INSTALLER UNE ANTENNE PARABOLIQUE (partie 1/5)

## Objectifs et prérequis **Objectifs** : À la fin de ce chapitre, l’élève sera capable de : - expliquer les principes de base de la télédistribution par antenne parabolique et les différents types d’antennes utilisées ; - identifier, sélectionner et utiliser les outils et équipements nécessaires à l’installation d’une antenne parabolique en respectant les normes de sécurité ; - réaliser le montage d’une fiche F sur un câble coaxial selon les procédés professionnels, contrôler la continuité et l’étanchéité de la connexion. **Prérequis** : connaissances de base en électrotechnique (tension, courant, impédance), notions de propagation des ondes électromagnétiques, lecture de schémas électriques et de plans d’implantation, manipulation sécurisée d’outils manuels (tournevis, clé à molette, pince à dénuder). --- ## Introduction contextualisée Au Cameroun, la télédistribution par satellite connaît une forte croissance grâce à l’accès à un bouquet de chaînes nationales et internationales. Les antennes paraboliques, installées sur les toits des habitations, des établissements scolaires ou des petits commerces, permettent de recevoir le signal Ku‑band (10,7‑12,75 GHz) avec une bonne qualité d’image. Une installation correcte garantit la réception optimale, réduit les pertes de signal et assure la sécurité des intervenants (chute d’outils, travail en hauteur, risques électriques). Ce chapitre présente les trois premières leçons du programme officiel : généralités sur les antennes et la télédistribution, les outils et équipements nécessaires, puis l’assemblage de la fiche F au câble coaxial. --- ## I. Leçon 1 : Généralités sur les antennes et la télédistribution ### 1.1 Définitions et typologie des antennes > **Antenne** : dispositif passive qui convertit un courant électrique guidé (dans un câble coaxial) en onde électromagnétique rayonnée dans l’espace, et réciproquement. > **Antenne parabolique** : réflecteur de forme paraboloïde qui focalise les ondes planes provenant d’un satellite sur un point focal où se trouve le convertisseur (LNB). Les antennes utilisées en télédistribution se classent selon : | Type | Bande de fréquence | Gain typique (dBi) | Application courante | |------|-------------------|--------------------|----------------------| | Dipôle | VHF/UHF (30‑3000 MHz) | 2‑5 | Réception terrestre | | Yagi | VHF/UHF | 8‑12 | Réception terrestre directive | | Parabolique (offset) | Ku‑band (10,7‑12,75 GHz) | 30‑45 | Télédistribution satellite | | Plate (panneau) | Ku‑band | 20‑30 | Installation discrète (façade) | ### 1.2 Principes de fonctionnement d’une antenne parabolique 1. **Réception** : l’onde plane arrivant du satellite est réfléchie par la surface paraboloïde vers le foyer. 2. **Conversion** : le LNB (Low Noise Block downconverter) placé au foyer amplifie le signal, le convertit en fréquence intermédiaire (IF ≈ 950‑2150 MHz) et le délivre sur le câble coaxial. 3. **Transmission** : le signal IF parcourt le câble coaxial jusqu’au récepteur (décodeur) où il est démodulé. Le gain de l’antenne (G) dépend du diamètre (D) et de l’efficacité (η) : \[ G \;(\text{dBi}) \approx 10 \log_{10}\!\left(\eta \left(\frac{\pi D}{\lambda}\right)^2\right) \] où λ = c/f (c = 3 × 10⁸ m/s, f ≈ 11 GHz → λ ≈ 0,027 m). > **Exemple chiffré** : pour une antenne de 0,6 m de diamètre, η = 0,55, f = 11 GHz → λ ≈ 0,027 m. > \[ > G \approx 10 \log_{10}\!