Pourquoi la portée intérieure est différente
La portée indiquée sur une fiche technique de radio est mesurée en conditions dégagées : ligne de vue directe, aucun bâtiment, aucune interférence et une antenne idéale. Un site intérieur est l’inverse. Le signal doit traverser murs, planchers, portes, mobilier, rayonnages et personnes, et il doit composer avec le bruit électrique.
Le résultat est qu’une radio annoncée à « 5 miles » peut couvrir un étage d’un bâtiment en béton, tandis qu’une radio annoncée à « 2 miles » peut couvrir une allée d’entrepôt dégagée. Le chiffre sur la boîte est une borne supérieure, pas une prévision de site.
En espace libre, la puissance du signal diminue avec le carré de la distance. En intérieur, elle diminue beaucoup plus vite, car chaque obstacle ajoute une perte et chaque surface métallique crée une réflexion. Le signal arrive au récepteur par plusieurs chemins, avec des retards différents : c’est le multitrajets. Selon la phase des ondes, les signaux s’additionnent ou s’annulent, ce qui produit des zones où le niveau semble correct à quelques centimètres près et s’effondre juste à côté.
Le bruit électrique joue aussi un rôle. Les alimentations, les variateurs de lumière, les écrans, les ascenseurs et les équipements industriels augmentent le niveau de bruit. Le récepteur doit alors distinguer une voix faible d’un fond électrique plus élevé. Une radio qui fonctionne bien dans un bureau calme peut devenir inutilisable dans un local technique.
Les quatre pertes
La plupart des échecs en intérieur proviennent de quatre sources :
- Murs. Les murs en béton, en brique et à ossature métallique absorbent ou réfléchissent l’énergie. Un mur en béton armé peut entraîner une perte de 10 à 20 dB ou plus.
- Planchers et plafonds. Une dalle de béton entre deux étages constitue une perte majeure. Un répéteur en toiture peut ne pas atteindre le sous-sol à travers elle.
- Métal. Rayonnages, conteneurs, bardages en acier, ascenseurs et isolants à parement métallique créent des réflexions et des zones mortes.
- Corps et mobilier. Les personnes, les stocks et les cloisons absorbent le signal, en particulier en UHF.
La conséquence pratique : la couverture n’est pas uniforme. C’est une mosaïque qui change lorsque les stocks, les cloisons ou les travaux du bâtiment évoluent.
Une cloison de plâtre perd moins qu’un mur porteur, mais plusieurs cloisons successives s’additionnent. Une porte coupe-feu fermée peut ajouter une perte supérieure à celle d’un mur léger. Un plafond métallique suspendu peut réfléchir le signal vers le sol et créer une zone d’ombre juste en dessous. Les ascenseurs, les gaines et les cages d’escalier agissent comme des conduits : le signal peut y descendre, mais il peut aussi y être absorbé ou renvoyé.
Il faut également compter les pertes dynamiques. Un entrepôt vide et un entrepôt rempli ne se comportent pas de la même manière. Un rayonnage nouvellement installé peut transformer une allée couverte en zone morte. Une rénovation qui ajoute des cloisons ou des vitrages à revêtement métallique modifie la propagation sans que la radio ait changé.
Distances réalistes par type de bâtiment
| Environnement | Portée typique de portatif à portatif | Ce qui la détermine |
|---|---|---|
| Bureau en espace ouvert | 50 à 150 m | Cloisons, mobilier, personnes |
| Étage de chambres d’hôtel | Un étage ou un couloir | Murs en béton, portes coupe-feu |
| Allée d’entrepôt | 100 à 300 m, moins à travers le rayonnage | Hauteur des rayonnages, densité des stocks |
| Sous-sol / local technique | Souvent aucune couverture fiable | Dalle de béton, équipements, gaines |
| Parking | 50 à 150 m | Béton, rampes, véhicules |
| Cage d’escalier | Un à trois étages | Béton, portes métalliques |
Ces valeurs sont des estimations de planification, et non des garanties. Une étude de site est le seul moyen de savoir.
