Que faut-il installer à bord et pourquoi? quelle antenne, comment ça marche?

1. Le problème

Jadis la GONIO, avec sa ferrite accrochée au compas de relèvement , accompagnée du récepteur météo (Le super NAVITECH!) suffisait à faire le tour d’Europe. Pour les aventureux, un récepteur « onde courtes » pour avoir le top horaire de la méridienne, une VHF pour les nantis, c’était tout.

Aujourd’hui, on peut trouver à bord:

• Un récepteur Météo et bande marine en BLU
• Un NAVTEX
• Un GPS
• Un complément DGPS
• Un autre système de radionavigation (LORAN,DECCA,TORAN,...)
• Une VHF,
• Un émetteur CB ou RadioAmateur
• Un BLU marine
• Un radar
• Un terminal Inmarsat ou Globalstar
  
  

Le téléphone portable de chaque équipier
Sans compter les TV portables, autoradios,
(et même TV satellite ou four à microonde !)

Si vous avez tout ça, votre plateforme arrière doit ressembler à une forêt, le groupe electrogéne doit marcher tout le temps, et votre facture réparation doit être salée !

Comment ça marche et pourquoi ça ne marche pas ou mal quand le moteur tourne ou avec le sondeur en marche ou quand on allume le néon de la cuisine? Parce que C’EST DE LA RADIO!

Cette suite de petits articles ne vise pas a remplacer d’excellents bouquins, mais a initier pour savoir de quoi on parle et donner envie de creuser le sujet, avec quelques trucs « pour que ça marche »



2. Pour parler au mouillage sans trop se fatiguer

les ondes

Pour éviter de lire les ouvrages sérieux, il faut se souvenir que :
L’onde electromagnétique est un mélange subtil et indissociable de champ electrique et magnétique, qui se propage à 300000 km par secondes (vitesse de la lumière)
Elle se transmet sans pertes dans le vide ou l’air sec
Elle traverse avec plus ou moins de peine les isolants (qui peuvent la dévier)
Elle ne traverse pas les conducteurs (mais peut les contourner ou s’y réfléchir!)
on peut la capter (ou l’émettre) avec des fils ou des bobines conductrices.
La lumière, la radio , les rayons X ou gamma, c’est LA MEME CHOSE!

Voilà, c’est fini pour la théorie !

Fréquence, usage et longueur d’ondes

les ondes radio utiles sur nos bateaux ont une fréquence (nombre de passage ou battement par secondes) très variable, allant de 10KHz pour l’Oméga (dix mille battements par secondes) à 10GHz pour la TV satellite (dix milliards de battements par seconde). La longueur d’onde ( symbole : Lambda grec) est reliée à la fréquence directement par la relation:
F x Lambda= vitesse =300000 Km/s (en fait c’est 298000 Km/s et des poussiéres, mais on simplifiera..)

On parle souvent des deux car les composants et circuits nécessaires à l’utilisation de l’onde dépendent de sa fréquence, alors que la dimension des antennes et sa propagation sont liée à la longueur d’onde.


Petit résumé des bande de fréquence:
Sous-bandes ou noms usuels, leur Nom officiel, Caractère et propagation, longueur d’onde, et usage marine

3 à 30 KHz: VLF (very low frequencies) 100 à 10Km de lambda
Suivent le sol, guidées par l’ionosphére
servent à l'Omega (radionavigation en fin de vie)et aux liaison des sous-marins nucléaires

30 à 300 KHz: LF (low frequencies),10 à 1Km de lambda
incluent
les GO (150KHz à 350KHz)
le LORAN C à100khz
Suivent en général le sol, quelques centaines de km le jour , réfléchies sur l’ionosphère la nuit (1000km)
(France inter 163KHz)

300KHz à 3MHz: MF(medium frequencies),1km à 100m de lambda
incluent
les PO (550KHz à 1550KHz)
la bande marine MHF(1,5 à 3MHz)
la vieille bande gonio: 300-400Khz,
le Navtex: 490 et 518 Khz
Hésitent entre le comportement des ondes plus longues et plus courtes !

3 à 30 MHz: HF (high frequencies),100 à 10m de lambda,
incluent toutes les bandes "ondes courtes"(OC)
CB:27Mhz
RadioAmateurs: bande des 1,8, 3,5, 7, 10, 14 18, 21, 24, 28 MHz
RFI: 15300KHz (et d'autres frequences)
BLU-Marine internationale
propagation dépendant de l’heure, du soleil, de la chance

30 à 300 MHz: VHF(very high frequencies),10 à 1m de lambda
incluent:
Bande FM(88 à 110MHz)
TV (I , II et III)
VHF aviation 100 à 156Mhz
VHF marine
TV:175 -220Mhz
Orbcomms : 149MHz
propagation En ligne droite,(sauf cas rares de reflexion )

300 MHz à 3 GHz: UHF(ultra high frequencies),10cm à 1m de lambda
incluent:
Bandes radar L et S
TV (IV et V)
GPS:1.6Ghz
Inmarsat, Globalstar: 1.3Ghz
TV: 480-850Mhz
Portable GSM: 900Mhz et 1,8GHz
propagation en visibilité directe, avec reflexions possibles

3 à 30GHz: SHF (super high frequencies),1 à 10cm de lambda
incluent:
les Bandes radar C X Ku Ka
TV satellite, RADAR marine, four microonde

On voit que les législateurs des années 30 n’avaient absolument pas prévu qu’on pourrait utiliser des ondes de fréquences supérieures à 30 Mhz, ils ont du ajouter des préfixes de plus en plus outranciers devant HF ! (après 30GHz on est aux « EHF » ou « extremely high frequencies ! »), ni non plus qu’on imaginerait de communiquer avec les sous-marins nucléaires en plongée à 10 KHz ! (il existe même des communications ultra secrètes du Pentagone sur des fréquences de 130 Hz, choisie entre l’harmonique 2 du secteur américain et l’harmonique 3 du secteur Européen.. !)

