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Auteur(s)
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Bernard DEMOULIN
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Pierre DEGAUQUE : Professeurs à l’Université de Lille-1 Laboratoire de Radio Propagation et Électronique UPRESSA CNRS 8023
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Les blindages électromagnétiques ont pour but de protéger des installations électroniques (ou électriques) contre les effets redoutables de certains couplages électromagnétiques. Un blindage permet d’accroître l’immunité électromagnétique d’un équipement ; cette fonction est aussi réversible puisqu’elle peut réduire l’amplitude de rayonnements indésirables. Face aux phénomènes de perturbations électromagnétiques, le blindage réagit comme une frontière physique, isolant les composants sensibles aux perturbations ou confinant les sources rayonnantes dans un volume restreint. Pour diverses raisons, surtout liées à la nature physique des matériaux qui composent le blindage ainsi qu’aux contraintes technologiques imposées par leur fabrication ou leur installation, cette frontière n’est pas totalement imperméable. Un parasite résiduel peut donc pénétrer dans la zone protégée par le blindage.
Comme le précisent les définitions usuelles rappelées dans le premier paragraphe de l’article, on attribue aux blindages une efficacité. Il peut s’agir d’un rapport d’amplitude ou d’un paramètre linéique homogène à une impédance. La protection apportée par les blindages se résume dans la plupart des cas à une association de composants où se conjuguent des câbles blindés, des enceintes blindées et des connecteurs. Les paragraphes qui composent la suite de l’article vont examiner les causes physiques qui rendent les blindages imparfaits ainsi que les méthodes qui permettent de calculer ou mesurer leur efficacité. Pour conclure, sont évoquées les protections complémentaires qui accompagnent bien souvent l’action réductrice des blindages ; en particulier, on signalera les câbles filtrants, les limiteurs d’amplitude et les blindages à effet de surface.
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- Version courante de févr. 2024 par Bernard DÉMOULIN, Pierre DEGAUQUE
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Protections complémentaires aux blindages
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6. Pénétration des câbles blindés dans un équipement électronique
Le blindage des câbles constitue la voie naturelle d’écoulement de courants parasites dont l’amplitude peut varier de quelques dizaines de milliampères à quelques kiloampères.
La partie extérieure du blindage agit vis-à-vis de son environnement extérieur comme une source de perturbation. En particulier, cette source peut se coupler avec le réseau de masse d’un équipement et produire des parasites qui peuvent atteindre des composants électroniques sensibles. Pour en réduire l’amplitude ou les éliminer, il faut agir sur la topologie des circuits de masse et veiller au bon usage des blindages. Les exemples qui vont suivre se rapportent à plusieurs scénarios dans lesquels la perturbation induite par le courant circulant sur le blindage d’un câble peut évoluer dans des rapports extrêmement conséquents.
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La figure 15 illustre un circuit imprimé PCB relié à un câble blindé C ; le circuit est installé à l’intérieur d’un container métallique E. Le blindage du câble n’a qu’un point de contact avec la piste de zéro électronique de la carte g, sans autre contact avec le châssis métallique porté à la terre T.
L’autre extrémité de la piste g fait contact avec la masse de l’équipement au moyen de la connexion lg.
La topologie de la figure 15 force le courant I S qui circule sur le blindage à emprunter la piste de zéro avant de s’écouler vers la terre via la connexion lg.
Ce genre de disposition est propice à la génération de parasites de grande amplitude qui peuvent menacer les composants électroniques sensibles implantés sur le circuit imprimé.
Deux phénomènes interviennent simultanément : un couplage par l’impédance commune de la piste g auquel s’ajoute son rayonnement local.
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Un moyen de réduire l’amplitude des parasites consiste à déplacer la connexion lg au point où aboutit le blindage du câble comme l’indique le schéma de la figure 16 :
I S ne circule cette fois que dans la connexion Ig ; le seul effet nuisible au bon fonctionnement du circuit imprimé est le couplage avec la connexion lg qui engendre heureusement des parasites de bien plus faible amplitude puisque les pistes du circuit imprimé ne sont plus...
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BIBLIOGRAPHIE
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HAUT DE PAGE2.1 Commission électrotechnique internationale (CEI-IEC)
CEI-96-1, Câbles pour fréquences radioélectriques, prescriptions générales et méthodes. Édition 1993.
CEI-96-2, Câbles pour fréquences radioélectriques. Spécifications particulières de câbles. Édition 1997.
CEI-96-3, Câbles pour fréquences radioélectriques. Prescriptions générales et essais applicables aux câbles coaxiaux, unitaires, pour utilisation dans les réseaux de distribution par câbles. Édition 1982.
CEI/TR3 61 917, Câbles, cordons...
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