\left(0,55 \left(\frac{\pi \times 0,6}{0,027}\right)^2\right) \approx 10 \log_{10}\!\left(0,55 \times (69,8)^2\right) \approx 10 \log_{10}\!\left(0,55 \times 4872\right) \approx 10 \log_{10}(2679) \approx 34,3\ \text{dBi} > \] ### 1.3 Normes et règles de sécurité/hygiène - **Hauteur de travail** : utilisation d’un harnais antichute lorsqu’on travaille au‑delà de 2 m du sol (arrêté ministériel n° 2005/012 du MINESEC). - **Protection contre la foudre** : mise à la terre du réflecteur et du support métallique selon la norme NFC 15‑100 (section 542). - **Manipulation des outils** : port de gants anti‑coupure et de lunettes de protection lors du découpage du câble coaxial. - **Hygiène** : nettoyage des mains après manipulation de graisse ou de mastic d’étanchéité. --- ## II. Leçon 2 : Outils et équipements nécessaires pour l’installation des antennes ### 2.1 Liste du matériel de base | Outil / Équipement | Fonction | Spécifications recommandées | |--------------------|----------|-----------------------------| | Clé à molette réglable | Serrage des boulons du support | 8‑19 mm, chrome vanadium | | Tournevis cruciforme & plat | Fixation du LNB et du boîtier de dérivation | Isolation VDE, 3‑6 mm | | Pince à dénuder | Enlever la gaine extérieure du câble coaxial | Capacité 5‑12 mm | | Pince à sertir (type F) | Sertissage de la fiche F | Compatible RG‑6/RG‑11 | | Niveau à bulle | Vérification de l’horizontalité du support | Précision ±0,5 mm/m | | Compas d’inclinaison (inclinometre) | Réglage de l’élévation et de l’azimut | Lecture 0‑90° | | Testeur de signal satellite (sat‑finder) | Mesure du niveau de puissance reçue | Gamme 950‑2150 MHz, affichage dBµV | | Ruban d’étanchéité (self‑amalgamating) | Protection des connexions contre l’humidité | Largeur 19 mm, longueur 5 m | | Mastic silicone neutre | Étanchéité du passage du câble à travers le mur/toit | Résistant aux UV, -40 °C → +150 °C | | Harnais de sécurité + ligne de vie | Prévention des chutes | Conforme EN 361 | | Gants anti‑coupure & lunettes de protection | Protection personnelle | Norme EN 388, EN 166 | ### 2.2 Critères de choix du câble coaxial - **Impédance** : 75 Ω (standard pour la télévision satellite). - **Atténuation** : inférieure à 6 dB/100 m à 1 GHz pour du RG‑6 ; pour des longueurs > 30 m privilégier du RG‑11 (atténuation ≈ 3,5 dB/100 m à 1 GHz). - **Blindage** : double tresse + feuille d’aluminium (shielding ≥ 90 dB). - **Diamètre extérieur** : 6,8 mm (RG‑6) ou 10,3 mm (RG‑11). > **Règle de métier** : le choix du câble doit garantir une perte totale inférieure à 3 dB entre le LNB et le décodeur pour assurer une marge de réception suffisante. ### 2.3 Exemple de dimensionnement de câble Un chantier nécessite 25 m de câble entre le LNB (au foyer) et le décodeur situé dans le séjour. - Atténuation du RG‑6 à 1 GHz ≈ 5,5 dB/100 m → pour 25 m : 5,5 × 0,25 = 1,38 dB. - Atténuation supplémentaire aux connecteurs (2 × 0,5 dB) = 1,0 dB. - Perte totale ≈ 2,38 dB < 3 dB → acceptable. Si la distance était de 45 m, perte RG‑6 ≈ 5,5 × 0,45 = 2,48 dB + 1,0 dB = 3,48 dB > 3 dB → on choisirait du RG‑11 (atténuation 3,5 dB/100 m → 1,58 dB + 1,0 dB = 2,58 dB). ### 2.4 Procédure de mise en sécurité sur le chantier 1. **Analyse du site** : vérifier la présence de lignes électriques aériennes, la stabilité du toit, l’orientation libre vers le satellite (azimut ≈ 210° pour Eutelsat 5 West A au Cameroun). 2. **Installation du harnais** : ancrer la ligne de vie à un point solide (poutre, ancrage dédié). 