Ah oui : on appelle harmoniques des multiples entiers de la fréquence (comme en musique)

les antennes

L’ antenne transforme l’onde electromagnétique en tensions et courants, dans un sens ou l’autre. Il y a des bibliothèques entières sur les antennes, mais les plus courantes en marine sont:

L’antenne élémentaire est un DEMI ONDE éloigné de la terre et reliée au centre à un coaxial 75 ohms: le « DIPOLE » qui peut toujours être bricolé en cas de besoin. C’est l’antenne VHF marine classique

Un QUART d’onde vertical sur une terre conductrice marche aussi.c’est le FOUET ou la « Verticale ». C’est l’antenne HF usuelle, raccourcie en général, car si vous calculez le quart de lambda à 2MHz , il faut 35m de long !

Les antennes HF trop courtes peuvent être rendues équivalentes à un quart d’onde, vu de l’émetteur, par une « boite de couplage » , (on y reviendra).

Certains récepteurs utilisent une « antenne active » par exemple les LORAN, NAVTEX en basse fréquence, ou les GPS en Hyperfréquence : il y a de l’électronique dans le support d’antenne, donc une alimentation qui passe dans le fil.

En basse fréquence, on peut utiliser une bobine sur ferrite comme antenne efficace de réception, et l’utiliser de plus pour détecter la direction de l’émetteur (gonio)

On complète un dipôle élémentaire par des « miroirs » paraboliques en hyperfréquence (la « parabole » satellite), ou par des brins parasites en VHF ( La « YAGI » de TV). Ces antennes deviennent alors directives : elles ne reçoivent et n’émettent « plutôt » que dans une direction

Les radars sont en général équipés d’une antenne parabolique raccourcie verticalement, pour être très directives en horizontal (distinguer des objets à 5° d’écart) et peu en vertical (pour ne pas être trop sensible à la gite)

Les antennes compliquées et fragiles (radar, Inmarsat-C) sont protégées par un « radome » et ressemblent alors a une boule.ou un camenbert (tout dépends de ce qu’il y a dedans !)

Les antennes non actives sont en général réversibles (une antenne qui marche bien en émission sera aussi optimale en réception)


3. Se positionner

Dans ce fouilli de systèmes , de fréquences, de sigles et de trucs, on a besoin de radio pour : se positionner, recevoir des informations, se distraire, communiquer, appeler au secours.

Cette partie de l’article regroupe des réponses diverses données dans d’autres forums, et ne prétend pas faire le tour complet de la question
Les prix de matériels cités sont indicatifs des prix catalogues(max), ou bonnes occasions(min).

Si vous avez des informations complémentaires ou différentes, n’hésitez pas à ouvrir un sujet chez « Long John » !

Se positionner : le GPS

Le GPS est le système quasi parfait, au point que certains en oublient l’estime, les marges de sécurité, et qu’il peut tomber en panne, comme tout gadget électronique.. (mérite un forum à lui tout seul !)
Des satellites de quelques milliard de dollars qui tournent, transmettent leur positions avec des codes vers 2GHz permettant à nos petits récepteurs de calculer leur position.

Depuis l’arrêt du SA (code de « selective availability » qui dégradait volontairement la précision du point pour les civils) la précision moyenne est de 10m dans le référentiel du GPS.
Le GPS est un systéme de positionnement, on peut l’utiliser pour faire un système de navigation avec des logiciels, des affichages, des calculs, mais c’est une autre histoire. Attention au rattachement géographique des cartes, aux erreurs de tracé, etc.. avant de faire du rase-caillou !

Le DGPS permettait de compenser l’erreur de SA, grâce a des balises de transmission de correction à 300-400Khz. Il est quasi inutile aujourd’hui.

Les autres systémes de radionavigation

Vous pouvez trouver d’autres boites noires avec des touches et des afficheurs a bord du bateau d’un copain ou sur un chalutier, et il faut savoir ce que c’est (ça fait cultivé) :

l’Oméga

Un vieux systéme de navigation mondial à 10-14KHz, en cours d’abandon, pratiquement jamais utilisé en plaisance. Avec huit émetteurs il couvrait la terre ,en utilisant la propagation guidée des ondes VLF (précision médiocre 1 à 5milles) Le GPS l’a tué. Si on veut vous en vendre un, donnez le au musée de la radio.

Le Decca

Le Decca, inventé pour le débarquement en Normandie, est un vieux système qui marche encore en Manche et mer du Nord, avec des fréquences de 70 à 127 KHz. Sa précision est similaire au GPS (50m) , très apprécié par les chalutiers avant l’arrivée du GPS.

