Chapitre 4
Visite technique de site GSM
Dans le cadre d'un déploiement réseau (GSM-GPRS-UMTS), la visite technique (VT) d'un site est l'étape qui permet ou non de valider d'un point de vue radio ce site. Effectuée par l'ingénieur radio, cette visite comporte certaines règles élémentaires à suivre que nous allons décrire dans ce document.
Nous allons détailler le mode opératoire que l'ingénieur doit suivre lors d'une visite technique et préciser quelques règles d'ingénierie qu'il doit appliquer.
Nous allons distinguer deux phases de la VT, lorsque l'ingénieur arrive sur le site avant de monter sur la structure du site, puis lorsque l'ingénieur est sur la structure du site.
1 Avant de monter sur le site
L'ingénieur de terrain arrive sur le site et il doit tout d'abord effectuer quelques vérifications avant d'y monter. Il est généralement accompagné d'un chercheur et d'un dessinateur.
Il vérifie dans un premier temps la position géographique du site en regardant les noms des rues autour du site et le positionnement des bâtiments alentours afin de pouvoir effectuer par la suite le pointé du site sur une carte IGN. Il note dans le même temps l'adresse exacte du site, et affecte un nom au site en accord avec le négociateur et le dessinateur.
Il prend sa boussole et vérifie une première fois où se situe le nord et les autres azimuts remarquables car une fois en hauteur, et notamment si beaucoup de structures métalliques l'entourent, la boussole risque de ne pas indiquer avec exactitude la position du nord.
Par ailleurs, il est important que l'ingénieur connaisse d'une part la position exacte du point théorique et d'autre part, les azimuts des antennes des éventuels sites voisins.
Il observe l'environnement autour du site pour déterminer quel type d‘ingénierie il devra appliquer : macro, mini, micro ou picocellulaire, en fonction de l'environnement qui l'entoure : urbain dense, urbain, suburbain, pavillonnaire, rural boisé, rural open, zone commerciale ou zone industrielle.
Il regarde enfin la structure du site sur lequel il doit installer les antennes et doit prendre certaines précautions en fonction du type de site auquel il est confronté.
S'il s'agit d'un bâtiment, il essaye de déterminer si son sommet est un toit terrasse ou un toit tuiles. Il prévoit selon le cas de se munir de son équipement de sécurité.
La structure peut également être un château d'eau, un pylône (dont il devra déterminer la structure exacte : monotube, treillis) ou un pylônet. Dans tous les cas, il doit prévoir l'utilisation de son équipement de sécurité.
Enfin, la visite technique peut être l'objet d'une montée en nacelle. Dans ce cas, cela signifie qu'une visite préalable a été effectuée pour déterminer la hauteur maximale de la nacelle à utiliser. Il peut s'agir d'un site où un pylône devra être construit, l'ingénieur détermine au préalable l'endroit exacte où devra être installé le pylône et il choisit un endroit assez proche tant au niveau géographique qu'au niveau des conditions environnementales de celui-ci pour effectuer la montée en nacelle. Il détermine également jusqu'à quelle hauteur devra s'effectuer l'élévation.
Il peut également s'agir d'un site de type toit tuile ou tout autre type de site dont l'accès est difficile et nécessitant l'utilisation d'une nacelle. Dans ce cas également, l'ingénieur détermine l'endroit où se fera la montée en nacelle après avoir étudié l'environnement, et la hauteur à laquelle sera élevée la nacelle.
Dans le deux cas, avant de monter dans la nacelle, l'ingénieur essaye de situer ses azimuts remarquables au sol. Par ailleurs, dans le cas d'une montée en nacelle, la hauteur prévue pour l'élévation pourra être modifiée en fonction des obstacles et masques en présence.
2 Sur le site
2.1 Cohabitation
Une fois monté sur le site, l'ingénieur observe en premier lieu si une cohabitation avec un ou plusieurs autres opérateurs devra avoir lieu sur le site concerné dans le cas où des antennes seraient déjà présentes. S' il existe déjà des antennes, il faut essayer de déterminer à quel opérateur elles appartiennent.
2.2 Environnement
Ensuite, l'ingénieur analyse l'environnement qui l'entoure et il essaye de déterminer si possible la distance qui le sépare du point théorique. Puis il confirme ou infirme le type d'environnement que l'on a défini plus haut, à savoir urbain dense, urbain, suburbain, pavillonnaire, rural boisé, rural open, zone commerciale ou zone industrielle.
2.3 Validation
Il essaye alors d'estimer d'un premier coup d' œil, en fonction des masques éventuels si ce site va être validé ou non. Pour cela, il vise avec la boussole les trois azimuts 0°, 120° et 240° et regarde si ceux-ci sont bien dégagés ou non. S'ils sont moyennement dégagés mais que l'on peut trouver une solution en décalant un ou plusieurs azimuts, ou si un compromis peut être trouvé avec les sites alentours, le site est validé.