Les distances varient aussi selon la puissance et la bande. Un portatif de 5 W en UHF peut mieux fonctionner qu’un portatif de 2 W dans un couloir, mais l’écart reste modeste face à un mur en béton. Un modèle VHF avec une antenne plus longue peut mieux traverser certains murs, mais il est souvent moins maniable et moins adapté aux environnements métalliques denses.
La position de l’antenne compte davantage que la puissance. Un portatif porté à la ceinture, antenne contre le corps, perd plusieurs dB par rapport à un portatif tenu à la main. Un répéteur avec une antenne en hauteur peut compenser une partie de ces pertes, à condition que la liaison montante fonctionne.
Pourquoi le sous-sol échoue toujours
Le sous-sol se trouve généralement sous une dalle de béton, entouré de terre et de béton, et rempli d’équipements, de gaines et de métal. Un répéteur en toiture peut couvrir les étages supérieurs mais pas le sous-sol. Le signal doit traverser la dalle ou passer par une gaine technique, et les deux sont dissipatifs.
Les solutions habituelles sont :
- une antenne intérieure au sous-sol, alimentée par le répéteur ;
- un répéteur local plus proche du sous-sol ;
- un câble rayonnant ou un système d’antennes réparties pour les longs tunnels et les parkings.
Ne partez pas du principe qu’« un répéteur couvre le bâtiment ». Le sous-sol est l’exception qui confirme la règle.
Un sous-sol peut aussi être un espace de travail critique : local technique, archives, vestiaires, blanchisserie, stockage, parking. C’est souvent là que les équipes ont le plus besoin de communiquer, car elles y travaillent seules et loin des issues. Une couverture absente dans ces zones n’est pas un détail : elle réduit la sécurité et la réactivité.
La solution doit être testée avec les portes coupe-feu fermées, les ascenseurs en fonctionnement et les équipements allumés. Un essai porte ouverte, dans un bâtiment vide, donne une fausse confiance. Le test doit reproduire les conditions d’exploitation, y compris le bruit des machines et la présence des véhicules.
Quand un répéteur corrige la situation
Un répéteur aide lorsque :
- l’antenne du répéteur se trouve au-dessus des obstacles ;
- le portatif peut atteindre le répéteur depuis la zone de travail ;
- le couple duplex et l’isolation sont corrects.
Un répéteur ne crée pas de couverture là où le portatif ne peut pas l’atteindre. Si l’utilisateur est au fond d’un sous-sol ou derrière un mur épais, le répéteur en toiture peut ne pas l’entendre. Dans ce cas, la réponse est une antenne intérieure ou un répéteur local, pas plus de puissance.
Le répéteur fonctionne avec deux fréquences : une liaison montante depuis le portatif et une liaison descendante vers le portatif. La liaison descendante est généralement forte, car le répéteur émet avec une antenne en hauteur. La liaison montante est limitée par la puissance et l’antenne du portatif. C’est cette direction qu’il faut tester en priorité, car un utilisateur peut entendre le répéteur sans pouvoir lui répondre.
L’isolation entre l’antenne d’émission et l’antenne de réception est également critique. Un répéteur mal isolé peut s’auto-brouiller, surtout si les antennes sont trop proches ou si le duplexeur est mal réglé. L’installation doit respecter les distances et les pertes prévues par le fabricant, avec un câble de qualité et des connecteurs correctement montés.
Quand des antennes intérieures sont nécessaires
Planifiez un système d’antennes intérieures lorsque :
- le bâtiment comporte plusieurs étages ou ailes ;
- il existe un sous-sol profond, un parking ou un local technique ;
- les rayonnages ou les structures métalliques créent des zones mortes ;
- le site exige une couverture homogène, et pas seulement un signal fort dans le hall.
Un système intérieur est un petit réseau d’antennes réparties alimenté par le répéteur. L’objectif de conception est une couverture homogène sur les zones de travail, et non un signal maximal dans un seul couloir.