Le Loran-C

Toujours utilisé en Atlantique Nord, Europe du Nord, golfe de Gascogne, cotes américaines et japonaises, le LoranC est un systéme à impulsions à 100 Khz, qui marche assez bien, sauf trop prés des émetteurs. Il doit être maintenu aux USA comme secours en cas de panne GPS (ils ne sont pas si fou !). L’Espagne ne payant plus l’entretien de la station d’El Estartit, il ne marche plus en Méditerranée. On voit toujours les antennes géantes sur la plage d’El Estartit…

Comme tous les systèmes hyperboliques, la précision dépends de la géométrie du relèvement des stations, et des erreurs de propagation la nuit : entre 50 et 500m typiquement .

La gonio, le Transit, le Toran, le Syledis etc

Vous pouvez oublier tout ça, mais on peut encore jouer avec sa gonio, les balises sont là. C’est encore le seul recours si le GPS chéri s’arrète..

Le Transit est mort et enterré, on en parle encore dans les bouquins de navigateurs : Avec quelques satellites défilants, en mesurant l’effet doppler à 400MHz, on avait un point à mieux que 1mille toutes les heures ! c’était le rève de tous les tdmdistes des années 70.

Le Toran et le Syledis sont des systèmes locaux franco français pour professionnels (Golfe de Gascogne, Gironde..)


4. Recevoir des informations utiles (la météo !)

Il n'y a pas toujours de capitainerie dans les calas sauvages, (heureusement), et la météo VHF est souvent hors de portée, il ne reste donc au large que les satellites, la HF ou le Navtex pour avoir la météo.

Le Navtex

Un système quasi mondial, qui transmet deux à quatre fois par jour les « avurnav » et la météo plus ou moins complète. Les message s’affichent sur écran ou sur imprimante. Les premiers prix sont vers 2000fr

Le gros défaut: les bulletins sont trés simples et à court terme.( Le "service" NAVTEX français n'est pas terrible: les bulletins sont très succincts, jamais de tendance à plus d'un jour,alors que les bulletins anglais sont meilleurs )

Pour décoder (démoduler) le NAVTEX, on peut utiliser l'excellent logiciel gratuit HAMCOM, à condition d'avoir un recepteur 518KHz sensible, de préférence à antenne active et accordée (voir le site « voilelec » et ses liens pour tout savoir du « Navtex »)

Certains navtex "bas de gamme" marchent mal dans certaines zones car il y a des émetteurs trés puissants sur des fréquences proches, et l'émetteur de Marseilles a longtemps été au dessous de la puissance prévue. (Il semble que maintenant ça marche).

Si vous achetez un NAVTEX, vérifiez bien que le système de selection de chaine est facile à utiliser et surtout que l'écran (ou le papier)fait la mise en page pour distinguer les débuts de messages. Sinon c'est un fouillis inextricable à utiliser et à lire (expérience du NASA...)

Comme tous les systèmes basse fréquence, il est très perturbé par les appareils du bord (sondeur, néon, chargeur..)

RFI

Les bulletins météo de RFI (radio-France- international) couvrent uniquement l’Atlantique Nord, et sont très corrects. Ils sont diffusés en AM, sans réglage BLU délicat, et un récepteur simple (genre Sony 7600) suffit largement.
Familiarisez vous en écoutant sur 15300KHz vers 13h et consultez les listes de fréquences RFI.

Les bulletins méteo en BLU

Il y a des bulletins diffusés officiellement par de nombreux pays en bande BLU marine (sauf la France, comme par hasard..). Pour la Méditerranée occidentale, Monaco radio est bien reçu.

Il vous faudra en général saisir l’anglais (ou l’espagnol) assez bien au vol pour les prendre. Même sur Monaco radio, l’opérateur est un sprinter.. On s’aide avec des tableaux tout prêts : zones, vent, mer, tendance, et on remplit les cases à plusieurs.

N’oubliez pas le formidable travail de Herb, un radioamateur canadien, qui vous fait une météo personnalisée sur son « net » à 12359KHz, en Atlantique Nord (il y a eu un « Thalasssa » sur ce personnage mythique) .

Les cartes Météo

La réception des cartes satellites directement est exclue en mer, sauf sur un porte container. Si vous avez INMARSAT, vous accédez au web, et là, c’est le tri des informations qui vous limite (et le prix des messages !)

Un service toujours vivant (sauf en France, euh, je me répète ?) :les cartes en FAX sur les bandes Marines. La réception est rarement parfaite, et il faut du doigté pour régler le matériel, mais ça marche :
Consultez le site « hffax » pour avoir toutes les fréquences et heures et installez le logiciel JVCOMM32 sur votre PC. Il existe aussi des récepteurs intégrés avec imprimantes, mais c’est 10000fr au moins.

Les stations diffusent 24h sur 24, avec beaucoup de cartes destinées à l’aviation. Il faut donc avoir le programme précis et le recepteur prèt au bon moment pour celles qui nous intéressent : hauteur de vagues et vent de surface à 6h, 24h parfois 48h..

Les infos en RTTY

Elles sont transmises dans les bandes marines par de nombreux pays (sauf., bien sûr..)

Là il faut déjà être initié aux subtilités des standards, codages , réglages de récepteur, mais c’est plus sûr que la BLU, avec des messages affichés comme le Navtex, zone par zone.

Pour les amateurs experts ..

Communiquer En VHF

Vous savez déjà tout sur la VHF marine : les fréquences et équipements sont les mêmes sur tous les océans.

Idéal de bateau à bateau jusqu'à 100milles.si l’antenne est bien installée, et les raccords de coaxial pas trop bricolés (voir plus loin : tester sa VHF)
Très utile aussi pour trouver une place dans un port inconnu, et en cas de problème en nav cotière.

