Dernière mise à jour :
07/05/2017
Présentation
Le montage présenté ici permet de recevoir et
d'écouter sur casque, une modulation audio par le biais d'une boucle
magnétique.

Simple
à réaliser, alimenté par une pile ou une batterie, ce récepteur ne
nécessite que des composants courants et peu coûteux.
Fonctionnement d'une boucle magnétique
Une
boucle magnétique repose sur un procédé de transmission
et d'induction électromagnétique, avec un émetteur Tx et un ou plusieurs récepteurs
Rx.
L'émetteur Tx est composé
d'un amplificateur audio de puissance et d'une boucle électrique plus
ou moins "géante", qui n'est rien d'autre qu'un long fil conducteur de
cuivre. Cette boucle peut couvrir (en l'entourant) une large surface
telle qu'une pièce de maison, une salle de cinéma ou de
conférence, ou une zone plus réduite comme celle d'un guichet ou bureau
d'accueil par exemple. Le fil d'émission peut être installé en hauteur
(plafond), à "hauteur d'oreille" ou au sol, de façon définitive ou temporaire (détails un peu plus loin). Le fil de
la boucle est traversé par un courant dont l'intensité varie avec la
source audio, la source sonore électrique venant de la sortie de
l'amplificateur audio de puissance. Le fonctionnement est analogue au
fonctionnement d'un haut-parleur mais tout cela se fait en silence
puisqu'ici l'idée n'est pas de transformer l'énergie électrique en
énergie acoustique. En résumé, la boucle du fil d'émission
transforme les variations de courant électrique (qui représentent
le son) en variations d'énergie électromagnétique qui peuvent se
propager (en silence) dans l'air.
Le récepteur Rx
effectue l'opération inverse : il transforme les variations de champ
électromagnétique en variations de signal électrique. Ces dernières, une
fois amplifiées, peuvent alimenter un casque audio qui restitue le son
sous forme acoustique.
Mais c'est un transfo BF !
Oui, une boucle magnétique repose sur le même principe de transfert d'énergie que celui utilisé pour les
transformateurs audio et les
transformateurs d'alimentation.
La grosse différence repose sur la distance qui sépare la bobine
primaire (qui émet le flux magnétique) et la bobine secondaire (celle
qui le reçoit). Avec un transformateur d'alimentation ou transformateur
audio, les deux bobines sont très proches l'une de l'autre pour un
rendement optimal (l'amplitude du champ magnétique en un point de
réception donné, diminue avec la distance par rapport au point
d'émission).
Dans le cas d'une boucle magnétique, les deux bobines d'émission et de
réception sont distantes, ce qui impose d'une part d'émettre un
champ magnétique conséquent (ampliifcateur audio de plusieurs dizaines
de watts pour des surfaces à couvrir moyennes) et d'autre part d'avoir
un récepteur sensible (capable de s'en sortir avec un champ reçu
faible). Dans la pratique, ces deux points ne posent pas de
problème puisqu'on sait faire des amplis de forte puissance et des
récepteurs sensibles et miniatures. Dans le descriptif qui va suivre,
la bobine d'émission Tx sera appelée L1, elle sera composée d'une ou
plusieurs spires de grand "diamètre". La bobine de réception Rx sera
appelée L2, elle sera de petites dimensions et composée d'un grand
nombre de spires.
Remarques - Contrairement
aux modes de diffusion adoptés pour la diffusion TV et radio ou
pour les téléphones portables, il n'y a pas modulation d'un signal
permanent de type "porteuse". En absence de signal BF, aucun champ
magnétique n'est émis par la boucle d'émission. Tout contrôle de bon
fonctionnement d'un récepteur de boucle magnétique impose donc la
présence d'un signal au niveau de l'émetteur (ampli audio).
- Pour
une réception optimale, le récepteur doit être situé à l'intérieur
de la boucle magnétique. Toutefois, selon la puissance d'émission
et la sensibilité du récepteur, on peut bénéficier d'une bonne
réception en dehors (mais pas trop loin) de la boucle.
- De part son principe de fonctionnement, l'émission d'un signal audio ne peut se faire qu'en monophonie.
Ou trouve-t-on des boucles magnétiques ?
A l'origine, ce
montage a été élaboré pour des besoins personnels en maison
individuelle, et c'est pourquoi un schéma de récepteur a été proposé.
