Chapitre 7 – Transmission de l'information | Terminale Bac Pro ERA-MA | Physique-Chimie | ⏱ 50 min
Dernière mise à jour : 4 mai 2026, 14:30
Lola, agenceuse, vient d'installer une cuisine connectée chez un client (four piloté par Wi-Fi, hotte connectée, tablette de recettes). Le client se plaint que le four perd la connexion la moitié du temps. La box internet est dans le bureau à 12 m de la cuisine, séparée par 2 murs.
| Position | Signal mesuré (dBm) | Qualité |
|---|---|---|
| À côté de la box (bureau) | −40 dBm | ✅ Excellent |
| Couloir | −65 dBm | 🟢 Bon |
| Cuisine (devant le four) | −85 dBm | 🟠 Faible (instable) |
| Cuisine (derrière l'îlot, près du four encastré) | −95 dBm | 🔴 Hors limite |
| Obstacle | Atténuation (dB) |
|---|---|
| Mur cloison plâtre BA13 | −5 à −10 |
| Mur brique / béton | −10 à −20 |
| Dalle béton | −20 à −30 |
| Four encastré métallique (cage de Faraday) | −15 à −25 |
| Vitre standard | −2 à −4 |
| Eau (aquarium, plantes humides) | −5 à −10 (résonance 2,4 GHz) |
📚 Cette activité s'appuie sur §1 (ondes EM) et §3 (atténuation) de la leçon Ch07.
Calculer la perte totale de signal entre la box (−40 dBm) et le four (−95 dBm). Comparer à l'atténuation théorique 2 murs + 1 four + distance.
Atténuation totale mesurée = 95 − 40 = 55 dB de perte.
Théorique :
Total théorique : 30 + 20 + 5 = 55 dB. Cohérent ✓.
Le four encastré agit comme une « cage de Faraday » qui bloque la majorité du signal. C'est le verrou principal.
Qu'est-ce qu'une cage de Faraday ? Pourquoi le four en est-il une ?
Une cage de Faraday est une enceinte conductrice (métal) qui bloque les ondes électromagnétiques. Inventée par Michael Faraday en 1836.
Principe : le champ électrique induit un courant à la surface du métal, qui « court-circuite » le champ à l'intérieur. Résultat : pas d'onde EM à l'intérieur.
Le four encastré est entouré de tôle d'acier (paroi extérieure) + paroi vitrée à grille métallique (porte) → ferme une enveloppe conductrice. Conçu pour retenir les micro-ondes (2,45 GHz) à l'intérieur (sécurité utilisateur). Conséquence : il bloque aussi le Wi-Fi (2,4 GHz, fréquence très proche).
Autres cages de Faraday connues : voiture (paratonnerre roulant en cas de foudre), ascenseur (pas de réseau mobile), micro-ondes (vu du four), salle blindée pour électronique sensible.
Calculer la longueur d'onde des 2 fréquences Wi-Fi standards : 2,4 GHz et 5 GHz. Célérité des ondes EM dans l'air : c = 3,0 × 10⁸ m/s. Formule : λ = c / f.
Le 2,4 GHz a une longueur d'onde 2 fois plus grande → traverse mieux les obstacles (loi physique : plus λ est grande, mieux l'onde contourne les obstacles plus petits qu'elle).
Le 5 GHz a un débit théorique plus élevé mais s'atténue davantage avec la distance et les obstacles.
Pour un four éloigné derrière une cage métallique : privilégier le 2,4 GHz.
Lola pense à 4 solutions. Évaluer chacune en termes de coût, fiabilité, complexité.
| Solution | Coût | Fiabilité | Avis |
|---|---|---|---|
| (a) Déplacer la box | ~ 0 € | Inégale | Pas toujours possible (arrivée fibre fixe). Peut résoudre ici, créer un autre problème ailleurs. |
| (b) Répéteur couloir | 30-50 € | Moyenne | Capte −65 dBm → réémet. Améliore en cuisine, mais le four reste derrière sa cage de Faraday → −80 à −85 dBm probable. Marginal. |
| (c) Câble Ethernet | 30 € matériel + 1-2 h pose | ★★★★★ | Solution radicale. Le four moderne a un port RJ45. Débit garanti, latence nulle, sécurisé. |
| (d) Wi-Fi mesh | 200-300 € | ★★★★ | Solution moderne, flexible, bénéfique pour toute la maison. Plus chère. |
Recommandation : (c) câble Ethernet si le four a un port Ethernet (le plus simple, le plus fiable). Sinon (d) avec un boîtier mesh à 1 m du four (en façade, hors cage).
Pourquoi les solutions CPL (Courant Porteur en Ligne) peuvent-elles être une 5ᵉ option ?
Le CPL utilise les fils électriques de la maison comme câble réseau. Principe : on transmet un signal haute fréquence (1-30 MHz) sur le 230 V/50 Hz (modulation OFDM).
2 boîtiers CPL :
Avantages : pas de câblage à tirer, débit 200-1 000 Mb/s annoncé, fiable.
Limites : doit être sur le même circuit électrique (donc même phase, même tableau). Atténuation forte si traversée de disjoncteur.
Coût : 50-100 € la paire. Bonne option si pas de port Ethernet possible.
Calculer le rapport entre la puissance d'émission de la box (20 dBm = 100 mW) et la puissance reçue au four (−95 dBm). Conclure.
Atténuation = 20 − (−95) = 115 dB.
Conversion en rapport : 115 dB = 10^(115/10) = 10^11,5 ≈ 3,2 × 10¹¹.
Soit 100 mW émis → 100 × 10⁻³ / (3,2 × 10¹¹) = 3,2 × 10⁻¹³ W = 0,32 pW (picowatt) reçus.
L'antenne du four reçoit donc 320 milliardièmes de milliwatt. C'est extrêmement peu : on est à la limite de détection du récepteur Wi-Fi standard (sensibilité typique : −95 à −100 dBm).
D'où les coupures aléatoires.
Rédiger en 5 lignes la note de Lola au client.
Diagnostic Wi-Fi cuisine connectée — 4 mai 2026
Mesure : −95 dBm devant le four (limite de détection). Cause : atténuation cumulée 55 dB = 2 murs (30 dB) + four métallique-cage de Faraday (20 dB) + distance (5 dB).
Solution recommandée : câble Ethernet du bureau au four (le four dispose d'un port RJ45). Coût ~ 80 € avec pose. Solution la plus fiable, performances garanties à vie.
Alternative : système Wi-Fi mesh avec un boîtier en cuisine (200-300 €). Plus cher mais bénéfique pour toute la maison.
Bonus : configurer le routeur en 2,4 GHz en plus du 5 GHz pour les objets connectés (le 2,4 traverse 2× mieux les obstacles).
Pourquoi un micro-ondes en marche perturbe-t-il le Wi-Fi de toute la maison ?
Un four à micro-ondes émet à 2,45 GHz (en France, autorisée pour cet usage par bandes ISM). Or le Wi-Fi 2,4 GHz fonctionne sur les canaux 1-13, soit 2,412-2,472 GHz : même bande.
La puissance d'un micro-ondes est de 800-1 000 W (~ 30 dBm + 50 dB = 60 dBm... énorme). Même 99,99 % retenu par la cage, il s'échappe ~ 0,01 % = 100 mW. C'est 1 000 fois plus puissant qu'une box Wi-Fi typique.
Conséquence : pendant la cuisson, le Wi-Fi 2,4 GHz est saturé par cette interférence. Le routeur peut perdre la connexion sur les 13 canaux.
Solutions :
C'est un problème classique des installations de cuisine où la box est sur le même mur que le micro-ondes.