Avec une VHF fixe a bord et une portable, on s’organise avec une équipe à terre, et la VHF portable bien chargée et protégée en emballage étanche est très utile en cas de gros pépin

Une antenne VHF de rechange en cas de dématage est une sécurité (on peut en bricoler une : voir plus loin)



5. Communiquer

La BLU.

Comme on mélange un peu tout entre BLU, CB, radioamateur, quelques définitions utiles, en ne parlant que des bandes HF (3 à 30 Mhz):

La BLU (bande latérale unique, ou SSB en anglais) est un mode de communication (comme la FM ou l ‘AM..) On peut en mer communiquer légalement en BLU dans différentes bandes de fréquences selon différentes licences ou matériels: la bande CB, les bandes radioamateur et les bandes marines. On peut aussi communiquer illégalement en BLU sans licence et sur n'importe quelle fréquence, tant que les « coast guards » ou la DST n'arrivent pas, mais ceci est un autre débat.

On trouve dans le commerce des matériels CB, pas chers (1000 à 2000fr s’ils ont la BLU), 10w et en 27Mhz, des matériels radioamateurs plus chers (5000 en bonne occasion, à 15000fr neuf),100w, capables en général de toutes fréquences et des matériels "BLU marine" 200w à 400w, encore plus chers(20000 à 50000fr), prévus uniquement sur les canaux de fréquence marine.

Seul le service "blu marine" (defunt st-lys, monaco-radio..) peut connecter directement au télephone distant.
En CB ou radioamateur, sauf de bateau à bateau, on doit toujours compter sur des relais bénévoles qui retransmettent les nouvelles aux amis (M.E.R, radiococotier, par exemple) ce n'est donc pas un "service", mais une chaine amicale.
Tous ces réseaux fonctionnent comme une cabine téléphonique avec pas mal de monde qui attends à la porte : il est poli d’être bref, et de respecter les directives du « net manager » !

La propagation

En local une CB en BLU de 10w permet pas mal de chose, mais pas des liaisons avec la métropole, par exemple.

Entre une station fixe bien équipée (grande antenne, puissance atteignant le KW) et un voilier également bien équipé (bon coupleur et 100w) les liaisons transocéaniques sont possibles.
La fréquence et l’heure sont à choisir soigneusement, et il faut être très disponible : rien n’est garanti, on est loin du « presse-bouton satellite » ! mais ça fait partie du jeu.

Entre deux navires, les liaisons a quelques centaines de milles sont faciles.

Les mails en HF

Il existe plusieurs réseaux en HF, permettant de transmettre et recevoir des e-mails assez loin au large, ils sont soit bénévoles et totalement gratuits ( menés par des radioamateurs américains, australiens..dans les bandes amateur) et on peut s’en servir sans en abuser , soit commerciaux et on paye les messages, soit semi-amateur dans les bandes BLU marine (SAILMAIL) et on ne paye qu’un abonnement faible.

Sur ce sujet, voir les articles de cruise-on-line, l’excellent site de K4CJX et tous les liens associés (SailMail, AIRMAIL, HFFAX ,Marine Info)

Il faut ajouter a la station radioamateur BLU, son coupleur et antenne, un modem (1000 à2000fr) et un PC muni d’un soft en shareware en général.

La propagation en HF étant fluctuante, et les ressources des réseaux étant faibles (100bds si la propagation est médiocre, à 2400bds au mieux, à comparer aux 48000bds de votre modem habituel), les e-mail longs et les fichiers attachés ont peu de chance de passer.

Licence ou non ?

On appelle en général cibiste celui qui n'a pas de licence radioamateut et radioamateur ceux qui en ont une (indicatif, taxe éventuelle, examen parfois, selon les pays), mais loin des côtes, tout ça se mélange pas mal! . Certains pays donnent des licences sans examens, mais c'est très strict en Europe et USA (la FCC veille)

Les anarchistes amateurs détestent payer une taxe et passer un examen, et beaucoup traffiquent sans licence sur n’importe quelle fréquence : c’est la CB « étendue » et illégale.

La querelle cibiste contre radioamateurs n’a pas de sens car la plupart des radioamateurs sont passés par l’étape CB, facile et peu onéreuse, et les Cibistes expérimentés pratiquent la radio comme des licenciés.

Comme il est de toute façon extrèmement utile d'avoir un recepteur 2 à 30Mhz BLU (fax et bulletins météo, RFI, etc) , je conseillerais d'avoir un tranceiver radioamateur toutes bandes et de faire le pas en apprenant la partie technique de la licence radioamateur. Après s’étre familiarisé en écoutant le trafic BLU, il suffit d’un petit effort de plus pour passer l’examen complet (télégraphie inclue, c’est pas dur !) Si vous faites un bateau, vous avez au moins un an devant vous, non ?

Vous verrez que la CB « terrestre » vous paraitra bien fade, et vous parlerez de KHz au lieu de « canal34 sup sup », vous appelerez les stations selon les procédures au lieu de la méthode camionneur , et que peut être un jour vous organiserez votre propre réseau (en bande marine, sur 27MHz ou en bande amateur) comme radio-cocotier ou Herb, ou K4CJX.

Renseignements sur la licence :
le REF (reseau des émetteurs français)
3615 code REF
BP 7429, Tours cedex 2

Revue en vente partout : « megahertz »
D’autres revues moins courantes : « CQ magazine » « radio REF »

Se distraire

Certains en manque de plaisirs terrestres installent a bord la TV hertzienne, ou même une parabole satellite boulonnée au quai…
A Port-Leucate, j’ai vu une parabole accrochée au poteau d’amarrage : un ou deux accostage par tramontane ont règlé le problème assez vite..
(Au large, il faut un radome de 1m de diamètre et au moins 50kf, il y en a !)