Mais le principe de fonctionnement est identique à celui adopté pour
les boucles magnétiques installées dans des zones publiques telles
que lieux culturels, théâtres, musés,
cinémas, églises, salles de conférences, salles
des fêtes, mairies, ou encore là où un dialogue
doit s'opérer (guichets de gares par exemple). La présence d'une boucle
magnétique dans
un lieu public est signalée par un
logo (pictogramme) destiné aux malentendants équipés d'un
appareil auditif disposant d'un commutateur avec position "T" (T comme
Téléphone), qui peuvent ainsi profiter d'une
écoute plus confortable, puisque ce qu'ils entendent alors vient d'une
source "propre" et
exempte des bruits ambiants.
Liens divershttp://www.infomobi.com
http://www.canford.fr
Avertissement
Le montage décrit ici n'a pas été étudié pour être
utilisé par un malentendant.
Schéma
Le récepteur proposé ici date quelque peu, il a été élaboré sur la
base d'un schéma
existant (source "Le Haut-Parleur" N°1196, qui lui-même était
inspiré d'une description faite dans la revue "Radiorama"). Le
schéma d'origine mettait en oeuvre des transistors
au germanium de type
AC128, composants obsolètes que j'ai remplacés par un transistor
plus récent de type BC109 (d'autres peuvent convenir) associé à un
ampli intégré LM386. Par la
même occasion, j'en ai profité pour mettre le pôle
négatif de l'alimentation à la masse.
Principe général de fonctionnement
La bobine L1, qui fait le tour du plafond, constitue la partie
rayonnante (émission) et est reliée sur la sortie d'un
amplificateur de puissance BF, que vous pouvez fabriquer pour
l'occasion si vous (ou vos parents) avez peur pour votre ampli hifi
(voir paragraphe suivant). La
bobine L2 fait partie intégrante du récepteur, et capte le champ
magnétique
créé et diffusé par L1. Sa réalisation est le point le plus
"casse-pied" du système, mais n'est heureusement pas critique du
tout (nous verrons celà plus loin). Le faible signal
électrique fourni par la bobine L2 est amplifié par le
transistor Q1, monté en émetteur commun. Le signal
amplifié est recueilli sur son collecteur et est appliqué
à l'entrée d'un amplificateur intégré de
type LM386, au travers du potentiomètre de volume RV1, de type
logarithmique. Le gain du LM386 est fixé à son maximum,
c'est à dire à 200 (46 dB), grâce au condensateur
C3 directement cablé entre les broches 1 et 8. Le
potentiomètre RV1 est optionel, puisque l'amplitude du signal
reçu dépend de l'amplitude du signal émis. Il est tout de même
préférable de disposer d'un réglage local pour éviter de devoir se
relever pour ajuster un bouton sur l'amplificateur
BF de puissance (bah oui, pas forcément de télécommande sur l'ampli
audio). Le
condensateur
de liaison C4 évite d'envoyer une tension continue de
quelques volts aux écouteurs, ce qu'ils ne peuvent
qu'apprécier. L'alimentation du LM386 et du transistor Q1 est
assurée par une pile 9V, découplée par les
condensateurs C5 et C6.
Type et puissance de l'amplificateur BF
Puissance nécessaire
La puissance que doit être en mesure de délivrer
l'amplificateur audio dont on relie la sortie à la boucle L1,
dépend de la surface à couvrir. On estime que 30 W
suffisent pour couvrir une surface de 100 m2, et qu'une puissance de
150 W est nécessaire pour une surface de 500 m2 (en absence de larges surfaces métallique absorbantes). Si votre salon
fait 30 m2, on peut estimer qu'une puissance de 10 W à 20 W est
suffisante. En fait, une puissance de quelques watts seulement suffit pour
commencer à entendre assez bien dans le récepteur. Mais
le récepteur étant un capteur de champs magnétique
à part entière, sans filtrage d'aucune sorte, il est en
mesure de capter d'autres sources de champs non désirés,
tel que le 50 Hz (et ses harmoniques) rayonné par les transformateurs de certains
appareils électronique, ou le rayonnement des tubes fluorescent.
Il convient donc d'éloigner le récepteur des sources
parasites, et en même temps de trouver un bon compromis entre
puissance émise et rapport signal / bruit désiré.
