LoRa vient de Grenoble

On présente toujours LoRa comme une technologie américaine, parce que la puce porte un logo américain. C’est faux, et l’histoire vaut d’être racontée.

Grenoble, 2009

Nicolas Sornin et Olivier Seller ont une idée. Ils fondent une startup, Cycleo. François Sforza les rejoint en 2010.

Leur intuition : reprendre une technique de modulation connue depuis les radars des années 1940 — le chirp spread spectrum — et s’en servir non plus pour détecter des avions, mais pour transporter des données. Ils ne l’ont pas inventée ; ils sont les premiers à s’en servir pour ça.

En mai 2012, l’américain Semtech rachète Cycleo pour environ cinq millions de dollars et récupère toute la propriété intellectuelle. Avec les fondateurs, ils sortent les premières puces de la famille : les SX1272 et SX1276.

Ça a deux conséquences dont il faut avoir conscience.

D’abord, LoRa est français d’origine, ce qui n’est jamais mentionné.

Ensuite et surtout, la couche physique de LoRa est propriétaire. Semtech est aujourd’hui la seule source des puces capables de moduler et démoduler ce signal. Tout le reste de l’écosystème, y compris Meshtastic, est libre — mais il repose sur une puce dont un seul fabricant détient la clé.

Quand tu achètes un module Meshtastic, tu achètes une carte assemblée autour d’une puce Semtech. Heltec, LilyGO, RAK, Seeed ne font pas la radio. Ils font l’emballage.

Le chirp, concrètement

La plupart des radios encodent l’information en changeant l’amplitude ou la phase d’une onde à fréquence fixe. LoRa fait autre chose : il envoie des balayages de fréquence.

Un symbole, c’est une rampe qui monte du bas de la bande vers le haut. La donnée est encodée dans l’endroit où la rampe démarre. Quand elle atteint le haut, elle repart du bas et poursuit sa montée — comme une note qui monte indéfiniment.

C’est de là que vient la portée. Un récepteur classique a besoin d’un signal plus fort que le bruit. Un récepteur LoRa corrèle ce qu’il entend avec la forme de rampe qu’il attend. Il ne cherche pas un niveau, il cherche une forme — et il parvient à l’extraire jusqu’à vingt décibels sous le niveau de bruit.

C’est pour ça que tu verras des valeurs de SNR négatives s’afficher sans que rien ne soit cassé. Un SNR de −15 dB veut dire que le signal est trente fois plus faible que le bruit ambiant, et qu’il est décodé quand même.

Les trois réglages qui décident de tout

Toute la physique de LoRa tient dans trois paramètres.

Le facteur d’étalement (SF), de 7 à 12. Il décide de la longueur des rampes. Plus il est élevé, plus le signal est robuste et porte loin — mais le débit s’effondre, et le temps passé à émettre double à chaque cran. Passer de SF11 à SF12 divise ton débit par deux et double ton occupation de l’antenne.

La largeur de bande (BW), de 62,5 à 500 kHz. Une bande large transporte plus vite, mais capte aussi plus de bruit : la réception devient plus fragile.

Le taux de codage (CR), de 4/5 à 4/8. C’est la redondance ajoutée pour survivre aux erreurs. Plus de redondance, plus de robustesse, messages plus longs.

Ces trois valeurs ne se règlent pas séparément dans Meshtastic. Elles sont regroupées dans des presets — sujet d’un article à venir. Mais savoir ce qu’il y a derrière permet de comprendre une chose contre-intuitive : choisir un preset « plus longue portée » ralentit le réseau pour tout le monde, pas seulement pour toi.

Ce que ça implique en pratique

La portée annoncée par les fabricants — « jusqu’à 15 km ! » — n’est pas mensongère, elle est juste inutile. Elle suppose une vue directe parfaite, deux antennes en hauteur, et aucun obstacle.

En ville, entre deux bâtiments, tu tomberas à quelques centaines de mètres. En vue directe depuis une colline, plusieurs kilomètres sont banals. Le facteur qui change tout n’est ni la puissance ni la puce : c’est la hauteur d’antenne et ce qu’il y a entre les deux.

Une antenne posée sur un bureau au rez-de-chaussée émet essentiellement vers les murs.

La suite

Prochain article : qui fait réellement Meshtastic, depuis quand, et ce sur quoi tu peux compter quand un projet est porté par des bénévoles.