Une radio PO et FM permet agréablement de sentir la terre proche quand on entend les radio cubaines et américaines..
Un récepteur OC de qualité permet de recevoir RFI sur toute la terre , quand on a un peu le mal du pays..



6. Quelques conseils pour que ça marche :

Il y a en gros deux types de problème à résoudre :

• Les problèmes particuliers à chaque système pour qu’il marche au moins tout seul correctement (on arrive à comprendre les problèmes, pas toujours a les résoudre).
  
  
• Les problèmes dus à la cohabitation de plusieurs appareils fonctionnant ensemble (on applique des trucs sans chercher à comprendre, jusqu'à ce que ça marche)
  
  

Pour tous les systèmes

Un récepteur satellite ne fonctionne que s’il « voit » le satellite.
Pour installer votre GPS, mettez vous la tête à la place de l’antenne, et regardez ce que vous voyez du ciel: il faut voir au moins les 3/4 du ciel. Sinon vous voyez s’afficher de temps en temps le message d’erreur genre « poor GPS coverage », qui ne signifie pas que le système (les satellites) ne marche pas, mais en général que votre antenne est mal placée.

Les drisses et haubans ne gênent pas, mais certains objets « grillagés » peuvent être catastrophiques (exemple la barre à roue)

Les ondes ont la capacité de traverser le plastique assez bien et le bois pas très bien, un GPS portable marche donc souvent à la table a carte, mais ça ne vaut pas le portique arrière.

Un terminal Inmarsat communique avec des satellites équatoriaux (« géostationnaires »), situés au milieu des trois océans : ils sont donc assez à la verticale si vous êtes aux tropiques, et le masquage pose rarement problème. Aux latitudes du cercle polaire, l’antenne doit voir presque à l’horizon. Aux Spitzberg, on n’a plus rien.

Un récepteur peut être « aveuglé » par un émetteur proche en distance et fréquence
On entends parfois : « le gps ne marche pas prés de l’ile de Pantelleria.. » ce n’est pas le système qui est en cause, mais votre récepteur qui manque de filtres pour éliminer un radar puissant ou un relai hertzien proche. Rien d’autre à faire que d’attendre de s’être éloigné…

Si les fréquences utiles et perturbatrices sont différentes, c’est soluble avec un meilleur récepteur : c’est toute la différence entre un BLU bas de gamme à 1000 f et un vrai récepteur à 5000f (ne mégotez pas !), ou entre un GPS portable à 1000f et un récepteur de navigation militaire à 100Kf ( là c’est au dessus de nos moyens..).
Si la perturbation est sur la même fréquence, c’est quasi insoluble : dans le port, si tout le monde allume son radar, rien ne marche ! (tout les radars se brouillent mutuellement gaiement..)

Un émetteur ne fonctionne que si l’énergie est vraiment émise dans l’espace.
Il faut que le cable et l’antenne soient « adaptés » avec un « TOS » faible: on ne perd alors que peu d’énergie dans la liaison.(voir ce jargon plus loin, la liaison antenne émetteur est un sujet critique !)

Il faut une masse ou « terre » de dimension similaire à la longueur d’onde si l’antenne n’est pas équilibrée (inutile pour un dipole ou une VHF)
La « terre » ,souvent lointaine, peut avantageusement être remplacée par la « mer » grâce à un bon contact de la masse de l’émetteur et du coupleur avec l’eau par les boulons de quille ( voir un bon montage de boulons de quille sur le site « voilelec »)
La peinture de quille peut être isolante, la HF passe par capacité.( exercise pour les fanas : 3m2 de peinture de 1mm, calculez la valeur du condensateur)
Les anodes de masse spéciales « radio » (ne pas confondre avec les anodes anti-corrosion) n’ont pas d’intérêt si le lest est connecté.

Les perturbations mutuelles

Les problèmes de compatibilité entre équipements ( « Electromagnetic compatibility », EMC en jargon ) croissent plus vite que le carré du nombre d’appareils (un peu comme les plantages logiciels..). La solution parfaite demande une installation type « pro » comme sur les chalutiers (modernes) ou le Charles de Gaulle. Sur nos bateau on n’a pas trop d’émetteurs et on se débrouille en suivant quelques principes :

L’alimentation conduit toutes les perturbations, la masse aussi.
Antiparasiter tout jusqu’à ce que ça marche : avec des condensateurs sur toutes les sources d’étincelles (relais, balais d’alternateur) et des liaisons de terre correctes entre moteur, batteries, coupleur, filtres, récepteurs, emetteurs, PC

Les fils non blindés captent l’émission locale comme une antenne
Les ondes HF (BLU) sont les plus vicieuses : un PC peut se planter en déclenchant la CB !
Les liaisons de bus informatiques ou de centrales de nav sont les plus sensibles : blindages et ferrites sur les cables (voir un bon schéma de montage BLU sur le site de K4CJX).

Un récepteur ne fonctionne que si les émissions utiles sont plus fortes que les perturbations locales.
Ne vous étonnez pas de devoir éteindre le néon de la cuisine, le sondeur ou le frigo pour écouter la météo: ce n’est pas la faute du récepteur! Tous ces appareils sont des émetteurs de parasites puissants.

