La radiodiffusion, ou radio dans le langage courant (par apocope), également appelée radiophonie, est l'émission de signaux par l'intermédiaire d'ondes électromagnétiques destinées à être reçues directement par le public en général et s'applique à la fois à la réception individuelle et à la réception communautaire. Ce service peut comprendre des émissions sonores, des émissions de télévision ou d'autres genres d'émission. Il s'agit d'une forme de radiocommunication.
Le terme radio est souvent utilisé pour toute la chaîne de conception et de réalisation d'émissions de radio, la transmission avec les émetteurs radio et la réception au travers des postes de radio. Cette abréviation désigne de façon générale le média utilisant ces techniques.
Le 23 décembre 1900 est expérimentée la première transmission sans fil (TSF) de la voix humaine dans la station météorologique de Cobb Island (petite île du Potomac), par l'ingénieur canadien Reginald Fessenden.
Le 26 décembre 1906 a lieu le premier essai transatlantique d'émission d'un programme de radio entre Brant Rock (Massachusetts) aux États-Unis et Machrihanish (en) en Écosse, par l'ingénieur Reginald Fessenden : il diffuse un enregistrement phonographique du Largo de Haendel, joue Minuit, chrétiens (O Holy Night) au violon, lit un bref extrait d'un évangile et clôt sa transmission par « Joyeux Noël ».
À Paris, le 5 novembre 1898, Eugène Ducretet fait une démonstration publique de transmission par « télégraphie sans fil » entre la tour Eiffel et le Panthéon. À la suite des travaux de l'Américain Lee De Forest (1906), on passe de la « télégraphie sans fil » à la « téléphonie sans fil ».
Afin d'éviter la destruction de la tour Eiffel, Gustave Eiffel propose en 1903 les services de sa tour métallique à Gustave Ferrié, pionnier de la télégraphie sans fil, qui utilisait jusque-là des ballons qui dépliaient dans les airs des antennes reliées au sol. Gustave Ferrié tend donc cette année-là six fils d’antenne qui partent du sommet de la tour. Afin d’éviter les crépitements d’étincelles de l’émetteur, gênants pour le voisinage, la station de radio est enterrée sous le Champ-de-Mars. Par ces expérimentations, Gustave Ferrié espère convaincre l'armée de la pertinence du développement de la radio.
À cette époque, en effet, l'usage de la radio se limite aux usages militaires et maritimes, et la Marine nationale utilise la TSF dès 1905. On installe de nombreux émetteurs, tant en métropole que dans les colonies et, en 1906, l'Armée de terre place ses propres émetteurs sur la tour Eiffel. Les PTT utilisent également la TSF pour des liaisons de télégraphie. Les événements de la Grande Guerre conduisent, à partir du 28 septembre 1914, à encadrer strictement l'usage de la radio.
La première émission régulière de radiodiffusion date du 28 mars 1914 à partir d'une station installée dans les dépendances de la résidence royale du château de Laeken en Belgique à l'instigation du roi des Belges Albert Ier. La première émission comportait un concert en l'honneur de son épouse, la reine Élisabeth. Pour qu'elle ne tombe pas aux mains des Allemands lors de l'invasion de la Belgique, l'antenne fut dynamitée.
En 1919, Montréal est la première ville au monde où une station, XWA qui appartient à la filiale canadienne de la Marconi, diffuse du contenu selon un horaire régulier. Elle devient l’année suivante CFCF.
En France, dans les années 1920 à 1930, le public se restreint à une minorité de passionnés et de bricoleurs capables de confectionner eux-mêmes leurs propres postes récepteurs.
L'historien Eric Hobsbawm rapporte qu'aux États-Unis, ce médium, quasiment inconnu au sortir de la Première Guerre mondiale, touchait dix millions de foyers en 1929, plus de vingt-sept millions en 1939 et plus de quarante en 1950, et il ajoute : « la radio transforma la vie des pauvres, et surtout des ménagères, comme rien ne l'avait encore fait. Désormais, les plus solitaires ne devaient plus jamais être tout à fait seuls. Ils avaient à leur disposition toute la gamme de ce qui pouvait se dire, se chanter, se jouer ou s'exprimer autrement par la voie du son ».
En 1938 est inaugurée à Bruxelles la première vraie maison de la radio installée à la place Flagey. Construite par l'architecte Joseph Diongre avec des fonctionnalités spécialement adaptées aux techniques radiophoniques, elle est aussi, à l'époque, la plus grande et la plus moderne maison de la radio au monde. Elle abrite 500 personnes avec cinq orchestres et contient des studios conçus pour accueillir un important public pour lequel ce nouvel édifice est un lieu de spectacles puisque l'on peut y assister à des concerts et des émissions de théâtre radiodiffusé. Et c'est de là que seront expérimentées, dès 1951, des émissions de télévision non encore destinées au public avant les vrais débuts de la télévision belge en 1953.
Dès le début de la Seconde Guerre mondiale, des installations dites « secrètes » émettent depuis le champ de courses de la commune bruxelloise de Boitsfort dans le but d'échapper aux bombardements. À l'arrivée de l'armée allemande, les émissions sont interrompues le 14 mai 1940, mais reprennent dans le bâtiment de la radio place Flagey sous l'égide de collaborateurs de l'Allemagne sous le nom de Radio Bruxelles. Mais, dès octobre, les émissions belges libres reprennent à Londres sous l'appellation de Radio Belgique. Les voix des émissions belges — installées à Londres, à la BBC — sont Victor de Laveleye en français et Jan Moedwil en néerlandais. C'est Victor de Laveleye qui lança le signe du V à l'adresse des auditeurs belges qui écoutaient, malgré l'interdiction allemande, les voix belges de Londres. Ce signe du V pour victoire que les Belges pouvaient facilement et discrètement exécuter avec l'index et le majeur de la main, à la barbe de l'occupant, eut un grand succès en Belgique. Il se répandit même en dehors du pays et fut repris et annexé par Winston Churchill qui l'arborait en public au point que l'invention lui en a été attribuée.
La radiodiffusion définit la transmission des sons : la voix humaine et les signaux audio par les ondes. Dans un émetteur radiophonique, les sons sont transformés en signaux électriques basse fréquence (signaux de modulation), ils sont superposés à une onde à haute fréquence (onde porteuse) et, envoyés dans une antenne qui les transforme en ondes électromagnétiques.
Différentes techniques de modulation des ondes sont utilisées en radiodiffusion :
la modulation d'amplitude (AM) ;
la modulation de fréquence (FM) ;
l'OFDM utilisé pour le DAB+ (radiodiffusion numérique) depuis le 20 juin 2014 à Paris, Marseille et Nice ; et plus récemment, depuis juin 2018 dans les grandes villes des Hauts-de-France (Lille, Calais, Dunkerque, Valenciennes, etc.), depuis décembre 2018 à Lyon et Strasbourg, depuis juillet 2019 à Nantes, Saint-Nazaire et la Roche-sur-Yon, et enfin depuis octobre 2019 à Rouen et au Havre.