Si le récepteur capte beaucoup de champs parasites, on est bien
obligé de monter la puissance côté boucle
d'émission pour passer correctement au-dessus des bruits non
désirés. Cet aspect des choses met en évidence un
point un poil contradictoire avec l'idée de départ, qui
consistait à rendre le récepteur assez sensible pour
éviter d'utiliser une puissance élevée à
l'émission... En tout cas si la zone de couverture
souhaitée se trouve dans un endroit fortement parasité.
Remarque :
la portée du
système s'étend un peu au-delà de la boucle, et le champ magnétique émis passe à travers
les murs.
Choix de l'ampli
Pour ce genre d'utilisation, il est plutôt conseillé
d'utiliser un
amplificateur de type Public-Adress (PA) ou un amplificateur de
sonorisation, même de bas de gamme, car ce type d'ampli se
comporte
généralement mieux sur des impédances faibles et
est mieux protégé
contre les surcharges et court-circuits. Un ampli pour autoradio à base
de TDA2002 ou TDA2003 (ou pourquoi pas un ampli à base de TDA2030) peut aussi être un bon candidat.

Mais celà n'a rien
d'obligatoire !
L'usage d'un ampli hifi peut aussi fairer
l'affaire. Et si ce
denier dispose de sorties amplifiées avec une
référence à la masse,
rien n'empêche de monter les voies gauche et droite
en pont, avec
application du signal audio
source "normal" sur l'entrée d'une voie, et application du
signal audio
source déphasé de 180 degrés sur l'entrée
de l'autre voie. Certains
amplis de sono intègrent d'origine cette possibilité,
mais je n'ai
jamais vu ça sur un ampli hifi, qui nécessite l'ajout
d'un petit
déphaseur fort simple à construire (
exemple).
Vous pouvez aussi
acheter un
amplificateur spécialement conçu pour cet usage
(commercialement appelé amplificateur pour boucle
magnétique), par exemple chez
Ampetronic (je cite cette marque au hasard, il en existe d'autres).
Attention toutefois à l'impédance de charge. Un fil conducteur court
peut présenter une résistance en continu de valeur insuffisante et
dangereuse pour l'ampli. Faites en sorte que la résistance en continu
de la boucle soit au moins égale à la valeur minimale tolérée par
l'ampli. Au besoin, ajouter une résistance de puissance en série avec la boucle pour faire le
complément (1 ohms à 3,3 ohms par exemple). Cette résistance provoquera
évidement une perte de niveau du signal rayonné et obligera à monter
davantage le volume de l'ampli, mais ce dernier sera protégé.
Améliorations possibles côté parasitage (moins amateur)
Dans le circuit d'émission, on peut ajouter un
récepteur identique à ceux utilisés dans la zone couverte pour
limiter l'influence de perturbations magnétiques locales. Le signal
reçu par ce récepteur supplémentaire (lui aussi placé dans la zone
couverte) peut en effet être utilisé pour réinjecter au point
d'émission, des signaux "contraires" aux signaux parasites reçus. Cette
façon de faire est implémentée sur certains amplificateurs de boucle
magnétique professionnels. Le procédé n'est pas parfait car pour
fonctionner la perturbation doit être reçue à l'identique partout dans
la zone couverte. Mais cela peut toutefois grandement améliorer la
qualité de réception.
Si
le message véhiculé est de la voix, on peut limiter la bande passante
(côtés émission et réception). La "qualité sonore chiffrée"
en prend un coup, mais cela présente l'avantage d'augmenter
l'intelligibilité et de moins fatiguer l'oreille de l'auditeur. Dans ce
cas de figure en effet, point besoin d'aller en dessous de 80-100
Hz ni au dessus de 10 kHz. Certains systèmes de boucles limitent la
bande passante à 6500 Hz.
Prototype
La réalisation des bobines est le plus drôle.
Réalisation bobine primaire (L1, côté
émission)
Côté
émission, il faut se payer la fixation d'un long fil
isolé (diamètre
4/10 mm ou 5/10 mm) qui court
le long du plafond. Si vous disposez d'une très grande
pièce, il est
possible que deux spires suffisent, mais je conseille tout de
même d'en
réaliser trois ou quatre. Ma première expérience
avec ce système, qui remonte aux années 1970,
s'était limitée à la réalisation d'une
bobine d'émission de diamètre modeste, car je ne
souhaitais pas provoquer le couroux de ceux qui me regardaient de
travers dès que je commençais à déployer
quelques mètres de fils électriques.