3. **Vérification des outils** : s’assurer que les pinces sont bien calibrées, que les tournevis sont isolés. 4. **Zone de travail** : délimiter avec des rubans de sécurité, interdire l’accès aux non‑autorisés. 5. **Contrôle final** : après serrage, vérifier l’absence de jeu dans les boulons, contrôler la continuité de la mise à la terre avec un ohmmètre (< 1 Ω). --- ## III. Leçon 3 : Assemblage de la fiche F au câble coaxial ### 3.1 Composants de la fiche F - **Corps métallique** (laiton nickelé) avec filetage extérieur ¼‑20 UNC. - **Broche centrale** en laiton, destinée à faire contact avec l’âme du conducteur. - **Bague de serrage** (ou écrou) qui comprime la tresse blindée contre le corps. - **Joint d’étanchéité** (souvent en caoutchouc ou en téflon) placé entre la bague et le corps pour garantir l’imperméabilité. > **Définition** : la fiche F est un connecteur coaxial à vis, utilisé pour les fréquences jusqu’à 3 GHz, assurant une impédance de 75 Ω lorsqu’il est correctement serti. ### 3.2 Étapes de montage (procédé pas à pas) | Étape | Action | Détails techniques | |------|--------|--------------------| | 1 | **Mesure et marquage** | Couper le câble à la longueur voulue (+ 2 cm pour la marge de travail). Marquer le point de dénudage à 12 mm de l’extrémité. | | 2 | **Dénudage de la gaine extérieure** | Utiliser la pince à dénuder : retirer 12 mm de gaine PVC sans endommager la tresse blindée. | | 3 | **Retrait de la tresse** | Écarter délicatement la tresse sur 8 mm, puis la replier en arrière sur le câble (forme de « crosse ») pour exposer l’isolant diélectrique. | | 4 | **Dénudage de l’isolant** | Enlever 3 mm d’isolant (polyéthylène) pour mettre à nu l’âme centrale (cuir / cuivre étamé). | | 5 | **Insertion de la fiche** | Glisser l’âme centrale dans la broche de la fiche F jusqu’à ce qu’elle ressorte légèrement (≈ 1 mm) au-delà de la broche. | | 6 | **Sertissage** | Placer la bague de serrage sur la tresse repliée, puis utiliser la pince à sertir en positionnant la matrice sur le corps de la fiche. Appliquer une pression uniforme jusqu’à entendre un clic (déformation de la bague). | | 7 | **Vérification de la continuité** | Avec un ohmmètre, mesurer entre l’âme centrale et la broche : valeur < 0,1 Ω. Mesurer entre la tresse et le corps : valeur < 0,1 Ω. | | 8 | **Étanchéité** | Enrouler du ruban d’étanchéité self‑amalgamating autour de la jonction (minimum 2 tours) puis appliquer une petite quantité de mastic silicone sur le filetage extérieur avant de visser sur le LNB ou le répartiteur. | | 9 | **Test de signal** | Connecter le câble au sat‑finder, vérifier que le niveau de puissance reçu est dans la plage attendue (ex. : -30 dBm à -10 dBm selon l’orientation). | > **Astuce professionnelle** : après sertissage, tirer légèrement sur le câble pour s’assurer que la fiche ne se détache pas ; une force de retrait supérieure à 15 N indique un bon sertissage. ### 3.3 Contrôle qualité selon la norme NFC 15‑100 (annexe C) - **Impédance de retour** : ≤ 1,2 : 1 (VSWR ≤ 1,2) mesurée avec un analyseur de réseau vectoriel. - **Perte d’insertion** : ≤ 0,2 dB à 1 GHz. - **Étancheité** : aucune pénétration d’humidité après 48 h d’immersion à 0,5 m de profondeur (test IP68). ### 3.4 Exemple d’atelier au lycée technique de Yaoundé Lors d’une séance pratique, chaque groupe de deux élèves reçoit : un câble RG‑6 de 1,5 m, une fiche F, une pince à sertir, un sat‑finder et un