2.4 Positionnement des installations
Une fois qu'il a estimé que le site pouvait être validé, l'ingénieur détermine plusieurs caractéristiques pour ce site, concernant le positionnement des antennes, les structures à mettre en place et les types de support.
2.4.1 Hauteur Utile
Il essaye tout d'abord d'estimer la hauteur utile pour les installations à mettre en place.
Pour un toit terrasse, on estime la hauteur de l'édifice sur lequel on se trouve en comptant le nombre d'étages (rez-de-chaussée compris) et en le multipliant par la hauteur moyenne d'un étage, comprise généralement entre 2,60 m pour un bâtiment récent et jusqu'à 4 m pour un bâtiment ancien.
Pour un toit tuiles, on utilise le même procédé en s'arrêtant à la surface des combles et non au faîte du toit.
Pour un pylône existant, un château d'eau, ou un silo, la hauteur correspondra généralement à la hauteur maximale de cet édifice, mais ce ne sera pas forcément à cette hauteur précise que seront installées les antennes (donc moins haut).
Pour un pylône à construire, la hauteur utile correspondra à la hauteur du support définie par l'ingénieur radio une fois monté dans la nacelle en fonction du dégagement et des obstacles éventuels.
2.4.2 Dégagement
L'ingénieur dessine ensuite sur un schéma de dégagement les masques éventuels compris entre 0° et 360° en précisant bien la nature de ces masques (bâtiments, arbres, collines,…), leur distance par rapport au site et leur hauteur.
Par ailleurs, le dégagement dans les plans horizontaux et verticaux doit être conforme à certaines règles.
2.4.3 Azimuts
L'ingénieur détermine alors le nombre de secteurs du site étudié et les azimuts exacts de ces secteurs en prenant en compte le fait que les azimuts standards sont 0°, 120° et 240°, tout en se gardant le droit de modifier ces azimuts en fonction des paramètres suivants : obstacles, zone spécifique à couvrir, positionnement des antennes des sites voisins. L'ingénieur essaiera cependant de conserver un écart aussi proche que possible de 120° entre les antennes.
2.4.4.1 Type d'installation
Un type d'installation est c et une unique antenne appelée crosspolar, dans le cas où il s'agit d'une couverture de type macrocellulaire ou minicellulaire. Concernant la diversité d'espaces, il faut savoir que l'on distingue la diversité horizontale et la diversité verticale. Pour installer de la diversité d'espace, les antennes doivent être séparées d'une longueur égale à 10 fois leur longueur d'onde (10l), soit une longueur d'environ 3 mètres, mais que cette longueur peut être réduite pour des raisons liées à des contraintes d'installation (manque de place, effet terrasse,…). S'il s'agit d'une couverture microcellulaire, l'antenne choisie sera de type omnidirectionnel. Ce choix dépendra de l'espace disponible sur le site, de l'infrastructure du site, des problèmes éventuels d'intégration dans l'environnement et des objectifs à remplir pour la couverture, sachant qu'on essaye de privilégier au mieux la diversité d'espaces.
2.4.4.2 Règles d'ingénierie
Dans le même temps, l'ingénieur détermine la hauteur de base antenne souhaitée et, en fonction de celle-ci , il choisit des supports d'antennes et des antennes qui vont satisfaire cette hauteur. Puis il fixe une hauteur de support pour chaque azimut et une hauteur d'antenne, et il détermine comment va être fixé ce type de support en fonction de l'infrastructure, sachant que les différents types de supports suivants sont envisageables :
- mât sur dallettes en béton
- mât posé sur IPN
- mât en drapeau sur un édicule
- mât en applique contre une cheminée
- mât en façade contre un mur
- mât avec chaise pour reprise murale
- sur pylône treillis
- sur pylône monotube
Les mâts sont rarement supérieurs à 6 m en hauteur, et il faut savoir que lorsque la hauteur de la structure servant à fixer les antennes est supérieure à 4 mètres par rapport à la surface de l'édifice, une déclaration de travaux (DT) doit être effectuée. On notera que dans le cas d'une installation en drapeau sur édicule, c'est la hauteur de mât dépassant de l'édicule qui est prise en compte pour la déclaration ou non de travaux. Ainsi, si le mât dépasse de 4 mètres de
l'édicule, cela signifie que l'on peu utiliser un mât de 6 mètres, puisqu'en général, 1/3 de la hauteur du support doit être fixé sur l'édicule.
Pour un toit tuiles, on choisira généralement de fixer le mât dans les combles et de cacher le haut du mât – donc les antennes – dans une fausse cheminée.
Dans le cas où le support est un pylône, on se fixe comme règle que les antennes ne doivent pas dépasser du pylône, et que la hauteur du pylône dépend avant tout de la hauteur de base antenne
(HBA) que l'on souhaite obtenir.
Concernant la position des antennes, des règles précises sont à respecter, à savoir :
les antennes doivent être positionnées à plus de deux mètres du bord d'une terrasse, sachant qu ‘on privilégiera dans la mesure du possible le regroupement des antennes sur un édicule (sans négliger pour autant les risques d'effet terrasse).
