Émetteur et récepteur : cours de physique-chimie de 3e

Quand tu envoies un message vocal à un ami, quand tu écoutes la radio ou quand tu regardes un panneau lumineux, une information passe d'un endroit à un autre. Ce passage n'a rien de magique : il suit toujours le même schéma, que les physiciens décrivent avec deux mots, émetteur et récepteur.

Dans ce chapitre, tu apprends à repérer l'émetteur et le récepteur dans une situation de la vie courante, à dire ce que chacun fait, et à comprendre pourquoi certains appareils jouent les deux rôles à la fois. Tu as déjà étudié les signaux sonores et lumineux : ce sont eux, justement, qui servent de support à l'information.

Le mot important est « porteur ». Le signal n'est pas l'information elle-même : c'est ce qui la transporte. Une personne qui parle émet un signal sonore ; une lampe de signalisation émet un signal lumineux ; une antenne de radio émet une onde. Dans chaque cas, l'information (un mot, une couleur, une musique) est « portée » par le signal.

On peut donc distinguer deux choses :

• l'information : ce que l'on veut faire savoir ;
• le signal : la forme physique prise par cette information pour voyager.

Recevoir ne suffit pas : il faut aussi décoder. Si tu entends une langue que tu ne connais pas, ton oreille reçoit bien le signal sonore, mais tu ne récupères pas l'information. Le décodage fait partie du rôle du récepteur.

Un récepteur peut être une personne, un animal ou un appareil. Ta radio de chevet reçoit l'onde et la transforme en son que tu peux comprendre. Ton œil reçoit la lumière et ton cerveau interprète ce qu'elle contient.

Les êtres vivants comme les appareils ont besoin d'organes ou de dispositifs capables de réagir aux signaux. Selon la ressource Éduscol, les récepteurs sensoriels et les capteurs convertissent un signal de nature chimique, lumineuse ou autre en un signal d'une autre forme, que l'on peut exploiter ¹.

Les ondes électromagnétiques permettent de communiquer sans fil, y compris à grande distance. Les appareils de communication fonctionnent en recevant et en envoyant de telles ondes, que l'on caractérise par leur fréquence, mesurée en hertz ¹.

Cela signifie deux choses. D'abord, l'émetteur part d'un signal utile (par exemple la voix d'un animateur transformée en signal électrique). Ensuite, il produit une onde assez puissante pour que le récepteur, parfois très éloigné, puisse la capter. Un émetteur trop faible ne permet pas la liaison : l'onde arrive trop atténuée.

Pour produire la fréquence qui sert de porteuse, les émetteurs font appel à des techniques variées, comme un oscillateur à quartz ou un synthétiseur ³. Tu n'as pas à connaître leur fonctionnement, mais retiens qu'un émetteur contient des circuits précis chargés de produire la bonne fréquence.

Un talkie-walkie en est un bon exemple : on parle avec le même appareil qu'on utilise pour écouter. Les deux fonctions utilisent en commun plusieurs éléments : l'antenne, la source d'énergie (batterie ou secteur), les interfaces, les commandes, l'affichage et les circuits qui produisent les fréquences ². C'est pratique et économique : un seul boîtier, un seul bloc d'énergie.

Les émetteurs-récepteurs ne servent pas seulement à la radio. Un petit module qui échange des données entre les équipements d'un centre de données joue aussi le rôle d'émetteur et de récepteur, le plus souvent par fibre optique ². Le signal n'est alors plus une onde radio, mais de la lumière guidée.

Le répéteur capte le signal puis le réémet : il est donc à la fois récepteur et émetteur. Quand il utilise les mêmes bandes de fréquences pour recevoir et pour réémettre, on parle de répéteur. Quand il en change, comme dans le cas des satellites, on parle de transpondeur ³.

Le niveau de réception dépend de trois choses : la puissance rayonnée, la distance et la manière dont l'onde se propage ³. Plus le récepteur est loin, plus le signal reçu est faible. Un émetteur permet ainsi de transmettre avec une qualité acceptable dans une zone donnée, pour un type de récepteur donné. Cette couverture détermine les auditeurs possibles en radiodiffusion ou en télévision, ou le service dans un réseau ³.

Un émetteur peut aussi produire, en plus du signal utile, plusieurs types de signaux non désirés ³. Quand de nombreux émetteurs et récepteurs cohabitent, par exemple sur un porte-avions ou dans un aéroport, ces émissions posent un problème de compatibilité électromagnétique ³. Ainsi, des cartes électroniques d'ordinateur mal blindées produisent des émissions parasites qui gênent les récepteurs du site ³.