Le budget de liaison en pratique
Le budget de liaison est la comptabilité des gains et des pertes entre l’émetteur et le récepteur. Il permet de savoir si le signal arrive avec une marge suffisante, au lieu de l’espérer. Les unités sont le décibel (dB) pour les pertes et les gains relatifs, et le dBm pour la puissance absolue.
| Élément | Effet typique | Remarque |
|---|---|---|
| Puissance de sortie | 1 W = +30 dBm ; 2 W = +33 dBm ; 5 W = +37 dBm | Doubler la puissance ajoute environ 3 dB |
| Gain d’antenne | +2 à +5 dBi pour un portatif | Un gain plus élevé concentre le rayonnement |
| Pertes de câble et de connecteurs | −2 à −6 dB selon la longueur et la qualité | Un câble fin et long coûte cher en signal |
| Perte corporelle | −3 à −6 dB | La main et le corps absorbent une partie de l’énergie |
| Mur en béton | −10 à −20 dB ou plus | Varie selon l’épaisseur et les armatures |
| Dalle de plancher | −15 à −25 dB | Une dalle entre étages est un obstacle majeur |
| Marge de sécurité | 10 à 20 dB | Couvre les variations de position et d’environnement |
Le calcul ne remplace pas une étude de site, mais il évite les erreurs grossières. Si la puissance de sortie est de 5 W, que l’antenne gagne 2 dBi, que le câble perd 3 dB et que le mur perd 20 dB, le signal utile baisse déjà de plus de 20 dB avant d’atteindre le récepteur. Une augmentation de puissance de 2 W à 5 W ne compense pas un mur en béton épais.
La marge de sécurité est essentielle. Un signal juste suffisant dans un couloir vide peut devenir insuffisant lorsque les portes sont fermées, que le mobilier est installé et que les personnes circulent. Une marge de 10 à 20 dB absorbe ces variations et évite les zones mortes imprévisibles.
VHF ou UHF en intérieur
| Critère | VHF (environ 136–174 MHz) | UHF (environ 400–470 MHz) |
|---|---|---|
| Longueur d’onde | Plus longue | Plus courte |
| Pénétration des murs | Souvent meilleure | Variable, dépend des matériaux |
| Antenne | Plus longue | Plus compacte |
| Réflexions sur le métal | Moins sensibles | Plus sensibles, mais utiles autour des obstacles |
| Usage intérieur typique | Bâtiments étendus, extérieurs, zones boisées | Bâtiments denses, entrepôts, villes, DMR |
| Disponibilité des modèles | Variable selon le pays | Large gamme de portatifs et de répéteurs |
Aucune bande n’est meilleure dans tous les cas. Le VHF a une longueur d’onde plus grande, ce qui peut l’aider à traverser certains murs et à mieux se propager dans les espaces ouverts. L’UHF a une longueur d’onde plus courte, ce qui permet des antennes compactes et une bonne propagation autour des obstacles métalliques, mais les pertes dans le béton peuvent être plus élevées.
Le choix est souvent dicté par la licence et par les équipements disponibles. Si l’entreprise possède déjà une licence UHF, ajouter un système VHF implique une nouvelle demande et un nouveau parc d’antennes. Dans ce cas, il vaut mieux optimiser la couverture UHF avec un répéteur et des antennes intérieures que changer de bande sans nécessité.
Concevoir un système d’antennes réparties
Un système d’antennes réparties, souvent appelé DAS, transporte le signal du répéteur vers plusieurs antennes réparties dans le bâtiment. Il ne se contente pas d’ajouter une antenne près du répéteur : il organise la couverture pour que chaque zone de travail reçoive un niveau suffisant.