Concernant le dégagement horizontal
L'ingénieur radio doit également s'assurer que le dégagement dans le plan horizontal est bien assuré, soir un dégagement du lobe à 10dB de part et d'autre de l'axe de tir de l'antenne (voir schéma ci-dessous).
Pour obtenir ce dégagement, on respecte les valeurs du tableau suivant :
Concernant le dégagement vertical
Le dégagement et la position des antennes doivent être fonctions de la distance au premier obstacle sur une terrasse. (voir schéma suivant).
Selon la distance d (distance entre le bas d'antenne et le bord de la terrasse), la distance h entre le bas d'antenne et le bord du premier obstacle doit respecter les valeurs du tableau suivant :
Remarque : On peut admettre comme règle simple d'utilisation que l'angle formé par la longueur entre le pied du mât et le bord de terrasse, et la longueur entre le bas d'antenne et le bord de terrasse doit être supérieur à 30°.
Règles de cohabitation
La cohabitation avec un ou plusieurs opérateurs sur un même site est envisageable à condition de respecter certains points.
En règle générale, aucune antenne ne sera installée dans les 120° d'ouverture d'une antenne existante tout en respectant une distance égale à 3 mètres en découplage horizontal. On peut déroger à ces règles en effectuant un découplage vertical, la distance verticale à respecter entre deux antennes devant alors être supérieur à 1 mètre, sachant que cette distance est en passe d'être rabaissée à 50 cm selon les opérateurs.
Concernant le découplage vertical, on distinguera les cas où les antennes sont coplanaires ou non. Si les antennes sont dans le même plan, c'est la règle précisée plus haut, soit 50 cm d'écart entre les deux antennes, qui est utilisée. Sinon, la distance entre les deux antennes doit être d'au moins la distance précédente, et au moins la moitié de la distance entre les deux plans, ce qui est résumé sur le schéma suivant :
Par ailleurs, ces quelques règles peuvent être également aménagées et les distances diminuées si on sait à quelle(s) fréquence(s) émettent les antennes de l'autre opérateur et que celle(s)-ci est(sont) différentes(s) des fréquences d'émission de nos antennes.
2.4.4.3 Types d'antennes
Une fois la taille de l'antenne fixée, un type d'antenne est choisi en définissant son ouverture horizontale (xx), son ouverture verticale(yy) et le tilt électrique (zz) qui lui sera affecté, de sorte que chaque antenne puisse être caractérisée comme suit : HxxVyyTz.
Ces paramètres sont fonctions de l'environnement et peuvent être modifiés par la suite par le bureau d'études lorsque sera effectuée la simulation. Si l'environnement le suggère, l'ingénieur radio peut aussi déterminer un tilt mécanique pour chacune des antennes. Pour calculer les tilts
(électriques et mécaniques), l'ingénieur observe où se trouve l'obstacle le plus proche de lui dans une azimut donnée, et il calcule grossièrement l'angle vertical entre le point où il se trouve et cet obstacle. Cet angle détermine le tilt global qu'il doit donner à son antenne, en effectuant le partage entre tilt électrique et mécanique et sachant qu'un tilt électrique sera privilégié à un tilt mécanique
(voir schéma suivant).
Par ailleurs, la valeur de tilt global (électrique + mécanique) ne devra pas excéder 10-12°. Cette valeur de tilt fournie par l'ingénieur radio est approximative et sera modifiée par le bureau d'études si la couverture n'est pas bonne ou si au contraire il y a un risque d'interférences avec le site suivant.
Il pourra être précisé également si éventuellement des faisceaux hertziens sont à prévoir.
2.4.5 Croquis, commentaires et choix radio
L'ingénieur radio doit ensuite reproduire clairement sur un croquis une vue de l'emplacement des antennes et de la structure de l'édifice (généralement une vue de dessus suffit pour un toit terrasse), pour que l'on comprenne où et comment seront positionnées les antennes. Sur ce dessin, l'emplacement de la BTS sera aussi spécifié, ainsi que le cheminement des câbles.
L'emplacement de la BTS devra être choisi de manière à ce que son accès soit facile et que la longueur de câbles soit la plus courte possible.
Un commentaire explicite résumant les aspects principaux de la VT et les caractéristiques du site est également le bienvenu.
Enfin, l'ingénieur n'oubliera pas d'attribuer une note globale comprise entre 0 et 3 en se basant uniquement sur la qualité radio du site (la note 0 correspondant à un site non-validé). Cette note
correspond à un choix radio pour le site, une note de 2 ou 3 (site satisfaisant aux objectifs)
correspondant à un choix 1.
3 Après la visite.
Avant de remettre son compte-rendu de VT, l'ingénieur radio doit pointer sur une carte IGN l'emplacement exact du site qu'il a visité, et transmettre les coordonnées en Lambert 2 étendu de celui-ci au bureau d'études.
Il s'agit là de la dernière étape concernant la réalisation correcte d'une visite technique par l'ingénieur radio.