Ce que change réellement la fréquence
Un routeur domestique récent diffuse deux réseaux Wi-Fi en même temps : l’un dans la bande des 2,4 GHz, l’autre dans celle des 5 GHz. La différence entre les deux n’est ni une question de génération, ni une question de qualité de fabrication. C’est de la physique. Plus la fréquence est haute, plus l’onde s’atténue vite en traversant la matière, et plus la largeur de canal disponible permet un débit élevé.
L’atténuation en espace libre suit une loi simple. À un mètre de l’antenne, la perte est d’environ 40 dB à 2,4 GHz et d’environ 46 dB à 5,5 GHz. Six décibels d’écart, cela correspond à une distance utile divisée par deux à budget de liaison identique. Si un capteur accroche encore le réseau 2,4 GHz à 25 mètres en champ dégagé, il faut compter une douzaine de mètres sur le 5 GHz, et cela avant même de parler des murs.
Les murs creusent l’écart. Une cloison en plaque de plâtre coûte 3 à 5 dB à 2,4 GHz, et 5 à 8 dB à 5 GHz. Un mur porteur en béton monte à 15 ou 20 dB sur la bande basse et dépasse fréquemment 25 dB sur la bande haute. Une dalle entre deux niveaux est encore plus pénalisante, et un plancher chauffant ou un doublage isolant à parement métallisé peut ajouter 10 dB supplémentaires. Dans une maison en pierre ou un immeuble ancien, le 5 GHz s’arrête souvent au mur suivant.
Canaux et puissances autorisés en Europe
La bande des 2,4 GHz s’étend de 2400 à 2483,5 MHz. Elle offre 13 canaux en France, espacés de 5 MHz seulement, alors qu’un canal Wi-Fi occupe 20 MHz. Trois canaux uniquement ne se recouvrent pas : 1, 6 et 11. Toute la difficulté de cette bande tient dans cette contrainte, trois voies pour tout un voisinage, avec une puissance plafonnée à 100 mW PIRE.
La bande des 5 GHz est beaucoup plus large : 5150 à 5350 MHz puis 5470 à 5725 MHz, soit une vingtaine de canaux de 20 MHz sans recouvrement. La puissance autorisée en intérieur est de 200 mW PIRE sur la portion basse et peut atteindre 1 W sur la portion haute avec contrôle de puissance. En contrepartie, une grande partie de ces canaux est soumise au DFS : le routeur doit détecter la présence éventuelle de radars et libérer le canal immédiatement, ce qui provoque parfois une interruption de plusieurs dizaines de secondes.
Sur la bande 2,4 GHz cohabitent aussi le Bluetooth, le Zigbee, de nombreux périphériques sans fil et le rayonnement résiduel des fours à micro-ondes, qui travaillent autour de 2450 MHz. Le canal 11 est pour cette raison souvent le plus perturbé aux heures de repas.
La bande des 6 GHz ne change rien pour l’instant
Ouverte en Europe entre 5945 et 6425 MHz, elle apporte un spectre encore peu occupé et des canaux très larges. Aucun objet connecté grand public ne l’utilise, et la physique y est encore moins favorable qu’à 5 GHz. Elle concerne les ordinateurs portables récents et quelques téléviseurs, pas les capteurs.
Les deux bandes comparées sur les critères utiles
| Critère | 2,4 GHz | 5 GHz |
|---|---|---|
| Plage utilisée en Europe | 2400 à 2483,5 MHz | 5150 à 5350 et 5470 à 5725 MHz |
| Canaux 20 MHz sans recouvrement | 3 (1, 6 et 11) | environ 19 |
| Puissance maximale en intérieur | 100 mW PIRE | 200 mW à 1 W PIRE selon la sous-bande |
| Portée intérieure courante | 25 à 35 m, 2 à 3 cloisons | 10 à 15 m, 1 à 2 cloisons |
| Débit réel constaté | 20 à 90 Mbit/s | 200 à 900 Mbit/s |
| Traversée d’un mur porteur | moyenne | faible |
| Encombrement du spectre | élevé | modéré |
| Objets connectés compatibles | quasi totalité | minorité |
| Interruptions liées au DFS | aucune | possibles sur une partie des canaux |
Pourquoi la plupart des objets connectés ignorent le 5 GHz
Une prise pilotable, une ampoule connectée, un capteur d’ouverture ou une caméra d’intérieur d’entrée de gamme embarquent presque toujours une puce Wi-Fi 2,4 GHz seule, en 802.11 b/g/n, avec une unique chaîne de réception. Trois raisons expliquent ce choix.
Le coût d’abord : une radio bi-bande, son amplificateur et son filtrage ajoutent plusieurs euros sur une carte électronique qui en vaut moins de dix. La consommation ensuite : à débit égal, la partie radio 5 GHz consomme davantage, ce qui compte sur un boîtier miniature dont la dissipation thermique est limitée. La portée enfin : un capteur installé dans un garage, une cave ou un placard technique a besoin de traverser des parois, pas de transférer des fichiers.
Le besoin réel en débit est d’ailleurs minuscule. Une prise connectée qui remonte une mesure de consommation toutes les dix secondes échange moins de 1 kbit/s en moyenne. Un capteur d’ouverture alimenté par pile envoie quelques dizaines d’octets par événement, plusieurs fois par jour. Même une caméra d’intérieur 2K encodée en H.265 se contente de 2 à 4 Mbit/s en flux continu, et de bien moins si elle n’enregistre que sur détection de mouvement. Vingt objets de ce type additionnés restent sous les 20 Mbit/s.
