L'onde de sol
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Voir aussi : l'ionosphère - Phénomènes d'optique et propagation des ondes - champ électrique -

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Jusque dans les années 1920, la transmission de la TSF s'effectuait sur des fréquences très basses, quelques dizaines à quelques centaines de kilohertz (ondes kilomètriques ou myriamètrique. Les physiciens qui étudiaient la propagation des ondes savaient déjà que la portée d'un émetteur était d'autant plus grande que la longueur d'onde était grande. En réalité ils ne s'intéressaient qu'à la propagation par l'onde de sol, délaissant la propagation par l'onde d'espace se réfléchissant sur les couches ionisées.

En écoutant les bandes basses

Sur les fréquences inférieures à 1 MHz (Grandes Ondes, Petites Ondes) on constate que le niveau du signal diminue régulièrement au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'émetteur E.
Cette diminution progressive dépend de la conductibilité du sol : l'eau de mer, qui est un assez bon conducteur du courant électrique, favorise la propagation de cette onde qui suit la courbure terrestre : l'onde de sol.
Sans l'onde de sol, la station E ne pourrait être entendue au point A, situé au delà de l'horizon optique, donc hors de vue pour E pr le rayon direct (en bleu).
Le point B, situé au-delà du seuil d'audibilité de l'onde de sol, ne pourra être couvert qu'au travers d'une onde réfléchie sur l'ionosphère.


Onde de sol

L'onde de sol est une onde de surface. Elle se propage en suivant la surface de la Terre comme une onde guidée suit la ligne qui lui sert de rails. La ligne, ici est le sol. S'il est bon conducteur (océan, marais...) l'affaiblissement du champ électrique sera modéré et la portée sera plus grande, surtout sur les fréquences plus élevées. S'il est isolant (sol gelé, désert...), l'onde de sol sera atténuée très rapidement.
La figure ci-contre donne la distance en fonction de la fréquence et le niveau du signal. Partant d'un signal reçu S9+40dB à 1 km de l'émetteur on peut voir que le niveau S9 sera obtenu à 100 km pour une fréquence de 137kHz et de 10km pour une fréquence de 7MHz (bande 40m). Le sol est de conductibilité moyenne.
Sur mer la portée est nettement plus grande, surtout pour les fréquences élevées. Sur 10 MHz (bande 30m) la portée qui était de 10km sur sol moyen passe à 100 km sur mer.
Au dessus de 1 MHz, il arrive que l'onde de sol interfère avec l'onde réfléchie par l'ionosphère ; cette coïncidence est une des causes de fading ou QSB.

Propagation des ondes au niveau du sol

Selon leur fréquence, la propagation des ondes dans la troposphère est soumise à des phénomènes très différents :
- Sur VLF (Very Low Frequency) et LF, en dessous de quelques centaines de kHz, c'est l'onde de sol qui est prépondérante.
- Sur HF (ondes décamétriques de 1 à 30 MHz) la propagation troposphèrique est limitée à des distances très faibles.
- Au-dessus de 30MHz c'est l'onde directe soumise à tous les phénomènes de réflexion, réfraction... (Phénomènes d'optique et propagation des ondes) qui est la plus utilisée, bien que d'autres cas de propagation ionosphérique, aurorale... ne soient pas rares. (voir trafic DX sur 144MHz).