Le Temps, 30 janvier 2007
Le principe est en fait similaire à la radio que nous écoutons le matin,
des ondes comportant paroles et musique, qui sont envoyées dans l’air et décodées dans l’appareil radio. Le téléphone portable utilise un principe similaire, mais dans les deux sens, le téléphone pouvant recevoir des ondes mais aussi en envoyer lorsque c’est vous-même qui parlez dans l’appareil. Chacun sait qu’une radio FM reçoit par exemple sur 91.3, ou 92.1, en fait sur les fréquences 91.3 MHz, ou 92.1 MHz. Le téléphone portable aussi utilise des fréquences de transmission, mais qui sont différentes, par exemple 900 MHz ou 1800 MHz pour le GSM (Global System for Mobile communications). Pour transmettre une information, la voix est transformée en numérique, soit des «0» et des «1». On dit alors que l’on module les fréquences de transmission, par exemple en changeant un petit peu la fréquence de transmission si c’est un «1» ou un «0», de manière à pouvoir reconnaître le «1» ou le «0» à la réception et reconstituer la voix à partir des informations numériques reçues.
Cela se complique un peu si l’on pense qu’il est impossible de passer un appel téléphonique à longue distance entre deux téléphones portables, car l’énergie électrique nécessaire à la transmission est proportionnelle à la distance entre les téléphones, ceci à la puissance 4. Avec une minuscule batterie, aucun espoir d’atteindre quelqu’un à 100 ou 1000 km. Pensez qu’une radio FM a souvent un émetteur de 50 000 watts sur une tour de 10 mètres de haut, impossible de mettre cela dans la poche! Le principe est alors de créer de petites zones de par exemple 10*10 km, appelées cellule, dans lesquelles il y aura une antenne permettant de recevoir et d’envoyer des informations aux téléphones portables qui sont dans cette région. C’est d’ailleurs la raison pour laquelle on parle souvent de «téléphones cellulaires». L’énergie électrique nécessaire pour se connecter à l’antenne cellulaire est alors raisonnable, et les communications entre les antennes des différentes zones ou cellules se font par des canaux à grands débits d’informations. Lorsque vous voyagez, vous et votre téléphone quittez une zone et entrez dans une autre, ce qui est reconnu par le système. Il y a alors un échange d’informations entre votre téléphone et l’antenne de la nouvelle zone pour vous identifier comme étant dans cette zone, et pouvoir, le cas
échéant, vous envoyer l’appel de quelqu’un qui cherche à vous atteindre. C’est la raison pour laquelle un téléphone allumé qui voyage consomme davantage, car il doit sans cesse communiquer avec les
antennes des zones traversées. Et bien sûr, le système sait très bien où vous êtes en tout temps!
Nous sommes aujourd’hui à la 3e génération (3G) de téléphones (soit numérique, avec un grand débit d’informations, accès à Internet). Leur réalisation est très compliquée de par le nombre
d’éléments qui constituent un tel téléphone: antenne, affichage, microphone, clavier, haut-parleur, vibrateur, le circuit intégré radio, des mémoires, le circuit intégré général qui est un microprocesseur
spécialisé, le système d’alimentation branché sur la batterie, et les logiciels embarqués pour les différentes applications. Tout ceci représente environ 100 millions des transistors. Et cela doit consommer
extrêmement peu, en rapport avec les performances demandées, bien sûr du téléphone mais aussi des gadgets utilisés (photos, MP3, GPS). C’est une vraie prouesse technologique que d’être parvenu à concevoir les circuits intégrés très peu consommateurs d’énergie, de même que l’ensemble du téléphone. ■ Christian Piguet, ingénieur au Centre suisse d’électronique et de microtechnique, professeur à l’EPFL
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