1. Transmettre : émettre, propager, recevoir une onde
Changer le prix de 5 000 étiquettes électroniques en quelques minutes, détecter un article non payé au portique, encaisser par carte : le magasin moderne repose sur la transmission d'informations par des ondes.
Transmission d'information : transport d'un message d'un point à un autre grâce à l'émission puis la réception d'une onde, qui transporte le signal (et de l'énergie).
Chaîne élémentaire : émetteur → milieu de transmission → récepteur.
Principaux types d'ondes utilisées :
- Ondes sonores : annonces et sonorisation du magasin, ultrasons de certains détecteurs de présence. Nécessitent un milieu matériel (≈ 340 m·s−1 dans l'air).
- Ondes lumineuses : laser des scanners de caisse, télécommandes infrarouges des écrans, fibre optique. Se propagent dans le vide à c = 3,0 × 108 m·s−1.
- Ondes électromagnétiques (radio) : wifi, Bluetooth, radio des étiquettes électroniques, portiques antivol RFID, paiement sans contact.
| Système du magasin | Émetteur | Onde | Milieu | Récepteur |
|---|---|---|---|---|
| Étiquettes électroniques de rayon | Station radio du magasin | Radio | Air (libre) | Étiquette (récepteur radio) |
| Portique antivol RFID | Portique (antenne) | Radio | Air (libre) | Étiquette antivol puis portique |
| Scanner de caisse | Diode laser | Lumineuse | Air (libre) | Capteur du scanner |
| Liaison Internet de l'enseigne | Laser de la box | Lumineuse (IR) | Fibre (guidée) | Photodiode |
2. Propagation libre ou guidée
Propagation libre : l'onde se propage dans l'espace (air, vide) sans support : radio, wifi, lumière. Pratique et mobile, mais sensible aux obstacles, à la portée et aux brouillages.
Propagation guidée : l'onde est canalisée par un support : câble électrique (cuivre, Ethernet) ou fibre optique. Transmission stable, sécurisée, à très haut débit, mais nécessitant une liaison physique.
Exemple — Choisir la bonne liaison : pour mettre à jour les étiquettes électroniques dans tout le magasin, la propagation libre (radio) est indispensable (des milliers de récepteurs mobiles). Pour relier le serveur de caisses au réseau de l'enseigne, la propagation guidée (fibre ou câble Ethernet) garantit débit et sécurité des données bancaires.
3. La fibre optique : la lumière guidée par réflexion totale
Réflexion totale : lorsqu'un rayon lumineux se propage dans un milieu plus réfringent (indice n1 élevé : le cœur de la fibre) vers un milieu moins réfringent (n2 plus faible : la gaine), au-delà d'un angle d'incidence limite il n'y a plus de rayon réfracté : la lumière est intégralement réfléchie et reste confinée dans le cœur.
Le signal lumineux avance donc en zigzag par réflexions totales successives, suit la fibre même courbée et parcourt des kilomètres avec très peu de pertes : c'est ce qui permet les très hauts débits de l'Internet par fibre utilisés par les enseignes.
Mettre en évidence la réflexion totale (protocole) :
- 1. Envoyer un faisceau laser dans un hémicylindre d'eau ou de plexiglas ; augmenter progressivement l'angle d'incidence.
- 2. Observer : le rayon réfracté rase l'interface puis disparaît → réflexion totale ; mesurer l'angle limite.
- 3. Injecter le faisceau dans une barre de plexiglas courbe : la lumière suit la barre par réflexions totales.
- 4. Conclure : condition = milieu 1 plus réfringent que milieu 2 ET angle d'incidence supérieur à l'angle limite.
Sécurité — laser et sources lumineuses : un faisceau laser est monochromatique, directif et concentré : dangereux pour l'œil en vision directe OU par réflexion (vitre, miroir, surface brillante). Les scanners de caisse intègrent des protections : ne jamais les démonter ni regarder fixement la fenêtre d'émission ; en TP, respecter la classe du laser, ne jamais viser les yeux, éloigner les surfaces réfléchissantes.
Mesures et incertitudes : la mesure de l'angle limite dépend de la lecture au rapporteur (± 1°) : répéter, moyenner, présenter le résultat avec des chiffres significatifs adaptés (ex. θlim ≈ 42° pour l'eau, pas 42,00°).