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Le radiofacsimilé est la transmission de facsimilé par radio. Appelé également "radiofax", "weather fax" ou "météofax" ou parfois "wefax" en abrégé (Ne pas confondre avec GOES WEFAX qui est un système d'imagerie satellite^[1]), c'est un des moyens permettant aux navires de disposer de prévisions météorologiques sur le vent, l'état de la mer et les glaces. Ces transmissions sont effectuées en bande HF par de nombreux pays comme aide gratuite aux navigateurs. Ces transmissions intègrent également des prévisions destinées à l'aviation. Le récepteur de FAX météo est courant sur les passerelles des navires, et utilisé également par les plaisanciers en grande croisière ou traversées.

Les principes du FAX

Le "fax" date du Bélinographe d'Édouard Belin des années 1930, et le radiofacsimilé garde un peu de son vocabulaire et principes : Dans un « bélino » une image tourne en avançant lentement sur un cylindre et une cellule photoélectrique détecte le noir ou le blanc, transmis ensuite par une ligne téléphonique. A l’autre bout de la ligne, une pellicule photo tourne également sur un cylindre parfaitement synchronisé, et une lampe focalisée sur la surface est commandée par le noir ou blanc à reproduire : en développant la pellicule, on obtient la photo d’origine.

Pour assurer une reproduction géométriquement fidèle, le démarrage des rouleaux doit être synchronisé, les vitesses parfaitement identiques, et le pas de vis doit aussi être le même : on retrouvera ces trois problèmes de « décodage » en FAX HF, avec en plus les problèmes liés à la « démodulation ». Le FAX moderne utilise toujours une transmission séquentielle point par point, mais les rouleaux tournants et pellicules sont remplacés par des CCD, écrans ou imprimantes.

Fonctionnement du FAX radio

La démodulation

La modulation est de type « FM » : le « blanc » correspond à une fréquence HF (par exemple 8039,5 kHz) et le « noir » à une autre (par exemple 8040,5 kHz) avec l’échelle intermédiaire proportionnelle des gris. On dira dans l’exemple que la fréquence « centrale » est de 8040 kHz et l’ « excursion » de fréquence de 1 kHz.

La réception est en général réalisée par un récepteur de trafic HF programmé en mode BLU, ce qui ramène la modulation en bande BF, suivi d'un démodulateur. La fréquence centrale du démodulateur BF étant d'environ 1,9 kHz, le récepteur BLU doit être décalé de 1,9 kHz, (par exemple à 8038,1 kHz pour un émetteur à 8040 kHz)^[2].

Automatic Picture Transmission

La transmission est définie par le format Automatic Picture Transmission (APT), qui est employé par la plupart des stations terrestres et par les satellites météo géostationnaires.

La tonalité de départ (APT start) déclenche la réception du système. Elle permettait jadis au tambour mécanique de réception, d'accélérer à la vitesse nominale.
Le signal de phasage (Phasing), qui permet de centrer l'image en transmettant une marge blanche d'une taille prédéfinie, sur une image noire uniforme.
L'image elle-même.
La tonalité de fin (APT stop) qui signale la fin de la transmission.

Signal	Durée	IOC576 (Majorité des émetteurs)	IOC288	Remarques
APT start	5 s	300 Hz	675 Hz	200 Hz pour les fax couleur (rarement utilises).
Phasage	30 s			Ligne blanche interrompue par un signal noir (Parfois l'inverse)
Image	Variable	1200 lignes, 1800 colonnes	600 lignes	(120 lpm, la très grande majorité des cas).
APT stop	5s	450 Hz	450 Hz
Noir	10 s

Le décodage

Quoique le radiofax ne soit pas à proprement parler "codé", on désigne souvent par "décodage" la transformation de la modulation FM en image. Le décodage peut s'effectuer par un processeur dédié, ne comportant que les commandes des paramètres utiles, ou par un micro-ordinateur. Le processeur mémorise sur écran et en fichier imprimable, la suite de valeurs de gris reçue.

La synchronisation verticale et horizontale pour afficher une image avec chaque point à sa place, s'effectue par détection d’un « motif » incorporé en début d’image appelé APT : c’est une suite de transitions noir-blanc, qui sert aussi de repère de début de ligne.