décodeur. - **Objectif** : réaliser deux connexions (LNB‑décodeur et décodeur‑téléviseur) et obtenir un niveau de signal ≥ -20 dBm sur le transpondeur 10845 H, 22 000 ks/s, FEC 5/6. - **Résultat attendu** : toutes les connexions présentent une continuité < 0,1 Ω, un VSWR < 1,2 et aucune fuite d’humidité après test au pulvérisateur d’eau. --- ## Synthèse du chapitre - **Antenne parabolique** : réflecteur qui focalise les ondes Ku‑band sur le LNB ; gain fonction du diamètre et de l’efficacité. - **Lien de transmission** : câble coaxial 75 Ω (RG‑6 ou RG‑11) avec atténuation < 3 dB sur la longueur totale. - **Outils indispensables** : clé à molette, tournevis VDE, pince à dénuder, pince à sertir F, niveau, inclinomètre, sat‑finder, harnais de sécurité, ruban d’étanchéité, mastic silicone. - **Montage de la fiche F** : dénudage gaine/tresse/isolant, insertion de l’âme, sertissage de la bague, vérification continuité & étanchéité. - **Sécurité** : travail en hauteur avec harnais, mise à la terre du réflecteur, port de gants et lunettes, vérification de la continuité de terre (< 1 Ω). - **Formule de gain** : \( G\;[\text{dBi}] \approx 10\log_{10}\!\big(\eta (\pi D/\lambda)^2\big) \). - **Exemple de calcul** : antenne 0,6 m, η = 0,55, f = 11 GHz → G ≈ 34,3 dBi. --- ## Glossaire | Terme | Définition | |-------|------------| | Antenne parabolique | Réflecteur de forme paraboloïde qui concentre les ondes planes provenant d’un satellite sur un point focal. | | LNB (Low Noise Block downconverter) | Dispositif placé au foyer de l’antenne qui amplifie, convertit en fréquence intermédiaire et délivre le signal sur le câble coaxial. | | Câble coaxial RG‑6 | Câble 75 Ω, diamètre extérieur ≈ 6,8 mm, atténuation ≈ 5,5 dB/100 m à 1 GHz, utilisé pour les liaisons courtes (< 30 m). | | Câble coaxial RG‑11 | Câble 75 Ω, diamètre extérieur ≈ 10,3 mm, atténuation ≈ 3,5 dB/100 m à 1 GHz, privilégié pour les longues distances. | | Fiche F | Connecteur coaxial à vis, 75 Ω, utilisé pour les fréquences jusqu’à 3 GHz, assurant la liaison entre câble et équipement. | | Sertissage | Opération de déformation mécanique de la bague d’une fiche F afin d’assurer le contact électrique et mécanique avec la tresse blindée. | | VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) | Rapport de l’amplitude maximale à minimale de la tension d’onde stationnaire sur une ligne de transmission ; valeur idéale = 1. | | Étancheité self‑amalgamating | Ruban qui, sous l’effet de l’étirement, se fusionne à lui‑même pour former une couche homogène et imperméable. | | Harnais antichute | Équipement de protection individuelle relié à une ligne de vie, destiné à arrêter une chute de hauteur. | | Mise à la terre | Connexion conductrice d’une masse métallique au potentiel de référence du sol, permettant de dissiper les courants de défaut et les surtensions d’origine atmosphérique. | --- ## Exercices d'application corrigés ### Exercice 1 – Dimensionnement de câble **Situation** : Une installation doit relier le LNB d’une antenne de 0,8 m de diamètre situé sur le toit d’un bâtiment à un décodeur placé au rez‑de‑chaussée. La distance horizontale est de 12 m, la verticale de 4 m (câble suivant la gouttière). Le signal attendu au niveau du décodeur doit être ≥ -25 dBm. Le LNB délivre -10 dBm à sa sortie. **Consigne** : Déterminer le type de câble (RG‑6 ou RG‑11) nécessaire pour que la perte totale ne dépasse pas 15 dB (marge de 15 dB entre -10 dBm et -25 dBm). **Corrigé** 1. Longueur réelle du câble ≈ √(12² + 4²) ≈ 12,65 m (on arrondit à 13 m). 