Pourquoi les sous-sols et les parkings souterrains perdent le signal mobile — et comment y remédier

Les sous-sols et les parkings souterrains sont des zones mortes prévisibles. Les dalles en béton, les murs de soutènement et la terre qui les entoure absorbent ou réfléchissent la majeure partie du signal extérieur, et les seules ouvertures sont généralement une rampe, une cage d’escalier et une gaine d’ascenseur. Un téléphone peut fonctionner en haut de la rampe et perdre le réseau deux places plus loin. Contrairement à un bureau, il n’y a pas de façade vitrée sur laquelle s’appuyer : la solution doit donc être un système de distribution intérieur alimenté par une antenne donneuse placée là où la couverture extérieure existe réellement.

Ce guide traite de la position de l’antenne donneuse, de la densité d’antennes, du dimensionnement de l’unité centrale, de l’isolation, des appels d’urgence et de la maintenance. Les plages indiquées ci-dessous sont des valeurs de planification.

Pourquoi le signal mobile disparaît-il sous terre ?

Trois facteurs se cumulent. Le premier est la perte due aux matériaux. Un mur ou une dalle en béton armé de 200 mm entraîne généralement une perte de 15–25 dB, et un sous-sol en compte souvent plusieurs entre le monde extérieur et la place de parking. La terre est pire : un mètre de sol au-dessus d’une structure peut ajouter des dizaines de dB, et c’est pourquoi un jardin sur le toit d’un sous-sol ne constitue pas une fenêtre radio.

Le deuxième facteur est l’ouverture. Le signal entre par le débouché de la rampe, les cages d’escalier, les gaines de ventilation et les gaines d’ascenseur. La couverture est la plus forte à proximité de ces ouvertures et diminue rapidement. Le troisième facteur est la profondeur : chaque niveau supplémentaire ajoute une dalle et allonge le trajet vers l’entrée. Un relevé de -70 dBm au niveau du sol peut devenir -95 dBm au B1 et -110 dBm au B2, ce qui est déjà en dessous de la plage utile pour de nombreux téléphones.

Un amplificateur peut-il fonctionner en l’absence de signal à l’entrée du sous-sol ?

Non. Un amplificateur amplifie un signal existant ; il n’en crée pas. L’antenne donneuse doit être installée là où un signal extérieur exploitable existe, normalement sur le toit ou au niveau du sol à côté du bâtiment. Si le niveau à chaque emplacement candidat est inférieur au seuil du système, un répéteur amplifiera le bruit et élèvera le plancher de bruit de la cellule environnante.

Mesurez au niveau du sol sur tous les côtés du bâtiment, et pas seulement à l’entrée principale. Relevez le RSRP, la bande et l’identifiant de cellule pour chaque opérateur. Un niveau supérieur à -85 dBm est confortable ; de -85 à -95 dBm reste exploitable, mais rend critiques le gain de l’antenne donneuse, la hauteur et les pertes du câble de liaison ; de -95 à -110 dBm correspond à un projet de liaison donneuse ; en dessous de -110 dBm, envisagez une autre solution de backhaul. Une antenne donneuse montée en fenêtre n’est une option que si la fenêtre elle-même dispose d’un signal exploitable, ce qui est rare en dessous du niveau du sol. Le guide de mesure montre comment collecter ces relevés.

Combien d’antennes de plafond faut-il par niveau de parking ?

Commencez par le type de zone, puis ajustez selon la hauteur sous plafond, les piliers et les rampes. Un plafond de parking normal de 2.4–3.2 m permet d’installer des antennes à 2.4–2.8 m ; un plafond de 4–6 m nécessite environ 20–30 % d’antennes en plus, ou des antennes directionnelles orientées le long des allées de circulation.

Le nombre de places constitue une vérification utile. Une place, avec sa part d’allée de circulation, représente environ 25–30 m² ; 100 places correspondent donc à environ 2,500–3,000 m² et à 5–7 antennes ; 300 places à environ 7,500–9,000 m² et à 15–20 antennes. Ajoutez des antennes pour les rampes, les locaux techniques et les halls d’ascenseur plutôt que d’étendre la densité du parking pour les couvrir.

Comment dimensionner l’unité centrale pour un sous-sol ou un parking ?

Dimensionnez d’abord le nombre d’antennes, puis choisissez une unité centrale capable d’alimenter chaque branche avec une perte acceptable. Le tableau ci-dessous constitue un point de départ pour un seul niveau ; les projets à plusieurs niveaux nécessitent généralement des unités distantes fibre optique ou une unité centrale par niveau.

Un répartiteur à deux voies présente une perte d’environ 3.5 dB, un répartiteur à quatre voies environ 7 dB et un répartiteur à huit voies environ 10.5 dB. À 1,800 MHz, un câble de liaison 1/2” perd environ 0.06–0.09 dB par mètre, tandis qu’un câble 50-5 perd 0.2–0.3 dB par mètre. Maintenez la perte entre l’unité centrale et l’antenne en dessous d’environ 10 dB et réservez 20–25 % de ports libres. Pour un petit sous-sol, une unité centrale de 30 dBm telle que l’AL-30 peut couvrir environ 100–3,000 m² ; un HAG-19-27T de 37 dBm convient mieux pour 3,000–5,000 m² avec plusieurs branches d’antennes. Utilisez un câble coaxial à faibles pertes dimensionné pour le trajet, et non le câble le plus fin qui passe dans le fourreau.

Où placer l’antenne donneuse et quelle isolation faut-il ?