Les paramètres de décodage doivent être en accord avec l'émetteur:

l'excursion de fréquence, en général de 850 Hz en bande HF et de 170 Hz en bande LF
Le "LPM", Lines Per Minute, en lignes par minute (exemple 60, 90, 120, ..), indique quand le décodeur doit passer à la ligne (combien de points par ligne il doit compter). On a la relation: Nombre d'échantillons par ligne = Fréquence d'échantillonnage (hertz) * 60 / LPM.
L'"IOC", Index Of Correlation, (exemple 576, 288,..) indique le format d'image. On doit avoir: Nombre de pixels par ligne = IOC * Pi.

Les équipements

Les récepteurs

Alors que les marins professionnels utilisent des récepteurs intégrés complets, comportant récepteur, démodulateur, traitement et impression automatique des cartes, les plaisanciers utilisent majoritairement une solution plus économique, combinaison d'un récepteur de trafic marine ou radioamateur, d'un micro-ordinateur et d'un logiciel de démodulation et traitement.

Pour un résultat correct, le récepteur doit:

être relié à une antenne dédiée extérieure
être muni d'un filtre et démodulateur BLU
sa stabilité et sa précision globale doivent être meilleures que 100Hz

Les logiciels

Les premiers logiciels disponibles dans les années 1980 étaient connectés par la ligne série des ordinateurs à un modem fax (KPC, SCS PTC, etc.), lui-même relié au récepteur radio. Depuis l'apparition des PC portables avec carte son, la connexion s'effectue très simplement par un câble audio entre la sortie du récepteur et l'entrée "micro" ou "line" du PC. Il existe des logiciels nombreux, payants ou gratuits pour la réception des FAX en HF, par exemple JVCOMM32 [1], Meteofax32, FlDigi, WXtoImg, HamFax ou ACfax.

Les décodeurs sur PC sont complétés par diverses aides :

table des émetteurs
réglages automatiques du récepteur
compressions d’image en format d'image habituel : JPEG, PNG ...
traitement et zooms d’image
archivage des images
départ à heure prévue
impression.

Des afficheurs de niveau, de qualité de signal, ou de spectre sont incorporés pour faciliter les réglages.

La synchronisation précise des horloges d'émission et réception demandant une précision absolue de 10E-6 environ, supérieure à la précision des horloges de PC, une routine de correction d'horloge est prévue, elle s'effectue à la première utilisation en repérant une verticale d'image (bord de carte) et en déduisant automatiquement la correction inverse d'horloge. En cas de synchronisation manquée, des décalages manuels permettent de récupérer l'image en temps différé.

Les stations et fréquences

La France a cessé ces transmissions avec l'arrêt des stations radiomaritimes Saint-Lys en 1998 et Le Conquet radio en 2000 (qui a toutefois été reprise par Radio Vacation Pêche). Toutefois, en Europe, la Grèce, l'Italie, la Russie (Moscou et Mourmansk), l'Allemagne (Hambourg) et le Royaume-Uni (Bracknell) les fournissent toujours. Les horaires et fréquences de toutes les stations mondiales sont publiées par la NOAA sur son site web^[3].

Les stations transmettent simultanément sur deux ou trois fréquences dans les bandes marines, assez écartées pour permettre une réception dans divers cas de propagation diurne ou nocturne (par exemple 4, 8 et 12 MHz).

Radiofacsimilé utilisé par les radioamateurs.

les fréquences "HF" utilisé par les radioamateurs sont les suivantes :

3735 kHz, 7165 kHz, 14230 kHz, 21340 kHz, 28680 kHz.

le LPM est de 120, l'IOC est de 288, Image en noir & blanc.

Contrairement aux émetteurs diffusant des images de météo marine ; les radioamateurs peuvent diffuser des images en fonction de la réglementation applicable à cette activité.

L'image doit comporter l'indicatif de la station.

la fréquence de 14232 kHz est la fréquence ou on a le plus de chance de capter une transmission Facsimilé.

Notes et références

↑ NOAA Satellite Information SystemThe GOES WEFAX service is not to be confused with WEFAX, which refers to the radio transmission of weather charts in the High Frequency bands, usually between 3.0 and 30.0 MHz. This service is provided by commercial and government radio stations as an aid to maritime activities, and not related to the NOAA GOES WEFAX.
↑ Fréquences météo FAX et télétype (RTTY)Ne pas oublier de caler le récepteur en mode USB environ 1.9 kHz plus bas que les valeurs du tableau. Réglages : IOC = 576 LPM = 120 pour la plupart sauf indications contraires.
↑ NOAA, Worldwide Marine Radiofacsimile Broadcast Schedules.