Une installation qui vient d’être mise en service, un portique d’expédition, un taux de lecture à 100 %. Sauf que le portique compte aussi les palettes stockées trois mètres derrière. Une antenne RFID ne se choisit pas sur sa portée mais sur la zone qu’elle doit couvrir sans déborder : far field pour arroser large, antennes 4-ring pour viser à moyenne distance, near field pour confiner à un mètre. Lire loin est facile. Lire juste ce qu’il faut est le vrai travail.
Jean-Luc Boffety, ingénieur RFID chez CIPAM, spécialiste de la RFID passive, conçoit des points de lecture fixes depuis des années. Sa façon de poser le problème tient en une phrase.
On ne vise pas un tag comme on vise un code-barres.
Jean-Luc Boffety, ingénieur RFID chez CIPAM
Un lecteur code-barres a besoin qu’on le pointe. Une antenne RFID éclaire un volume. Tout ce qui se trouve dans ce volume répond, que vous l’ayez voulu ou non. C’est cette différence de nature qui commande le choix.
Ce que vous achetez vraiment en achetant une antenne
Pas de la portée. Trois caractéristiques, que les fiches techniques appellent parfois autrement mais qui reviennent toujours aux mêmes questions.
- L’angle d’ouverture. La largeur du cône dans lequel l’antenne travaille. Un angle large couvre un passage entier. Un angle étroit isole un poste.
- La dispersion. Ce qui déborde du cône utile. C’est elle qui va lire la palette voisine.
- La portée. La distance de travail. Elle découle en grande partie des deux premières, elle ne se règle pas indépendamment.
La puissance du lecteur n’est pas dans cette liste, volontairement. Monter la puissance élargit la zone de lecture dans toutes les directions, y compris celles qui vous posent problème. C’est la raison pour laquelle le réglage se fait sur l’antenne avant de se faire sur le lecteur.
Les trois familles et ce qu’elles couvrent
| Ce que vous voulez faire | Famille d’antenne | Portée de travail |
|---|---|---|
| Arroser, lire tout ce qui passe | Far field, type FEIG ou Zebra Motorola AN480 | Large |
| Viser à moyenne distance sans trop disperser | Antennes 4-ring | Intermédiaire |
| Confiner strictement à un poste | Near field | 1 m maximum |
Les trois existent chez la plupart des fabricants. Le choix ne se joue pas sur la marque, il se joue sur ce que vous voulez que l’installation ignore.
Arroser : le far field
C’est la famille des portiques d’expédition et des passages de chariots. Angle large, portée importante, aucune prétention à la sélectivité. Vous lisez la palette qui passe, ses voisines si elles sont dans le champ et parfois le chariot lui-même.
Ordre de grandeur des passages couverts : 5 à 6 m de largeur couramment. Au-delà, cela devient un projet en soi. CIPAM a équipé chez un constructeur aéronautique des passages de plus de 6 m, avec lecture simultanée des chariots et des pièces transportées.
Le far field est le bon choix quand tout ce qui franchit le passage doit être compté. Il devient le mauvais choix dès qu’il existe, à portée, des tags qui ne doivent pas l’être. Cet effet de bord est détaillé dans notre article sur le choix entre portique et terminal mobile.
Viser : les antennes 4-ring
Le compromis, le plus courant en pratique. Ces antennes couvrent une distance intermédiaire en gardant un faisceau plus tenu qu’une antenne long range. Ce sont celles retenues sur les totems de lecture conçus par CIPAM.
Le cas typique : un poste de contrôle où l’opérateur présente une caisse ou passe un bac, avec du stock à quelques mètres derrière. Un far field lirait le stock. Un near field obligerait l’opérateur à coller l’objet contre l’antenne, ce qui ralentit le geste. La 4-ring tient les deux bouts.
Confiner : le near field
Un mètre maximum, par construction. C’est une contrainte qu’on achète délibérément, pas une limite qu’on subit.
L’exemple que donne Jean-Luc est un totem devant lequel l’opérateur présente un sac, à 50 cm ou 1 m de l’antenne. « C’est un peu le principe de la caisse Décathlon. » Ce qui est dans le sac est lu. Ce qui est posé sur le comptoir d’à côté ne l’est pas. Le confinement devient une garantie fonctionnelle.
Quand le near field a du sens :
- Un poste de comptage unitaire où il faut certifier que seul l’objet présenté a été lu.
- Une zone dense, où des tags se trouvent à quelques mètres de tous les côtés.
- Un contrôle de sortie, où compter en trop est plus grave que compter en moins.
Quand l’antenne seule ne suffit pas : grillage et lidar
Deux moyens de confiner qui n’ont rien à voir avec le catalogue d’antennes et qu’on oublie souvent de mettre dans la balance.
Le grillage. Une grille métallique correctement placée fait écran aux ondes. Elle coûte moins cher qu’une antenne spécifique et elle règle des cas où aucun choix d’antenne ne suffisait. Le métal, qui est le principal ennemi de la RFID sur les supports, devient ici un outil.
Le lidar. Il ne limite pas la lecture, il la qualifie. On détecte le passage physique d’un objet et on ne retient que les tags lus pendant ce passage. Le débordement existe toujours, il cesse simplement d’être comptabilisé.