Montez l’antenne donneuse au point le plus haut possible, avec un trajet dégagé vers le secteur serveur : toit, acrotère ou mât au niveau du sol. Testez trois ou quatre positions avant de percer ; un déplacement d’un ou deux mètres peut modifier le relevé de 6–10 dB, et un acrotère ou l’édicule d’ascenseur peut placer l’antenne à l’ombre radio.

Maintenez l’antenne donneuse et l’antenne de service à au moins 8–10 m l’une de l’autre, de préférence avec une dalle en béton, un mur ou une structure de toit entre elles. Sur un projet de sous-sol, la séparation est souvent verticale : antenne donneuse sur le toit, antennes de service au B1, la dalle de toit apportant 15–25 dB d’isolation supplémentaire. Acheminez le câble de liaison dans une gaine ou une colonne montante qui ne se trouve pas à côté d’une antenne de service, et scellez le point de pénétration.

Utilisez une antenne donneuse directionnelle avec un gain suffisant pour le niveau mesuré. Une antenne omnidirectionnelle sur un toit capte des secteurs indésirables et complique l’isolation.

Quelles sont les causes de l’auto-oscillation, et que font réellement l’ALC et l’AGC ?

L’auto-oscillation est une boucle de rétroaction. L’antenne de service rayonne un signal amplifié, l’antenne donneuse en capte une partie, l’unité centrale l’amplifie à nouveau, et la boucle se répète. Il en résulte une élévation du plancher de bruit, une sortie déformée et des interférences sur le secteur de l’opérateur. Le phénomène peut se produire même lorsque les antennes sont distantes de 8 m, si un mur métallique ou une cage d’escalier renvoie de l’énergie vers l’antenne donneuse.

L’ALC, régulation automatique de niveau, réduit le gain lorsque la sortie approche de la limite nominale. L’AGC, régulation automatique de gain, s’ajuste aux variations du signal d’entrée de l’antenne donneuse. La détection d’isolation va plus loin et réduit ou coupe la sortie lorsqu’une boucle est détectée. Ces fonctions protègent l’unité centrale mais ne remplacent pas une installation correcte. Mettez en service avec une marge de gain de 5–10 dB sous la limite d’isolation, utilisez des antennes de service directionnelles lorsque c’est possible, et si l’appareil déclenche une alarme, améliorez la séparation ou réduisez le gain au lieu d’augmenter la puissance.

Le système couvrira-t-il les points d’appel d’urgence, les halls d’ascenseur et les rampes ?

Les bornes d’appel d’urgence, les téléphones d’ascenseur et les centrales d’alarme incendie sont souvent les équipements les plus importants d’un sous-sol, et ceux que l’on oublie le plus facilement lors de la conception. Placez une antenne près de chaque point d’appel, testez un véritable appel plutôt qu’une simple mesure de signal, et prévoyez une alimentation de secours pour l’amplificateur et tout équipement actif. Si le bâtiment dispose d’un ascenseur, décidez dès le départ si la cabine ou la gaine nécessite sa propre antenne ; la couverture de l’ascenseur ne peut généralement pas être assurée depuis le plafond du parking seul.

Les rampes nécessitent une couverture continue depuis le niveau du sous-sol jusqu’au niveau du sol, car c’est là qu’un appel risque le plus d’être interrompu lors d’un transfert intercellulaire. Les piliers créent des zones d’ombre dans un parking ouvert ; vérifiez donc l’agencement avant de figer la grille d’antennes. Les locaux techniques à portes métalliques et à forte densité d’équipements peuvent nécessiter une antenne dédiée même lorsque le parking environnant dispose d’un bon signal.

Quelle maintenance un système souterrain nécessite-t-il ?

Inspectez chaque année les connecteurs et les gaines des câbles, en particulier les jonctions extérieures et l’entrée de câble sur le toit. Consultez le journal d’alarmes de l’amplificateur et confirmez qu’il fonctionne au gain de mise en service et non qu’il a réduit son gain à la suite d’un événement d’isolation. Testez en même temps les points d’appel d’urgence et les téléphones d’ascenseur.

Refaites des tests de couverture après toute rénovation, réfection du revêtement de sol ou changement de locataire, car de nouveaux murs, rayonnages métalliques ou équipements peuvent créer de nouvelles zones d’ombre. Si le site dispose d’un onduleur ou d’une batterie de secours, remplacez la batterie selon son intervalle d’entretien et consignez la date. Conservez le plan de récolement, la position des antennes et les réglages de gain avec la documentation du bâtiment afin que le prochain technicien n’ait pas à repartir de zéro.

Que faut-il fournir pour obtenir une conception de sous-sol ?

Transmettez le RSRP au niveau du sol de chaque côté du bâtiment pour chaque opérateur, quelques relevés à l’intérieur du sous-sol, la bande et l’identifiant de cellule, un plan des niveaux avec les positions des rampes, le nombre de places, la hauteur sous plafond, l’emplacement des locaux techniques et des photos de la rampe, du toit et de tout trajet de câble existant. Avec ces éléments, un fournisseur peut dimensionner l’antenne donneuse, l’unité centrale et la grille d’antennes, et vous indiquer si le site relève d’un projet de couverture standard ou d’un projet limité par l’antenne donneuse.

La page de solutions pour sous-sols et parkings présente l’architecture type, et le guide des matériaux de construction détaille les valeurs de perte. Si le niveau extérieur est le facteur limitant, lisez le cadre de diagnostic à trois causes avant de commander du matériel.