Chaîne de transmission d'informations | Terminale Bac Pro – Groupement 4
Dernière mise à jour : 12 juin 2026
Un technicien audiovisuel envoie une vidéo de son ordinateur portable vers le vidéoprojecteur de la salle par une liaison Wi-Fi (ondes radio).
| Modulateur | • • | extrait l'information du signal reçu |
| Canal de transmission | • • | inscrit l'information sur une onde porteuse |
| Démodulateur | • • | chemin physique emprunté par le signal |
a) Une onde sonore peut se propager dans le vide. ☐ Vrai ☐ Faux
b) Les ondes radio du Wi-Fi sont des ondes électromagnétiques. ☐ Vrai ☐ Faux
1. Dans l'ordre : Information → modulateur → canal de transmission → démodulateur → information restituée.
2. Modulateur → inscrit l'information sur une onde porteuse ; Canal de transmission → chemin physique emprunté par le signal ; Démodulateur → extrait l'information du signal reçu.
3. a) Faux — le son est une onde mécanique : il a besoin d'un milieu matériel (air, eau, solide) et ne se propage pas dans le vide.
b) Vrai — le Wi-Fi utilise des ondes radio (2,4 GHz ou 5 GHz), qui font partie des ondes électromagnétiques.
Un photographe écoute la radio FM dans son studio pendant qu'il retouche ses photos.
| Donnée | Valeur |
|---|---|
| Vitesse de la lumière (ondes radio) | \(c = 3 \times 10^8\) m/s |
| Fréquence de la station FM | \(f = 100\) MHz \(= 100 \times 10^6\) Hz |
| Vitesse du son dans l'air | 340 m/s |
☐ une onde sonore ☐ une onde électromagnétique ☐ une onde à la surface de l'eau
1. C'est une onde électromagnétique (onde radio). Le son n'est produit qu'à l'arrivée, par le haut-parleur.
2. \(\lambda = \dfrac{c}{f} = \dfrac{3 \times 10^8}{100 \times 10^6} = \mathbf{3}\) m.
3. La fréquence se mesure en hertz (Hz).
4. VAL : 3 km = 3 000 m, soit 1 000 fois trop grand. Il a probablement oublié le facteur \(10^6\) de la fréquence (100 MHz = \(100 \times 10^6\) Hz, pas \(100 \times 10^3\)). Le bon résultat est 3 m.
Un imprimeur fait relier ses deux ateliers par une fibre optique pour transférer rapidement les fichiers d'impression.
1. La partie centrale (bande foncée) est le cœur ; la partie qui l'entoure est la gaine optique.
2. La lumière reste piégée dans le cœur de la fibre.
3. \(\sin(\theta_L) = \dfrac{1{,}46}{1{,}48} \approx 0{,}986\), donc \(\theta_L = \arcsin(0{,}986) \approx \mathbf{80{,}6°}\).
4. COM : Exemples acceptés : la fibre offre un débit beaucoup plus élevé ; le signal s'atténue très peu sur de longues distances ; la fibre est insensible aux perturbations électromagnétiques ; le câble est plus fin et plus léger.
Un technicien audiovisuel couvre un événement sportif en extérieur. Sa caméra transmet la vidéo en direct vers la régie par une liaison 4G : le boîtier émetteur module une onde radio de fréquence \(f = 700\) MHz, captée par une antenne relais (\(c = 3 \times 10^8\) m/s).
1. Le modulateur inscrit l'information sur une onde porteuse ; le canal de transmission (émetteur + milieu + récepteur) transporte le signal ; le démodulateur extrait l'information du signal reçu.
2. ANA : Émetteur : l'antenne du boîtier 4G de la caméra ; milieu de propagation : l'air (ondes radio) ; récepteur : l'antenne relais.
3. \(\lambda = \dfrac{c}{f} = \dfrac{3 \times 10^8}{700 \times 10^6} \approx \mathbf{0{,}43}\) m (43 cm).
Un opérateur prépresse envoie les fichiers validés vers les presses numériques par le réseau fibre optique interne de l'imprimerie.
| Donnée | Valeur |
|---|---|
| Indice du cœur | \(n_1 = 1{,}50\) |
| Indice de la gaine optique | \(n_2 = 1{,}47\) |
| Angle d'incidence d'un rayon dans le cœur | \(85°\) |
1. La fibre est composée d'un cœur (indice \(n_1\) élevé) où la lumière se propage, entouré d'une gaine optique d'indice plus faible (\(n_2 < n_1\)) qui permet la réflexion totale, le tout protégé par un revêtement.
2. \(\sin(\theta_L) = \dfrac{n_2}{n_1} = \dfrac{1{,}47}{1{,}50} = 0{,}98\), donc \(\theta_L = \arcsin(0{,}98) \approx \mathbf{78{,}5°}\).
3. ANA : Si \(\theta > \theta_L\), il y a réflexion totale : toute la lumière est réfléchie à l'intérieur du cœur, rien ne passe dans la gaine. En se réfléchissant ainsi de proche en proche, la lumière reste guidée dans le cœur sur toute la longueur de la fibre.