| Élément | Rôle | Point de contrôle |
|---|---|---|
| Répéteur | Émet et reçoit sur le couple duplex | Puissance, isolation, duplexeur |
| Duplexeur | Sépare l’émission et la réception | Réglage sur la fréquence exacte |
| Câble coaxial | Transporte le signal | Pertes, longueur, connecteurs |
| Répartiteurs | Divisent le signal vers plusieurs branches | Équilibrage des niveaux |
| Coupleurs directionnels | Prélèvent une partie du signal | Valeur de couplage adaptée |
| Antennes intérieures | Diffusent le signal dans les zones | Position, hauteur, orientation |
| Câble rayonnant | Couvre les couloirs et les tunnels | Continuité, distance au plafond |
La conception commence par le plan du bâtiment et par les zones à couvrir. Les antennes sont placées de manière à se recouvrir légèrement, afin d’éviter les trous entre deux zones. Une antenne par étage peut suffire dans un bâtiment en plaques de plâtre, tandis qu’un entrepôt avec rayonnages métalliques peut nécessiter plusieurs antennes par allée ou un câble rayonnant.
Les pertes de câble doivent être calculées branche par branche. Une antenne éloignée du répartiteur reçoit moins de signal si le câble est long ou de faible diamètre. Le concepteur doit équilibrer les niveaux, pas seulement installer des antennes. Un système mal équilibré peut produire un signal fort dans un couloir et insuffisant dans les bureaux voisins.
Le DAS doit être testé après installation, avec les portes, les cloisons et les équipements définitifs. Les relevés doivent être consignés par zone et par étage. Ils servent de référence pour les futures modifications et permettent de distinguer une panne d’une dégradation progressive.
Comment tester avant réception
Convenez de la méthode d’essai avant l’installation :
- Définissez les points ou le parcours de test.
- Utilisez la programmation définitive et les positions définitives des antennes.
- Relevez le niveau de signal et la qualité audio à chaque point.
- Testez séparément l’émission et la réception.
- Convenez par écrit des seuils de réussite et d’échec.
- Conservez le résultat comme référence pour les évolutions futures.
Pour un bâtiment à plusieurs étages, testez chaque étage et la cage d’escalier. Pour un entrepôt, parcourez chaque allée. Pour un sous-sol, testez avec les portes coupe-feu fermées.
Le test doit inclure les conditions d’exploitation : portes fermées, ascenseurs en mouvement, machines allumées, stocks en place. Il doit aussi être répété à différents moments de la journée, car la présence des personnes et l’activité modifient la propagation. Un test unique, réalisé dans un bâtiment vide, ne prouve pas que la couverture tiendra un jour de forte activité.
La qualité audio compte autant que le niveau de signal. Un signal fort mais déformé par des interférences ou des réflexions peut être moins utile qu’un signal plus faible mais clair. Les testeurs doivent noter l’intelligibilité, les coupures, les échos et les interférences, pas seulement les barres de signal.
Maintenir la couverture dans le temps
La couverture intérieure n’est pas un état permanent. Elle évolue avec le bâtiment, les stocks, les cloisons et les équipements. Un système validé à la livraison peut perdre des zones entières après une rénovation ou un changement d’implantation.
Les événements qui justifient un nouveau test sont notamment :
- l’ajout ou le déplacement de rayonnages ;
- une modification des cloisons, des portes ou des faux plafonds ;
- l’installation d’un nouvel équipement métallique ;
- un changement d’affectation des locaux ;
- l’ajout d’un étage, d’une aile ou d’un sous-sol ;
- le remplacement du répéteur ou des antennes ;
- une modification du plan de canaux ou de la puissance.
Conservez le rapport de test initial, les plans d’antennes et les niveaux relevés. Lorsqu’une zone se dégrade, comparez les mesures avec la référence. Vous saurez si le problème vient d’un changement du bâtiment, d’un câble endommagé, d’une antenne déplacée ou d’un équipement défaillant.
Un contrat de maintenance peut inclure un test annuel des zones critiques, le contrôle des connecteurs, le nettoyage des antennes et la vérification des alimentations. Pour un hôtel, un entrepôt ou un site industriel, ce contrôle régulier coûte moins cher qu’une intervention d’urgence pendant une exploitation perturbée.
Si vous souhaitez une première recommandation, utilisez le planificateur de couverture. Pour le guide complet de couverture, lisez portée des radios bidirectionnelles. Pour les spécificités des hôtels et des entrepôts, consultez radios pour hôtels et radios pour entrepôts.