Réalisation bobine secondaire (L2, côté
réception)
Côté réception, il faut se
farcir entre100 et 400 spires de fil fin (diamètre 2/10 à
4/10 mm) à bobiner sur un
petit baton de ferrite plat. A la lecture de ces lignes, vous penserez
certainement qu'il est plus simple de construire un
émetteur VHF (dont les voisins peuvent profiter) ou un
système à infrarouges (qui nous obligent à une
certaine directivité
entre émetteur et récepteur). Je vous laisse juger de
vous même, allez simplement regarder quelques schémas de
ces systèmes...
J'ai récupéré plusieurs batonnets de ferrite dans
divers récepteurs AM (GO et PO) en panne dont la destination
finale s'avérait être un panier en fer que l'on vide
périodiquement quand il est plein.

Parmi tous les batonnets récupérés, deux
étaient plats, j'ai choisi le plus petit.
Dit en passant, faites bien attention avec les batons ferrites, qui
sont très fragiles et se cassent pour un rien ! Eviter tout choc.
Pas courageux pour un sou, j'ai eu l'idée de
récupérer un bobinage tout fait qui était
enroulé sur un des batonnets ronds, en me disant qu'en
l'applatissant un peu, il irait bien sur le batonnet plat.
Malheureusement, il manquait un malheureux millimètre pour que
tout se mette en place, ce qui m'a obligé à me taper le
bobinage. Si on ne cherche pas à faire au plus vite, le fil se
casse moins souvent ou pas du tout...
Remarque
: pas essayé, mais quid d'un vieux transfo BF tel que ceux utilisés
dans les vieux récepteurs portables et talkie-walkies ? On pourrait
peut-être aussi utiliser son enroulement primaire ou secondaire,
non ?
Position de la boucle d'émission
Dans certains articles, on peut lire qu'il est conseillé de
placer la
boucle en haut du plafond, ce qui correspond à une hauteur
d'environ 2
mètres. Dans d'autres articles, il est préconisé
de mettre la boucle à
hauteur des oreilles d'une personne de taille moyenne assise, c'est
à
dire à une hauteur d'environ 1,30 mètres. Dans d'autres
enfin, il est
indiqué que la boucle peut être placée au sol. La
boucle n'a pas besoin
de rester au même niveau de hauteur sur toute sa longueur. Il est
tout
à fait possible de la fixer à une hauteur de 1,50
mètre le long des
murs, et de la faire grimper au dessus du montant des portes, de telle
sorte qu'il devient inutile de placer un écriteau de type
"Attention au
fil, passer en-dessous" à chaque emplacement de porte. Pour une
installation dans un monument à plafond haut (église,
chateau), la
question se pose moins... Attention aussi à la pose près
de murs en
béton armé ou vers des surfaces métalliques
importantes, qui absorbe
une grande partie du champs rayonné et diminue la qualité
de la
réception (affaiblissement et distorsion).
Position de la boucle de réception
La bobine de réception L2 présente une certaine directivité, sa
position influe sur le niveau de réception. Elle doit être positionnée
verticalement pour une sensibilité maximale.
Prototype de Thierry O.
Thierry
a réalisé cette boucle pour usage en spéléologie, toute
l'électronique et la pile sont logées dans une "carcasse" de récepteur
FM. La bobine de réception (L2) est déportée dans un tube plastique de
dimensions modestes.
Merci Thierry pour ces retours positifs et photos.
Prototype de Jean-François S.
J.F.S. (01/05/2017)
: je viens de réaliser un petit amplificateur basique avec un TDA2003
alimenté en 12v avec un fil tendu autour de mon salon et une charge de
3.3 ohms en série. Le résultat est surprenant, la réception est très
bonne à l'intérieur de cette boucle. Il me reste quelques modifs à
trouver de façon à ameliorer la qualité sonore.Merci Jean-François pour ce retour très intéressant !
Historique
07/05/2017
- Ajout précisions sur l'ampli utilisable pour la boucle d'émission.
- Ajout retours de Jean-François S.
10/08/2014
- Ajout photos de Thierry O., qui utilise cette boucle magnétique en spéléologie.
26/01/2008
- Première mise à disposition.