Les rares cas où le 5 GHz se justifie
Deux situations le méritent. La première : un appareil qui relaie plusieurs flux vidéo simultanés vers un stockage réseau, où la bande passante devient réellement dimensionnante. La seconde : un appareil situé à moins de cinq mètres du routeur, dans un voisinage dont la bande 2,4 GHz est déjà saturée par une dizaine de réseaux tiers. Hors de ces deux cas, forcer le 5 GHz complique l’installation sans rien apporter.
Le piège du nom de réseau unique lors de l’appairage
C’est l’incident le plus fréquent, et il ne donne presque jamais de message d’erreur explicite. Les box récentes diffusent un seul nom de réseau pour les deux bandes et laissent chaque appareil choisir la sienne. Pendant l’appairage, l’application mobile transmet à l’objet le nom du réseau et son mot de passe. Si le téléphone est à cet instant connecté au 5 GHz, l’application transmet un identifiant que la puce 2,4 GHz de l’objet ne trouvera jamais. L’appairage tourne en boucle puis échoue.
Trois façons d’en sortir, de la plus rapide à la plus durable :
- Séparer temporairement les deux bandes en donnant un nom distinct au réseau 2,4 GHz, réaliser tous les appairages, puis rétablir la configuration d’origine.
- Désactiver la bande 5 GHz pendant quelques minutes depuis l’interface d’administration, ce qui force le téléphone sur le 2,4 GHz.
- Conserver durablement deux noms de réseau distincts, l’un réservé aux objets connectés en 2,4 GHz, l’autre aux ordinateurs et téléviseurs en 5 GHz. C’est la configuration la plus lisible sur le long terme, et celle qui simplifie tous les ajouts ultérieurs.
Deux détails piègent régulièrement. Beaucoup d’objets refusent les mots de passe contenant des caractères accentués ou des symboles rares, et une partie d’entre eux ne gère pas le chiffrement WPA3 employé seul. Un réseau en WPA2, ou en mode mixte WPA2 et WPA3, reste le moyen le plus fiable de les faire fonctionner. Certains modèles refusent également les noms de réseau masqués.
Régler un réseau qui porte une trentaine d’objets
Au-delà de quinze ou vingt appareils, le problème n’est plus la portée mais le temps d’antenne. Un canal Wi-Fi est un support partagé, un seul appareil peut parler à la fois. Un objet ancien qui négocie 1 Mbit/s occupe le canal cinquante fois plus longtemps qu’un appareil moderne pour transmettre la même trame. Quelques réglages changent beaucoup de choses.
Fixer le canal 2,4 GHz
La sélection automatique conduit souvent à des changements de canal intempestifs qui déconnectent brièvement tous les objets, parfois en pleine nuit. Choisir manuellement le canal 1, 6 ou 11 après avoir observé le voisinage, puis s’y tenir, apporte plus de stabilité qu’une optimisation permanente. Rester en largeur 20 MHz sur cette bande : le mode 40 MHz double l’encombrement pour un gain nul sur des appareils qui plafonnent à quelques Mbit/s.
Désactiver les débits les plus lents
Quand l’interface le permet, interdire les débits historiques 802.11b (1, 2, 5,5 et 11 Mbit/s) libère un temps d’antenne considérable. Tous les objets vendus aujourd’hui négocient au moins 6 Mbit/s et ne sont pas affectés.
Lire le niveau de réception
Le RSSI affiché dans l’interface de la box donne un repère fiable. Au-dessus de -65 dBm, la liaison est confortable. Entre -65 et -72 dBm, elle fonctionne mais se dégrade dès que le réseau est chargé. En dessous de -80 dBm, les déconnexions deviennent la règle et les objets se reconnectent en boucle. Sortir le routeur d’un meuble fermé, l’éloigner d’un miroir ou d’une colonne métallique, ou simplement le remonter de cinquante centimètres apporte souvent plus qu’un répéteur supplémentaire, lequel divise par deux le débit disponible sur la zone qu’il couvre.
Répartir la charge entre les bandes
Une fois les objets connectés regroupés sur le 2,4 GHz, il reste utile d’y laisser le moins de trafic lourd possible. Les ordinateurs, consoles et téléviseurs gagnent à rester sur le 5 GHz, ou mieux, à passer en filaire quand la pièce le permet. Chaque appareil retiré de la bande basse rend du temps d’antenne aux capteurs.
Ce qu’il faut retenir
- Le 2,4 GHz porte environ deux fois plus loin que le 5 GHz et traverse nettement mieux les murs, mais ne dispose que de trois canaux réellement indépendants.
- Le 5 GHz offre une vingtaine de canaux et un débit cinq à dix fois supérieur, au prix d’une portée réduite et d’interruptions possibles liées au DFS.
- La quasi-totalité des objets connectés n’embarque qu’une radio 2,4 GHz, pour des raisons de coût, de consommation et de portée.
- Leur besoin en débit est très faible : moins de 1 kbit/s pour une prise, 2 à 4 Mbit/s pour une caméra 2K en H.265.
- La cause d’échec d’appairage la plus fréquente est un nom de réseau unique partagé entre les deux bandes.
- Deux noms de réseau distincts, un canal 2,4 GHz fixé en largeur 20 MHz et un chiffrement WPA2 ou mixte résolvent la majorité des problèmes durables.
- Au-delà de vingt appareils, c’est le temps d’antenne qui limite, pas la portée : désactiver les débits 802.11b et viser un RSSI supérieur à -65 dBm.