2. Perte admissible = 15 dB. 3. Perte du RG‑6 à 1 GHz ≈ 5,5 dB/100 m → pour 13 m : 5,5 × 0,13 = 0,715 dB. 4. Pertes des connecteurs (2 × 0,5 dB) = 1,0 dB. 5. Perte totale RG‑6 ≈ 0,715 + 1,0 = 1,715 dB < 15 dB → le RG‑6 suffit largement. 6. Même si on utilisait du RG‑11, perte serait encore plus faible (≈ 0,46 dB + 1,0 dB = 1,46 dB). **Conclusion** : Un câble RG‑6 de 13 m est parfaitement adapté ; on peut même prévoir une marge pour des déréglements futurs. ### Exercice 2 – Montage d’une fiche F **Situation** : Lors d’un TP, un élève obtient après sertissage une continuité de 0,35 Ω entre l’âme et la broche, et une résistance de 0,9 Ω entre la tresse et le corps. **Consigne** : Indiquer si le montage est conforme aux exigences de la norme NFC 15‑100 (annexe C) et proposer les actions correctives. **Corrigé** - La norme exige une résistance de contact < 0,1 Ω pour chaque voie (âme‑broche et tresse‑corps). - Les mesures obtenues (0,35 Ω et 0,9 Ω) dépassent largement ce seuil → montage **non conforme**. - Actions correctives : 1. Vérifier que l’âme centrale est bien insérée jusqu’à dépasser légèrement la broche (≈ 1 mm). 2. S’assurer que la tresse est bien repliée et qu’aucun fil ne reste détaché avant le sertissage. 3. Utiliser une pince à sertir correctement calibrée ; refaire le sertissage en appliquant une pression uniforme jusqu’au déclic franc. 4. Re‑mesurer la continuité ; si elle reste > 0,1 Ω, remplacer la fiche (possibilité de broche endommagée ou de corps déformé). --- ## Erreurs fréquentes et règles de sécurité | N° | Erreur fréquente | Conséquence | Règle de prévention / bonne pratique | |----|------------------|-------------|--------------------------------------| | 1 | **Oublier de mettre à la terre le réflecteur métallique** | Risque de surtension par foudre, endommageant le LNB et le décodeur. | Toujours relier le réflecteur à une prise de terre conforme à la norme NFC 15‑100 (section 542) avant de fixer le LNB. | | 2 | **Utiliser une pince à dénuder qui coupe l’âme centrale** | Perte de continuité, besoin de refaire le câble, gaspillage de matériel. | Régler la pince sur le diamètre extérieur du câble uniquement ; vérifier visuellement que l’âme reste intacte après dénudage. | | 3 | **Serrer excessivement la bague de la fiche F** | Déformation du corps, augmentation du VSWR, fuite d’humidité. | Appliquer la pression recommandée par le fabricant (généralement indiquée sur la pince) ; écouter le déclic franc sans forcer davantage. | | 4 | **Travailler en hauteur sans harnais** | Risque de chute grave ou mortelle. | Porter systématiquement un harnais antichute attaché à une ligne de vie ancrée à un élément structurel solide ; vérifier l’état du harnais avant chaque utilisation. | | 5 | **Négliger l’étanchéité du connecteur après vissage** | Infiltration d’eau → corrosion, augmentation de l’atténuation, perte de signal. | Enrouler au moins deux tours de ruban d’étanchéité self‑amalgamating puis appliquer une couche de mastic silicone sur le filetage extérieur avant de serrer définitivement. | | 6 | **Utiliser un câble dont l’atténuation dépasse la marge autorisée** | Signal trop faible au décodeur, image saccadée ou perte de chaîne. | Effectuer le calcul de perte totale (câble + connecteurs) avant l’achat ; choisir RG‑11 si la longueur dépasse 25 m pour une marge de 3 dB. | --- *Fin du cours.*