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Dernière mise à jour : 28/09/2014Présentation
Certaines personnes se plaignent d'une réception difficile sur leur radio après remplacement d'ampoules à incandescence par des ampoules à LED, et ce même pour une réception sur la bande FM qui présente normalement l'avantage d'être insensible aux parasites. Chez certains la perturbation est légère et n'impacte la réception que si le récepteur radio est situé à proximité de l'ampoule, chez d'autre la réception de toute radio est impossible même à une distance de 4 mètres de l'ampoule !Petits rappels...
Sans entrer trop loin dans les détails, rappelons que la modulation de fréquence (FM, Frequency Modulation) permet de transporter un signal (audio par exemple) d'un point à un autre (liaison filaire pour un interphone secteur, infrarouge pour un casque hifi sans fil ou HF pour une radio FM) avec une sensibilité faible ou nulle aux parasites environnants. Si la réception d'un programme radio diffusé en modulation d'amplitude (AM, Amplitude Modulation) peut être perturbé par des parasites "proches" (moteur perceuse, frigo qui se met en route, mobilette qui passe), la réception d'un programme FM y est en revanche quasiment insensible. Cela est lié au fait que pour la réception FM, on ne s'intéresse qu'au variations de fréquence du signal reçu (porteuse d'amplitude fixe dont la fréquence est modifiée par le signal utile), et que les parasites qui sont principalement des "variations d'amplitude" sont ignorés. Pour la réception AM, le récepteur est intéressé par les variations d'amplitude du signal reçu (porteuse de fréquence fixe dont l'amplitude est modifiée par le signal utile), et si un parasite s'ajoute au signal utile, il le traite... comme un signal utile et on l'entend.Ampoule à LED et radio-fréquences
Une ampoule à LED, comme tout équipement électrique ou électronique, doit respecter des normes de CEM (Compatibilité Electro-Magnétique). Ces normes ont été établies pour protéger les équipements contre les parasites émis par leurs voisins, mais aussi pour empêcher qu'eux-mêmes ne perturbent leurs voisins. Ces normes sont très strictes mais ne sont pas toujours respectées, principalement pour des raisons de taille (on n'aime pas les culots des lampes plus gros que les lampes elles-mêmes) et pour des raisons de coût (pour valider un équipement en CEM, il faut lui faire subir une série de tests qui réclament du matériel perfectionné et très coûteux). On ne sera donc pas surpris (mais on peut faire semblant de l'être) d'apprendre que certaines ampoules à LED sont moins "sérieuses" que d'autres.Le problème principal est que les LED nécessitent une tension basse pour fonctionner et que le secteur 230 V doit être abaissé. Il existe plusieurs techniques pour abaisser la tension et certaines d'entre elles (alim à découpage simplifiée à l'extrême) occasionnent de vigoureux rayonnements parasites. On peut atténuer très fortement les parasites créés en employant des méthodes mécaniques (forme et matériaux du containeur) et électriques (filtres passe-bas). Mais cela coûte de l'argent, alors pour proposer des ampoules secteur à LED à moins de 5 euros, il faut bien faire quelques concessions... En 2011, une ampoule à LED sur trois ne respectait pas les normes CEM en vigueur (source Office fédéral de la communication).
Mais pourquoi une perturbation en FM ?
Oui, pourquoi un récepteur calé sur un programme diffusé dans la bande FM 88-108 MHz peut-il être perturbé par des parasites ?Il convient tout d'abord de préciser qu'il existe différentes qualités de récepteur radio, et que tout le monde ne reçoit pas chez lui la même quantité d'énergie HF (du programme radio diffusé). Un récepteur radio (AM ou FM) est caractérisé par plusieurs paramètres techniques dont l'utilisateur n'a souvent que faire. Il s'agit pour les deux principaux, de la sensibilité et de la sélectivité. Pour faire simple, la sensibilité détermine l'aptitude du récepteur à capter une émission reçue avec un faible niveau HF, et la sélectivité définit la capacité du récepteur à séparer (avec qualité) deux émissions diffusées sur des fréquences proches. Un récepteur bas de gamme présente des performances médiocres et est plus susceptible d'être perturbé par un signal de fréquence fixe reçu en parallèle de l'émission radio utile. Or les parasites émis par certaines lampes à LED sont de nature permanente et peuvent s'étaler très haut dans le spectre des radio-fréquences ! J'ai le souvenir d'un poste de radio calé sur une émission FM qui était perturbé par la mobilette de mon frère. C'était une perturbation légère certes, mais le lien était nettement établi (quand la mobilette s'éloignait, la réception redevenait parfaite) et je ne comprenais pas comment une radio "insensible aux parasites" pouvait être ainsi perturbée !