Les sources d’émission parasites les plus courantes à bord : les néons, les chargeurs et alimentations à découpage, les moteurs (frigo, dessal, guindeau) les sondeurs, et les PC (surtout les plus puissants ), les moniteurs cathodiques et TV, les cables NMEA etc

Règles simples

Raccourcir les cables au juste nécessaire (laisser quand même des boucles pour réparer et déplacer l’appareil !)

Blinder les cables « système » en reliant les blindages aux boitiers : cables radar, capteurs, NMEA, audio,

Antiparasiter les sources d’étincelles (balais, relais)

Ajouter des ferrites autour des cables « numériques »

Ne pas mettre les antennes « cote à cote » (sauf les antennes de réception seule)

Relier toutes les masses et boitiers a la masse générale «quille » par du gros fil ou tresse.

Après c’est du cas par cas , exemple :
Si la girouette devient folle quand la BLU marche : essayer des capas de 10000pf entre les fils et masse, ajouter une boite métallique sur le répétiteur..

Et enfin soyez philosophes : la girouette ne sert pas à grand chose, finalement..

Piéges courants

Je ne reçoit rien en BLU avec mon SONY !
Les récepteurs AM/FM HF genre Sony ou Sangean reçoivent « à la rigueur » la BLU, mais c’est limite : le pas du synthétiseur est au KHz alors qu’il faut 100Hz, le filtre de 5KHz est une passoire, et le réglage de BFO (le tout petit bouton si pointu à régler) est une horreur.
Pour se régler avec ce genre de récepteur, se mettre au maximum reçu avec le synthé, sans se soucier de compréhension, puis tourner doucement le BFO de part et d’autre jusqu'à un signal clair. Le BFO fait 10KHz d’un bout à l’autre, alors qu’il faut être à 100Hz pour que le son soit clair (1% !)
Sur un vrai récepteur, on affiche la fréquence et on fignole pour compenser les dérives, c’est tout : c’est le jour et la nuit..,( et sur un récepteur professionnel, on n’a même pas à fignoler : précision 10Hz), et les filtres ajustables sont des « couteaux »

Je l’entends , il doit m’entendre !
Contrairement à certaines idées reçues, la « propagation » est symétrique, mais le bruit de réception, les puissances et les brouillages ne le sont pas :
si votre antenne est mal adaptée, vous recevez quand même, mais pouvez ne rien émettre.
Si votre émission est bonne, une station lointaine peut être en contact avec une station que vous n’entendez pas. Elle peut émettre avec plus de puissance, etc..

On vend des antennes CB de moins d’un m, pourquoi mettre plus ?
Elles ne sont destinées qu’aux liaisons locales routières : leur efficacité ne dépasse pas 20% à 27MHz (vous n’émettez dans l’espace que 2w sur les 10w de l’émetteur)
Si vous les utilisez avec un coupleur à 4MHz, l’efficacité ne dépasse pas 5% !



7. Installation BLU

L’installation émetteur-antenne BLU

quelques précautions
le risque d’accident grave dû aux émetteurs sur nos bateaux est nul, cependant:

On risque une petite brûlure ponctuelle si on touche une antenne VHF non isolée pendant l’émission, ou une prise coaxiale « en l’air ».
Même risque pour un radar ou un Inmarsat.
On risque un choc si on touche une antenne HF (BLU) pendant l’émission.

Adaptation émetteur-antenne
Les ¾ des ennuis d’émission (« je reçois, mais on ne m’entends pas ! ») viennent de la liaison emetteur-antenne. Il faut savoir , en simplifiant, que:

Les émetteurs sont prévus pour être chargés par une « impédance d’antenne » définie, elle est presque toujours de 50 Ohms , parfois 75 Ohms. Les coaxiaux de liaison doivent avoir la même impédance caractéristique, et les antennes doivent étre équivalentes à une résistance de 50 Ohms (ou 75), sinon on perd de la puissance.

L’indication de bonne adaptation est obtenue par un « TOS metre » ou « SWR meter » (taux d’ondes stationnaires, « standing wave ratio ») incorporé à l’émetteur, ou ajouté dans le cable. Un SWR de 2 est très acceptable (10% de puissance réfléchie) , avec un SWR de 3 on a 25% de puissance réfléchie.

Par analogie électrique la puissance réfléchie, c’est « un peu » comme la puissance réactive sur le secteur : elle chauffe la ligne, mais ne sert à rien ( horreur et amalgame, diront les puristes !) c’est aussi le même problème sur les impédances des chaines hifi et les hauts parleurs

L’adaptation antenne-emetteur, pour avoir peu de « SWR », est faite soit par une antenne naturellement « adaptée » (en VHF ou en CB), soit par un coupleur (ou boite de couplage, ou « antenna match ») en HF toutes bandes.

coaxiaux
Vous aurez fréquemment a réparer un coaxial ou un connecteur, et vous ne trouverez que du coaxial TV dans les bazars hors des marinas...
Il faut savoir que:

On perd également de la puissance , même si on est adapté, par la mauvaise qualité du coaxial, par toute blessure ou coude trop serré et par les raccords « bricolés ».
Les coaxiaux sont marqués 50 ou 75 Ohms, Les coaxiaux non marqués sont suspects, sauf le coax « TV » blanc qui fait 75 Ohms.

Tous les coaxiaux sont acceptable en réception en dessous de 1 Ghz, s’ils sont courts:

Le coax « TV » à ame rigide est acceptable en HF et VHF mais peu robuste, il « fuit » un peu. Le coax "TV" à ame multibrins est à éviter.

