Très basse fréquence

On appelle très basse fréquence (VLF), Very low frequency en anglais, la bande de radiofréquences qui s'étend de 3 à 30 kHz (longueur d'onde de 100 à 10 km). Les ondes VLF sont aussi appelées ondes myriamétriques.

Applications

Une partie de l’antenne VLF de Grimeton.

Les ondes VLF pénètrent dans l’eau jusqu'à une profondeur de 10 à 50 mètres, selon la fréquence et la salinité. Elles sont utilisées pour les télécommunications avec les sous-marins proches de la surface, et permettent de transmettre un débit supérieur aux ELF ou SLF, utilisées à grande profondeur. Elles sont également utilisées en radionavigation ou en diffusion des signaux horaires et de temps, et en recherche géophysique^[1]. Les VLF sont partagées en deux sous-bandes dont voici les principaux usages :

De 3 à 9 kHz

La partie de la bande sous 9 kHz n’est pas réglementée par l’UIT et peut être expérimentée sans licence. De nombreuses émissions naturelles peuvent y être entendues^[2].

• Raies spectrales des orages électromagnétiques solaires.
• Bruits électromagnétiques des aurores polaires.
• Résonance électromagnétique des orages terrestres.
• Électrothérapie.
• Liaisons télégraphiques entre sous-marins par hydrophones (il s'agit alors d'ondes phoniques).
• Détecteurs de métaux.

De 9 à 30 kHz

• Applications inductives diverses autorisées par l'Arcep (boucles antivol, etc.).
• Implants médicaux.
• Bruits de fond des ondes cosmiques.
• Recherches scientifiques.
• Radionavigation et radiolocalisation submaritime.
• Liaisons radio des sous-marins SNLE du ministère de la Défense.
• Signaux horaires et étalons de fréquences.
• Recherches scientifiques sur les champs électromagnétiques naturels.
• Liaisons radio utilisées en spéléologie lors des opérations de secours.
• Réseau de radionavigation Alpha.
• Ancien système civil de radionavigation Oméga entre 10,2 kHz et 13,6 kHz.
• Version militaire de la radionavigation Oméga entre 9 et 14 kHz maintenue par l'Otan.

Histoire

Les ondes de fréquence inférieure à 20 kHz ont été utilisées dès les débuts de la radio-télécommunication, car les émetteurs pouvaient être réalisés avec des générateurs électromécaniques (alternateurs). Elles furent très vite abandonnées en raison de la faible bande passante disponible.

Aux USA, la station de temps WWVL commença à transmettre en août 1963 à 20 kHz. La modulation était en FSK entre 20 et 26 kHz. Ce service fut arrêté en juillet 1972. La station VLF de Grimeton près de Varberg en Suède peut être visitée à certaines dates, comme le Alexanderson Day. Elle contient un alternateur d'émission encore opérationnel.

Transmissions sous-marines en VLF

Les émetteurs à forte puissance des pays opérant une flotte de sous-marins stratégiques peuvent être reçus à des milliers de milles nautiques. Ces émetteurs terrestres couvrent des surfaces de plusieurs kilomètres carrés, avec des puissances de 20 kW à 2 MW. Les sous-marins reçoivent les signaux avec des antennes filaires remorquées proches de la surface. La faible bande passante ne permettant pas de transmettre en téléphonie, toutes les transmissions s’effectuent en alphanumérique à très faible débit (quelques caractères/seconde). Trois modulations sont utilisées :

• OOK / CWK : télégraphie en onde continue, en simple code morse avec porteuse on = mark’’ et ’’off = space’’, utilisée en test ou secours.
• FSK : Frequency-shift keying. Avec un rythme de 50 bit/s ou 75 bit/s.
• MSK : Minimum-shift keying. C’est le mode principal utilisé, avec un débit jusqu’à 300 bit/s.

Les caractères sont codés en 5-bit Baudot ou 8-bit ASCII, puis cryptés.

Outre les émetteurs fixes, des émetteurs embarqués sur avions de commandement ont été également développés, utilisant des antennes tractées très longues.

Liste d’émetteurs VLF

Références

Voir aussi

• Système Oméga
• Centre de transmission de Rosnay (HWU)

Sources

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Very low frequency » (voir la liste des auteurs)
• (it) Renato Romero, Radio Natura, Albino, SANDIT S.r.l., 2006 
• (en) Renato Romero, Radio Nature, Radio Society of Great Britain, 2008 (ISBN 9781-9050-8637-5) 
• (de) M. Oexner, K. Herold et G. Klawitter, Langwelle und Längstwelle, Meckenheim, Siebel Verlag GmbH, 2000 (ISBN 3-89632-043-2) 

Liens externes

• (en) Tomislav Stimac, Definition of frequency bands (VLF, ELF... etc.)
• (en) NASA live streaming ELF → VLF Receiver
• (en) World Wide Lightning Location Network
• (en) Stanford University VLF group
• (en) Liste des émetteurs de la gamme 20-25 kHz

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