4. VAL : Oui : \(85° > 78{,}5°\), la condition de réflexion totale est respectée, le rayon reste guidé dans le cœur. ✓
Un photographe doit livrer un dossier de photos haute résolution à son client. Il hésite entre l'envoyer par la fibre de son studio ou par le Wi-Fi.
| Donnée | Valeur |
|---|---|
| Taille du dossier | 500 Mo |
| Débit de la fibre optique | 1 Gbit/s \(= 1\,000\) Mbit/s |
| Débit du Wi-Fi (réel) | 50 Mbit/s |
1. \(500 \text{ Mo} \times 8 = \mathbf{4\,000}\) Mbit (soit \(4 \times 10^9\) bits).
2. \(t = \dfrac{4\,000}{1\,000} = \mathbf{4}\) s par la fibre.
3. COM : Par Wi-Fi : \(t = \dfrac{4\,000}{50} = \mathbf{80}\) s, soit 20 fois plus lent que la fibre (4 s). Conseil : utiliser la fibre optique, dont le débit bien supérieur permet une livraison quasi immédiate et plus fiable.
Un technicien audiovisuel prépare la retransmission d'un concert : le signal vidéo est envoyé de la régie mobile vers un satellite, qui le retransmet à la chaîne de télévision.
1. Le modulateur est le circuit électronique de la régie qui inscrit le signal vidéo sur une onde porteuse micro-onde ; l'émetteur est l'antenne parabolique de la régie ; le milieu de propagation est l'air puis le vide spatial ; le récepteur est l'antenne du satellite ; le démodulateur est l'équipement du satellite qui extrait le signal vidéo.
2. ANA : Moduler, c'est modifier une caractéristique de l'onde porteuse (amplitude, fréquence ou phase) au rythme de l'information pour l'« inscrire » sur l'onde. Cette étape est indispensable car l'information d'origine (signal vidéo) n'est pas adaptée au canal : seule une onde porteuse haute fréquence peut être émise efficacement par une antenne et traverser le canal sur de longues distances.
3. Le son est une onde mécanique : il a besoin d'un milieu matériel. Or l'espace entre l'atmosphère et le satellite est vide : seule une onde électromagnétique peut s'y propager.
Un imprimeur fait installer une liaison fibre optique entre son atelier de prépresse et son hall des presses, situé dans un bâtiment voisin.
| Donnée | Valeur |
|---|---|
| Indice du cœur | \(n_1 = 1{,}48\) |
| Indice de la gaine optique | \(n_2 = 1{,}46\) |
| Longueur de la fibre | 600 m |
| Vitesse de la lumière dans le cœur | \(v = 2 \times 10^8\) m/s |
1. \(\sin(\theta_L) = \dfrac{n_2}{n_1} = \dfrac{1{,}46}{1{,}48} \approx 0{,}986\), donc \(\theta_L = \arcsin(0{,}986) \approx \mathbf{80{,}6°}\).
2. \(t = \dfrac{d}{v} = \dfrac{600}{2 \times 10^8} = \mathbf{3 \times 10^{-6}}\) s \(= 3\) μs : la propagation est quasi instantanée.
3. ANA : Les moteurs créent des perturbations électromagnétiques qui parasitent le signal électrique d'un câble en cuivre. La lumière guidée dans la fibre est insensible à ces champs : le signal reste intègre, avec en plus un débit supérieur et une atténuation très faible.
4. VAL : Dans le coude serré, les rayons frappent la paroi du cœur avec un angle d'incidence inférieur à l'angle limite \(\theta_L \approx 80{,}6°\) : la réflexion totale n'est plus assurée, une partie de la lumière s'échappe dans la gaine et le signal est perdu. C'est pourquoi une fibre ne doit jamais être pliée en dessous de son rayon de courbure minimal.
Un opérateur prépresse doit transférer chaque soir le dossier complet des impressions du lendemain vers le site de production. Trois canaux de transmission sont envisagés.
| Donnée | Valeur |
|---|---|
| Taille du dossier quotidien | 2,4 Go |
| Débit de la fibre optique | 1 Gbit/s |
| Débit du faisceau hertzien | 400 Mbit/s |
| Débit du câble en cuivre | 100 Mbit/s |
1. \(2{,}4 \text{ Go} \times 8 = \mathbf{19{,}2}\) Gbit \(= 19\,200\) Mbit.
2. Fibre : \(t = \dfrac{19{,}2}{1} = \mathbf{19{,}2}\) s. Faisceau hertzien : \(t = \dfrac{19\,200}{400} = \mathbf{48}\) s. Câble cuivre : \(t = \dfrac{19\,200}{100} = \mathbf{192}\) s (3 min 12 s).
3. COM : La fibre optique est recommandée : c'est le canal le plus rapide (19,2 s contre 48 s en hertzien et 192 s en cuivre) et le plus fiable : insensible aux perturbations électromagnétiques et aux conditions météo (qui peuvent dégrader une liaison hertzienne), avec une atténuation très faible. Le surcoût d'installation est compensé par un usage quotidien sur le long terme.