 

L’universel est le RG58 (50 Ohms diam 6mm) bon en HF, VHF et Hyper, qui tolère 500w en liaison adaptée.

 

le RG8 (50 Ohms diam 10mm) bon en HF et VHF qui accepte 5 Kw en liaison adaptée, et pas mal en liaison haute impédance.

Les Installations d’antenne
Il faut se souvenir que l’ antenne optimale en rayonnement vers l’horizon est un conducteur vertical d’ environ 5/8 de longueur d’onde, sur un plan de masse conducteur infini, et aucun objet conducteur autour !. On ne peut qu’essayer de s’en rapprocher…

Aux fréquences basses (2Mhz) l’antenne doit être la plus longue possible (plus de 50m serait idéal !) alors qu’aux fréquences élevées (30MHz) un fouet de 4m suffit : on doit faire des compromis si on n’installe pas une forêt de fils, qui se perturbent mutuellement en général, en se souvenant que :

L’extrémité d’une antenne d’émission doit étre à plus d’une demi longueur d’onde des autres objets conducteurs, sinon elle se désaccorde et son rayonnement se dégrade

Méme règle vis à vis des antennes de réception d’autres systèmes (LORAN, GPS, DECCA, METEO,etc), à éloigner des antennes d’émission si vous ne voulez pas les tuer . Si les récepteurs sont bien conçus, au mieux ils se bloqueront pendant l’émission.

Si l’antenne d’émission même bien réaccordée, est trop prés d’un objet métallique le rayonnement se fait dans des directions imprévisibles, avec des pertes variables.
Tout fil ou objet mesurant lambda/2 et isolé au deux bouts perturbe de façon surprenante.
(Ou tout fil ou objet mesurant lambda/4 et isolé à un bout, exemple: mat d’artimon, bôme)

antennes d’émission usuelles
L’antenne « pataras isolé » sur un sloop, attaquée par un coupleur à la base, est le meilleur compromis. On laisse un mètre avant le haut du pataras et 20cm en bas (ou plus s’il y a risque de toucher un objet métallique par exemple échelle, etc) Le bas est prolongé par un petit cable inox souple (jonction avec deux serre cables) isolé de préference, qui traverse le pont ou le tableau avec une traversée isolante ( en tube plastique épais ou autre) et est relié au coupleur dans le coqueron ou un coffre. La masse du coupleur doit être relié au plus court au lest (bateau plastique ou bois) ou à la coque (bateau métallique)

Pas de balancine en câble sur la bôme, et pas de double pataras (ou alors, les deux sont isolés et reliés) voir le site K4CJF pour les détails.

Sur un Ketch ou goelette, un fil isolé entre têtes de mat, se prolongeant par une descente assez éloigné de l’artimon (20cm), reliée au coupleur , marche aussi très bien. On peut aussi mettre en série le pataras d’artimon et le « marocain » (hauban entre têtes de mat), avec pas mal d’isolateurs, c’est excellent..

Les fouet surmoulés de 3 à 7m du commerce, très élégants sur les bateaux de pèche au gros, marchent bien, sans valoir un pataras (ils sont trop courts à 2Mhz), mais évitent le problème des isolateurs.

La longueur totale de l’antenne , mesurée a partir du coupleur ne doit jamais être proche d’une demi longueur d’onde ou d’un multiple, sinon les coupleurs « standards » ne marchent pas, (il faut un coupleur spécial, ça se complique). On prends en général la taille maximum possible (10 à 15m), et si une fréquence utile ne marche pas (TOS excessif malgré le coupleur) on modifie en plus ou en moins d’un mètre et on réessaye...Les pataras coûtent cher : faire d’abord un essai de longueur en bricolant des fils de cuivre pour voir..

Mise à la masse et corrosion electrolytique
La mise à la masse HF peut être isolante en continu pour éviter tout risque de couples et boucles de courant : on insére un condensateur de forte valeur dans la liaison de masse coupleur-coque
Prendre un bon condensateur d’antiparasitage, ou des céramique de 0,1micros 500v (filtrage secteur sur les TV).

Si vous avez une bonne « masse » l’adaptation se fait bien, et vous pouvez toucher les coffrets métalliques des appareils pendant l’émission BLU sans sentir de picotements.

Antennes de réception HF
En réception lointaine, l’antenne d’émission est idéale, mais pour recevoir des stations très puissantes (RFI, Météo,..) un bout de fil de 2m suffit, ou bien attaché le long d’un hauban avec de la bande adhésive, ou bien glissé dans le vaigrage si le bateau n’est pas métallique.

Sur un bateau plastique ou bois, une connexion intérieure sur une cadène traversant le pont (bas hauban par exemple) marche souvent très bien : pas d’isolateurs sur le hauban, c’est le couplage par ligne avec le mat qui fait antenne (ça peut même marcher en émission, mais attention aux fuites dans le pont humide)

Avec un mauvais récepteur, une antenne courte donne souvent de meilleurs résultats qu’ une longue antenne (saturations).

Les antennes actives HF (genre Sony) donnent des résultats assez bons en réception.

