| Référence | Hertz (Hz) | Mégahertz (MHz) |
|---|---|---|
| European mains electricity | 50 Hz | 0.00005 MHz |
| Concert pitch A above middle C | 440 Hz | 0.00044 MHz |
| An FM radio station | 100000000 Hz | 100 MHz |
| A Wi-Fi band | 2.4 × 109 Hz | 2400 MHz |
| A desktop processor clock | 3 × 109 Hz | 3000 MHz |
Le hertz est l’unité SI de fréquence, égale à un cycle par seconde. Son symbole est Hz. C’est une unité dérivée dont la dimension est simplement l’inverse d’un temps : une grandeur en hertz compte combien de fois une chose se répète en une seconde.
Elle porte le nom de Heinrich Hertz, qui entre 1886 et 1889 produisit et détecta des ondes radio en laboratoire, confirmant ainsi la prédiction de Maxwell selon laquelle la lumière et les ondes électromagnétiques sont un même phénomène. L’unité fut adoptée internationalement en 1960, remplaçant les cycles par seconde, plus anciens et plus littéraux, qu’on aperçoit encore parfois sur du matériel d’époque.
Le son occupe le bas de l’échelle. L’audition humaine s’étend d’environ 20 hertz à 20 000 hertz, bien que la limite supérieure baisse avec l’âge et tombe le plus souvent bien au-dessous de 16 000 hertz à la quarantaine. La hauteur musicale est une fréquence : le la au-dessus du do central est fixé par convention à 440 hertz, et chaque octave est un doublement, si bien que la même note une octave plus haut vaut 880 hertz.
Le courant du réseau alterne à 50 hertz dans la plus grande partie du monde et à 60 hertz en Amérique du Nord ainsi que dans des parties du Japon et de l’Amérique du Sud. Le partage est historique plutôt que technique, hérité de normes de matériel concurrentes de la fin du XIXe siècle, et il explique pourquoi les appareils et horloges qui dépendent de la fréquence du réseau ne se déplacent pas d’une région à l’autre sans précaution.
Les écrans et l’informatique l’emploient sans cesse. Un affichage rafraîchi à 60 hertz se redessine soixante fois par seconde, et des fréquences plus élevées réduisent le flou de mouvement visible. Les fréquences d’horloge des processeurs, jadis en mégahertz et aujourd’hui en gigahertz, comptent la même chose : le nombre de battements de l’horloge interne par seconde.
L’unité s’applique en outre à tout ce qui est périodique sans être une onde. Une fréquence cardiaque de 60 battements par minute vaut un hertz, un pendule d’une seconde de période oscille à un hertz, et la fréquence d’un arbre en rotation exprimée en tours par seconde s’écrit de la même façon.
Un hertz équivaut à un cycle par seconde, à 1000 millihertz ou à un millième de kilohertz.
Le mégahertz est une unité de fréquence valant un million de hertz. Son symbole est MHz. Il couvre la partie du spectre radioélectrique qui porte l’essentiel de la radiodiffusion et des communications de courte portée, et ce fut l’unité dans laquelle on mesura la vitesse des ordinateurs pendant deux décennies.
La radio FM occupe 87,5 à 108 mégahertz presque partout, bande retenue après la Seconde Guerre mondiale parce qu’elle était assez haute pour permettre les canaux larges qu’exige la modulation de fréquence et assez basse pour que les émetteurs et les récepteurs restent bon marché. La télévision terrestre a pris les bandes voisines, et le passage de l’analogique au numérique en a libéré de grandes parts pour la téléphonie mobile.
La communication aéronautique se tient juste au-dessus de la radio FM, de 118 à 137 mégahertz, et emploie la modulation d’amplitude plutôt que la modulation de fréquence, pourtant plus nette. Le choix est délibéré : quand deux aéronefs émettent en même temps, la modulation d’amplitude produit un sifflement d’hétérodyne audible qui avertit tout le monde du télescopage, alors que la modulation de fréquence retiendrait simplement le signal le plus fort et perdrait le plus faible en silence.
Les processeurs d’ordinateur furent cotés en mégahertz de la fin des années 1970 jusque vers 2000. L’IBM PC d’origine tournait à 4,77 mégahertz, et la course aux mégahertz qui suivit s’acheva quand les fréquences d’horloge butèrent vers quatre gigahertz à cause de la chaleur, après quoi les fabricants se disputèrent le nombre de cœurs. Les vitesses de bus mémoire et les cadences d’affichage se citent encore couramment en mégahertz.
L’échographie médicale travaille entre environ 2 et 18 mégahertz. Les fréquences plus élevées donnent une résolution plus fine mais pénètrent moins, si bien qu’un examen abdominal emploie une fréquence plus basse que l’examen d’une structure superficielle, et l’opérateur choisit la sonde en conséquence.
L’identification par radiofréquence, les télécommandes de portail, les microphones sans fil, la VHF marine et le radioamateurisme habitent tous cette plage. Les harmoniques qui font interférer entre eux des appareils mal blindés aussi, et c’est pourquoi les essais réglementaires se concentrent sur les émissions dans les dizaines et centaines de mégahertz.
La téléphonie mobile a fait de l’unité une affaire d’argent. Le spectre s’adjuge par blocs mesurés en mégahertz, et les États ont levé des dizaines de milliards sur les bandes de 700, 800, 900, 1800 et 2600 mégahertz. La physique en fixe la valeur : les fréquences basses portent plus loin et pénètrent mieux les bâtiments, si bien que les bandes 700 et 800 couvrent à peu de frais les zones rurales, tandis que les plus hautes transportent plus de données sur de plus courtes distances et conviennent aux villes. La carte de couverture d’un opérateur et ses débits découlent donc des mégahertz qu’il a pu acheter, et c’est pourquoi ces enchères sont suivies d’aussi près que toute autre vente d’actifs publics.
Un mégahertz équivaut à un million de hertz, à 1000 kilohertz ou à 0,001 gigahertz.