pittsburg. Westinghouse inaugura l’indicatif « KDKA » ; la première émission fut consacrée aux résultats de l’élection présidentielle remportée par Warren Hardin. En France, la première émission publique fut celle de la station privée « Radiola » en 192230. Il existe en 1925, plus de 650 stations émettrices dans le monde. Une des plus importantes est CBS. Son fondateur, William Paley, mort31 le 26 octobre 1990 à l’âge de 89 ans, achète en 1928 pour 400 000 dollars un petit réseau de radio en faillite, United Independent Broadcasters qu’il rebaptise Columbia Broadcasting System (CBS). Trois ans plus tard, CBS fait un chiffre d’affaires de 2 millions de dollars et impose une nouvelle conception de la radio en mêlant information et divertissement32. En 1921, un radio amateur français, Léon Deloy (F8AB) réussit la première transmission bilatérale en ondes courtes entre la France et les Etats-Unis avec quelques watts dans son antenne33. Le premier poste émetteur Ondes Courtes, le « Poste Colonial », date, à Paris, du 6 mai 1931. Dès 1938, un émetteur français, « Paris Mondial », atteint la puissance de 25 Kw. Aujourd’hui, la radio diffusion publique utilise près de 5000 émetteurs de par le monde34. On distingue les stations gouvernementales, les stations religieuses, les stations privées commerciales. Il est ainsi aisé de suivre l’actualité internationale à travers le prisme des cultures nationales : par exemple 6010 Khz (Moscou), 6125 Khz (Londres), 6165 Khz (Genève), 6175 Khz (Paris), 11975 Khz (Pékin) etc…35. Ces radios marquent l’empreinte des pays émetteurs et servent la défense de leurs intérêts. Par exemple, les Etats-Unis disposent de The Voice of America (VOA, 1900 heures de programmes par semaine)36, de Radio Free Europe (1951) qui fut longtemps le canal d’informations pour les pays de l’Est, de Radio Liberty (195 3)37 diffusant sur l’URSS, de Radio Marty et de Télé Marty émettant sur Cuba38.

31• Les radios se « thématisent ». La réussite de France-Info est la marque d’un nouveau type de radio. Peu après sa nomination à la tête de Radio-France, Roland Faure propose le remplacement de Radio 7 par une radio d’information continue, France-Info, lancée en juin 1987 et qui est devenue un succès incontestable. La bande FM, ouverte aux radios privées en 1981, en France, regroupe en 1991 plus de 1800 stations39. L’association « Vive la radio » présidée par Marcel Bleustein-Blanchet veut promouvoir ce type de média face à l’émergence des nouvelles modalités de transmissions des informations40. Il se développe une « histoire » de l’écoute de la radio et une publication sur compact disques des grandes heures de l’écoute illustrant ainsi l’importance de ce qui est par essence fugitif41. La diffusion par câble permet pour l’instant la création de radios thématiques payantes. Pierre Ballanger42 offre, avec la Lyonnaise-Communication en juin 1993 sur le réseau câblé de Paris « MultiRadio », un service de plusieurs thèmes de programmes, accessible via le décodeur « VisioPass »43.

32• Il existe un marché pour la transmission de données entre micro-ordinateurs. Par exemple, la société NEC propose en 1991, un micro-ordinateur portable, le NoteBook RC-9801, capable de communiquer avec les autres ordinateurs sans passer par le réseau téléphonique en utilisant les ondes radiophoniques pour échanger des données à grande vitesse (9600 bits par seconde) grâce à une antenne et un adaptateur-modem radio interne44. Un des plus importants réseaux (pour les radios dite de sécurité) est SYTERE, nom du système de transmission dans la police ; celui de la gendarmerie s’appelle depuis 1988 SAPHIR. L’intérêt de ces réseaux est de coupler la radio avec le traitement des données informatiques et le son informatique45. SYTERE se compose de :

1) un calculateur central Bull DPS7. 2) un terminal embarqué à bord, un Thomson 80C88 de 1Mo de Ram (8 lignes x 40 caractères), fonctionnant sous le système d’exploitation multitâche Vidi 2.0 de Techniphone. 3) La couche radiophonique élaborée par TRT (avec des liaisons X25). 4) Thomson CSF qui a développé le logiciel d’application (messagerie, interrogation de bases de données, saisie d’information...) assure la télémaintenance depuis un centre situé dans les bâtiments du ministère de l’intérieur où se trouve le calculateur central46.
Les six pays européens : Allemagne, Italie, les Pays-Bas, Espagne, sur proposition de la France et de la Grande-Bretagne étudient pour 2005 un système spatial de communications militaires, European Military Satellite of communication (EUMILSATCOM)47.