Si dans votre habitation vous recevez la radio à la limite des possibilités du récepteur, la qualité peut être bonne jusqu'à ce qu'un parasite vienne tout chambouler. Et cela est valable pour un récepteur bas de gamme ou de haute qualité, car en limite de réception les conditions ne sont plus suffisantes pour garantir une bonne qualité d'écoute. Si au contraire vous recevez votre émission radio "plein pot", un parasitage sera moins probable, car le récepteur aura suffisamment de matière utile pour s'en sortir sans trop de mal. Si vous combinez récepteur bas de gamme, réception limite et ampoule à LED bas de gamme, vous avez la totale ! Vous pouvez d'ailleurs faire l'analogie avec la réception de programmes TV diffusés en numérique : tant que le signal reçu est suffisant, la qualité de la vidéo et du son est "parfaite", alors que si l'amplitude du signal reçu se trouve à la limite des capacités de décodage et de correction des erreurs du récepteur, tout s'écroule d'un coup au moindre parasite qui dure un peu !
Comment remédier au problème ?
Quand on se trouve face à un problème de parasitage, il convient dans un premier temps d'en déterminer la source. Quand le parasitage survient de façon évidente et permanente après avoir remplacé une lampe à incandescence par une lampe à LED, le fautif est vite localisé ! Il faut voir ensuite si la source de parasites est de type rayonnée (transmission dans les airs) ou conduite (transmission dans les câbles secteur). Cela est assez facile, il suffit de déplacer le récepteur autour du perturbateur. Si la perturbation augmente quand on s'approche du perturbateur, les parasites sont de type rayonnés (ce qui n'implique pas pour autant qu'on n'a rien en mode conduit). L'attitude à adopter, quand on est professionnel et qu'on conçoit un produit, consiste à modifier l'appareil pour diminuer l'amplitude des signaux indésirables qu'il émet. Mais que faire quand on est simple usager ? On ne va tout de même pas démonter l'ampoule et la modifier ! C'est triste à dire, mais il n'existe pas mille solutions... si un filtre secteur ne peut rien améliorer (utile pour une perturbation conduite dans les câbles), alors il faut changer l'ampoule par une autre plus respectable. Bien sûr, vous pouvez toujours, lors de l'achat, vous approcher d'un vendeur et lui poser la question qui tue :"Bonjour... pouvez-vous SVP me préciser la fréquence et l'amplitude maximale des rayonnements parasites de cette ampoule à 1 mètre ?" J'aimerais savoir si mon récepteur FM doté d'une sensibilité de 10 uV risque d'être perturbé quand j'écoute France Culture, sachant que je suis situé à 15 km de l'émetteur radio le plus proche..."
Je passe les détails de la géographie du terrain...
Quelques tracés...
Copies d'écran d'oscilloscope et d'analyseur de spectre avec une lampe fluocompacte de marque Ikea. Ce n'est pas une lampe à LED mais ça montre que ça dégage plus qu'une ampoule à incandescence ! Je ferai bien sûr la même manip dès que j'aurai une lampe à LED sous la main.
Ces tracés d'oscilloscope mettent en évidence un signal rayonné d'amplitude conséquente, relevé avec un fil de 10 cm placé à l'entrée de l'oscillo, lampe à 30 cm du fil. L'instabilité du tracé tient au fait que le signal rayonné n'a pas une fréquence fondamentale fixe, cette dernière se promène entre 30 kHz et 50 kHz environ. Le signal étant loin d'être sinusoïdal, on imagine quelques harmoniques elles aussi mouvantes, ce qu'on peut mettre en évidence avec un analyseur de spectre (deux spires de fil enroulées autour de la partie lumineuse de la lampe pour la captation du signal rayonné).
Diverses vues avec fréquence centrale de 500 kHz et 1 MHz, on retrouve bien quelques harmoniques. Les raies se déplacent lentement, un cycle de montée en fréquence prend plusieurs secondes avant de revenir d'un coup à la fréquence la plus basse. Pas remarqué de différence notable entre l'instant de mise sous tension et après 15 minutes de chauffe. Aucune trace relevée dans la bande FM (plancher de bruit à -80 dBm).