Le filtrage logiciel est le troisième moyen, avec une réserve importante. Il ne fonctionne que si vous avez un attendu : on vérifie que la palette lue est bien celle qu’on attendait. En inventaire à l’aveugle, pour affirmer qu’une palette se trouve à tel emplacement, le logiciel ne peut rien.
Combien d’antennes et où les mettre
Cette question ne se répond pas sur plan. Elle se répond par une étude de faisabilité. La méthode est toujours la même.
- Le contexte client. Qui fait le geste, à quel endroit, à quelle cadence, avec quels objets.
- Une implantation imaginée à partir des installations comparables déjà livrées.
- Des tests réels, avec les vrais objets, dans le vrai environnement.
Si les tests ne donnent pas le résultat attendu, la reprise suit un ordre précis : orientation du tag, puis choix du tag, puis nombre d’antennes, puis vitesse de passage, puis puissance. La puissance en dernier, toujours, parce qu’il existe deux façons de se tromper dessus. Être trop faible se voit tout de suite. Être trop puissant se voit trois mois plus tard, sous la forme de lectures qui n’auraient pas dû exister.
Si la lecture est déjà en production et se dégrade, l’ordre de diagnostic est différent : il commence par l’étiquette, pas par l’antenne. Nous le détaillons dans l’article consacré aux mauvais taux de lecture.
Le tableau de décision
| Votre situation | Vers quoi aller |
|---|---|
| Tout ce qui franchit le passage doit être compté, rien d’autre à portée | Far field |
| Passage de 5 à 6 m, quai d’expédition | Far field, plusieurs antennes |
| Poste de contrôle avec du stock à quelques mètres | 4-ring |
| Il faut certifier que seul l’objet présenté a été lu | Near field |
| Zone dense, tags de tous les côtés | Near field ou far field plus grillage |
| Vous avez un attendu à vérifier | Far field plus filtrage logiciel |
| Inventaire à l’aveugle, position à certifier | Confinement physique obligatoire |
Questions fréquentes
Comment fonctionne une antenne RFID ?
Elle émet un champ radio qui alimente les tags passifs situés dans sa zone de couverture, puis elle reçoit le signal que ces tags renvoient. Un tag passif n’a pas de batterie : toute son énergie vient de l’antenne. C’est pourquoi la portée dépend autant de l’antenne que du tag.
Quelle portée peut-on attendre d’une antenne RFID ?
De 1 m en near field à plusieurs mètres en far field. La portée annoncée au catalogue est un maximum théorique obtenu avec un tag favorable sur un support neutre. Sur du métal ou près d’un liquide, la distance réelle chute fortement, ce que nous expliquons dans l’article sur le choix de l’étiquette RFID.
Quelle est la différence entre far field et near field ?
La zone couverte, pas la qualité. Le far field travaille sur plusieurs mètres avec un angle large. Le near field est limité à un mètre environ, par conception, pour garantir qu’on ne lit rien au-delà. On choisit le near field quand la limite est l’objectif.
Faut-il une antenne à polarisation circulaire ou linéaire ?
Circulaire dès que l’orientation des tags varie, ce qui est le cas général en logistique. Une antenne linéaire porte plus loin à puissance égale, à condition que les tags se présentent toujours dans le même sens. Sur une palette filmée où les cartons sont posés dans tous les sens, la polarisation circulaire est le choix par défaut.
Combien d’antennes faut-il sur un point de lecture ?
Cela se détermine par des tests, pas par un calcul. Le nombre dépend de la largeur du passage, de la hauteur des charges et de l’orientation des tags. C’est l’objet de l’étude de faisabilité, qui vient après le choix du tag et avant le chiffrage définitif.
Combien coûte une antenne RFID ?
Quelques centaines d’euros pièce pour une antenne UHF de portique des grandes marques. Ce n’est pas là que se joue le budget : un poste de lecture fixe complet se situe entre 5 000 et 6 000 euros hors intégration et câblage, antennes comprises. Le détail figure dans notre comparaison entre poste fixe et terminal mobile.
Une antenne UHF peut-elle lire des tags HF ?
Non. Une antenne est accordée sur une bande de fréquence. Une antenne UHF ne lit pas de tags HF ou basse fréquence. L’inverse est vrai aussi. Il faut par ailleurs vérifier que le matériel est dans la bande européenne, un point qui coûte cher quand il est découvert après livraison : le suffixe de la référence le dit.
Quelle marque d’antenne RFID choisir ?
Times-7 pour la largeur de gamme, du long range au near field. Zebra Motorola AN480 est une référence de far field bien installée sur le marché. FEIG couvre également le far field. La marque compte moins que la famille : une antenne far field haut de gamme reste un mauvais choix sur un poste qui demandait du confinement.
Pour aller plus loin
- Étiquette RFID : c’est le support qui décide, pas le catalogue
- Portique RFID ou terminal mobile : le calcul qui tranche
- 70 % ou 99 % : d’où vient un mauvais taux de lecture RFID
Décrivez votre passage, nous dimensionnons l’antenne
Largeur du passage, hauteur des charges, présence de tags à proximité, cadence attendue. Ces quatre éléments suffisent à désigner la famille d’antenne et à dire si une étude de faisabilité sur site est nécessaire.
Cet article s’appuie sur un entretien avec Jean-Luc Boffety, ingénieur RFID chez CIPAM, spécialiste de la RFID passive. Les repères de portée et de largeur de passage sont des relevés de terrain issus de déploiements CIPAM. Les clients concernés ont été anonymisés.
