Décibel (HU)

Traduction anglaise : Decibel

Dernière mise à jour : 27/07/2025

Le Bel (B) est un rapport logarithmique entre l’entrée et la sortie d’un circuit électronique ; ces deux paramètres peuvent être en volts, en ampères ou en puissance, mais la plupart du temps c’est la puissance qui est utilisée ; en pratique, on utilise plutôt le décibel (dB) qui est égal à 10 fois le Bel (relation 1) :

$ V (dB) = 10.log\frac{Psortie}{P}\qquad (1) $

Avec :

• V : valeur en dB ;
• Psortie : puissance de sortie ;
• P : puissance d’entrée.

Utilisation en hydrologie

En hydrologie, le décibel est surtout utilisé pour caractériser la puissance reçue par un radar météorologique. De façon pratique, on norme généralement la puissance en entrée à 1 milliwatt ; on parle alors de dBm (relation 2), ce qui permet de quantifier le niveau de signal rétrodiffusé, reçu à l'antenne.

De la même manière, il est possible de normer la réflectivité par rapport à la puissance que retournerait une cible standard (par exemple une cible de 1 mm dans un mètre cube d'air à une certaine distance : $ Z_0 $) ; on parle alors de dBz (relation 3), grandeur qui permet de caractériser la réflectivité de la cible.

$ V (dBm) = 10.log\frac{Psortie}{1 mW}\qquad (2) $

$ V (dBz) = 10.log\frac{Z}{Z_0}\qquad (3) $

Les radars météorologiques sont étalonnés afin de faire coïncider le niveau de bruit du récepteur (à savoir environ −113 dBm) avec le niveau de réflectivité de 0 dBz à 100 km (UIT, 2023). Il existe donc une relation, fonction de la distance à la cible, entre le logarithme de la réflectivité mesurée en dBz et la puissance rétrodiffusée mesurée à l'antenne en dBm (figure 1). Voir Radar hydrométéorologique (HU).

Figure 1 : Niveaux de signal relatifs correspondant aux niveaux de réflectivité et à la distance ; Source : UIT (2023).

Pourquoi utiliser une échelle logarithmique ?

La raison de l’utilisation du décibel est que la puissance du signal rétrodiffusée est de plusieurs ordres de grandeur plus faible que le signal émis.

Les antennes de réception des radars sont ainsi capables de détecter des puissances minimales de l’ordre de 10^-11 milliwatts (ce qui est proche du bruit ambiant) et d'analyser linéairement une gamme de 8 à 10 ordres de grandeur au-delà de cette valeur. Les récepteurs des radars météorologiques ont ainsi une dynamique couvrant approximativement la gamme de 110 à 30 dBm, formulation plus simple que de travailler sur une gamme de puissance variant de 10^-11 milliwatts à 10^-3 milliwatts.

Bibliographie :

• UIT (2023) : Recommandation UIT-R M.1849-3 ; Aspects techniques et opérationnels des radars météorologiques au sol ; 54 p. ; disponible sur https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/m/R-REC-M.1849-3-202302-I!!PDF-F.pdf

Pour en savoir plus :

• https://www.radartutorial.eu/18.explanations/ex15.fr.html