Propagation ionospherique

On appelle propagation ionosphérique la propriété des ondes électromagnétiques de parcourir des distances plus grandes que la simple ligne de vue, par réflexion sur les couches ionisées de l'atmosphère.

La propagation ionosphérique dépend de l'heure et du cycle solaire.

• Tout ceux qui ont un poste de radio équipé des petites ondes (PO) ou (SW) ont pu constater ce phénomène: de jour, peu de stations audibles; en revanche, la nuit, on peut entendre beaucoup plus de stations.

Description du phénomène

La propagation des ondes radios est influencée par certaines couches hautes de l'atmosphère, dont la ionosphère, située entre 10 et 150 km.

L'ionisation de l'air par les particules solaires chargées électriquement lui donne son nom.

L'ionisation varie suivant l'heure de la journée, la saison, et suivant un cycle solaire d'une durée approximative de 10 à 11 ans. Les derniers pics ont eu lieu en 1981, 1991 et 2001.

La ionosphère est composée de plusieurs sous-couches identifiées avec les lettres de l'alphabet. Les plus importantes sont les D, E, F1, et F2, ces deux dernières deviennent une seule, la couche F, pendant la nuit.

• La couche D absorbe beaucoup les bandes en dessous de 10 MHz. Elle apparaît à l'aube et disparaît la nuit. Les bandes en dessous de 10 MHz sont appelées bandes de nuit, car c'est pendant la nuit, lors de l'absence de la couche D, qu'elles peuvent atteindre la couche F. Son comportement, ou plutôt sa disparition, explique toutes ces stations de radio qui apparaissent en PO et OM la nuit.
• La couche E, instable et erratique, est un excellent réflecteur, mais à cause de son caractère instable elle ne peut pas être utilisée pour des communications fiables. Elle est responsable de la propagation des bandes hautes et de la VHF, dite "propagation sporadique E".
• Les couches F1 et F2, devenues couche F la nuit, sont aussi un excellent reflecteur. Elles permettent la réflexion des bandes basses pendant la nuit, et des bandes hautes pendant le jour.

Applications technologiques de la propagation ionosphérique

Grâce à la ionosphère, les ondes radio peuvent rebondir sur certaines couches de la ionosphère, typiquement les couches E, F1, et F2, et parcourir ainsi de très grandes distances.

D'autre part, les ondes radios peuvent être absorbées par ces couches ionisées dans certains cas.

La fréquence d'émission influe beaucoup sur la propagation ionosphérique.

• Les fréquences basses, inférieures à 30 MHz sont les plus favorisées par ce phénomène,
• Les fréquences hautes, supérieures à 30 MHz ne sont pas concernées, toutefois cela peut arriver mais de façon plus sporadique, souvent au lever et au coucher du soleil.

La propagation ionosphérique permet de réaliser des contacts à des milliers de kilomètres avec une puissance d'émission inférieure à 100 W, voir 10 W et 5 W. Les ondes se déplacent alors par bonds successifs entre lesquels se créent des zones de silence, il est alors possible d'entendre une station située à 2000 km mais pas une autre située à 200 km.

• Toutefois cela est surtout possible en été, ou bien lors d'un pic d'activité solaire.

Les radioamateurs utilisent ce phénomène sur leurs fréquences ; les plus adéquates sont celles de 3.5MHz, 7MHz, et 14MHz, où la propagation est au rendez-vous tout au long de l'année et même au creux des cycles solaires.

Voir aussi le site de Denis Auquebon F6CRP, dans le chapitre du Cours de Radioélectricité dédié à la Propagation.