Le meilleure façon de tuer un récepteur est de brancher un émetteur en parallèle sur l’antenne : attention en cas de commutation d’antennes diverses, de récepteurs et émetteurs variés !

isolateurs
Ils ont une fonction électrique et parfois mécanique:

Au bout d’une antenne (la pointe) il y a beaucoup plus de volts (10 à 50 fois plus que dans le cable adapté ), d’ou le besoin d’isolateurs corrects, sinon on risque des pertes par amorçage

Tous les isolants sont bons si on met une longueur suffisante entre les deux conducteurs (1cm) et s’ils ne prennent pas l’eau.
Les céramiques ou porcelaine sont parfait électriquement mais chers et fragiles
un barreau de plastique est aussi bon, même une drisse en textile provisoirement! (Attention elle prends l’humidité)

Si l’isolateur est dans un hauban, alors il doit tenir 3 à 5 tonnes , il ne faut pas mégoter sur le prix. Les isolateurs en traction (axiaux) surdimensionnés sont chers mais fiables. Les isolateurs en compression (noix de céloron avec deux cosses de cable imbriquées) peuvent être réalisées soi même et sont fiables si les cosses sont faites dans les règles (en cas de rupture de la noix, le cable s’allonge de 3cm, mais reste en place)

Si la rupture de pataras vous fait peur, ajoutez de part et d’autre du pataras-antenne, deux pataras en textile non extensible (drisse moderne) tenant chacun 2T environ.

Connecteurs, raccords et réparations
On peut relier des coaxiaux à l’intérieur avec n’importe quoi en cas d’urgence: soudure, domino, pinces , tout dépend de la perte acceptable, et de la fréquence, mais la liaison idéale est la prise coaxiale

les prises type « SO239/PL259 » pour tous les émetteurs VHF et HF, solide, pas chère et facile à raccorder. Voir boutiques CB.

 

La prise « BNC » excellente jusqu’à 10 GHZ mais fragile et délicate à souder

 

les prises "tv satellite" excellentes jusqu'à 2Ghz, mais fragiles

 

les prises"TV" européennes à éviter à tout prx!

Plus la fréquence est haute et plus on perd d’énergie dans le coaxial, meilleur doit étre le coaxial, plus courte la liaison.
Tout raccord non coaxial est une « anomalie » d’impédance. Une anomalie plus longue que le % de longueur d’onde est à éviter:

en BLU, lambda=10 m à 100m : on a droit à un raccord de quelques cm sans précautions, (par exemple un fil nu dans un commutateur d’antennes)

 

en VHF, lambda=1 à 2 m : on a droit à un raccord de 1 cm maxi! (exemple: un domino sous le passe pont, c’est limite !)

 

en hyper (GPS ou inmarsat),lambda=10cm : 1 mm maxi! Donc tout en coaxial et prises adaptées.

A l’extérieur, tout doit étre étanche pour durer, sinon l’eau (de pluie ou de mer) rentre dans le coaxial et coule doucement jusqu’à l’extrémité, dans l’émetteur!

Boites de couplage
En HF , les fréquences vont de 2 a 30 Mhz , il est impossible de faire une antenne adaptée d’émission dans plusieurs bandes sans une boite de couplage.(5000 à 7000f neuf) Si on prends de l’expérience en radio, on peut facilement en fabriquer une pour 1000f, mais elle ne sera pas automatique comme les modèles luxe.

Elle est d’origine en général dans les émetteurs marine haut de gamme, mais toujours optionnelle dans le matériel radio amateur neuf ou d’occasion.

Un coupleur interne dans l’émetteur peut ne pas adapter toutes les fréquences (certaines impédances extrèmes). Rien ne vaut le coupleur déporté en pied d’antenne. Avec un coupleur interne, la liaison émetteur-antenne doit être très courte et en coaxial de puissance (RG8), car elle est en haute impédance. La mise a la masse du coaxial en sortie de coqueron (pied d’antenne) limite les rayonnements à l’intérieur

Symétriseur
Il ne faut surtout pas insérer de symétriseur (« balun » en anglais) entre l’émetteur ou le coupleur et l’antenne : le symétriseur sert a adapter un coaxial « asymétrique » à un dipôle « symétrique », en basse impédance, ce qui n’a rien a voir avec la liaison asymétrique en haute impédance de l’antenne fouet ou pataras.

Antennes fouet surmoulées
On trouve des antennes CB surmoulées qui ressemblent comme deux gouttes d’eau aux fouets toute bande de plaisance : attention ce sont parfois des dipoles coaxiaux , adaptés uniquement à la bande 27MHz. Leur adaptation peut être difficile sur d’autres fréquences, même avec un coupleur

Parafoudre
Rien ne protège d’un coup direct.

Si la foudre tombe à proximité, on limite les dégats avec un éclateur entre l’antenne et la masse . Si le coupleur n’en a pas d’origine, ajoutez simplement une bougie de moteur avec la tête de la bougie reliée au pied d'antenne et le corps à la grosse liaison de masse qui doit relier, si vous avez bien suivi les conseils, la masse du coupleur et le lest. Selon l'écart des électrodes, elle amorcera vers 1000V, et limitera la propagation des décharges statiques vers l'émetteur, sans se déclencher avec un émetteur 100w.

Les récepteurs peuvent être protégés individuellement avec des éclateurs à plus basse tension (50V)constitués d'un petit témoin néon branché directement sans sa résistance série (démonter le culot pour la retirer) entre ame et gaine du coaxial. Il existe aussi des protections par zener rapide de puissance , excellentes mais plus chéres.

Prévoyez une mise à la masse rapide de toutes les antennes en cas d’orage, et déconnectez les appareils, ça aide, mais rien n’est garanti..