Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Par opposition à la CEM des composants ou des équipements électronique, l’approche de la CEM de niveau système présente des spécificités. Jusqu’au stade final de la qualification, il est important de maîtriser la définition du système et des travaux par phases successives. Ces étapes sont jalonnées par les spécifications, les analyses d’interactions entre les contributeurs CEM, les modélisations et des essais. Dans cet article, sont présentés les aspects spécifiques de la CEM rencontrés sur un système et la démarche incrémentale dans la logique de démonstration. Des exemples inspirés du domaine des lanceurs spatiaux seront utilisés pour illustrer les différents points évoqués.
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Unlike the EMC of components or electronic equipment, systems EMC presents specific features. Up to the final stage of qualification, it is important to master the definition of system and to work in successive phases. These stages are punctuated by specifications, analysis of correlations between EMC contributors, modeling and tests. In this article, we present specific aspects of EMC that we meet on a system, and the incremental approach in demonstration logic. Examples from the domain of space launchers are used to illustrate the different points raised.
Auteur(s)
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Olivier MAURICE : Senior Scientist au GERAC - Responsable technique d'études et recherches en CEM au GERAC
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Guillaume HUBERT : Maître de Recherche ONERA - Responsable des activités « Modélisation et prédiction des SEE » et « Caractérisation de l'ERN atmosphérique » à l'ONERA
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Evlin YALCIN : Thales
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Frédéric LAFON : Senior Expert CEM - Responsable de l'activité d'expertise CEM à Valeo
INTRODUCTION
Cet article aborde les problématiques de la CEM des systèmes. La notion de système est l'objet de travaux multiples et va au-delà de celle comprise en CEM. Cependant, on s'en inspire pour définir un système comme un regroupement d'électroniques reliées par des liaisons filaires ou antennaires et dévolu à la réalisation d'une fonction.
Aborder la CEM d'un système dans son ensemble est extrêmement compliqué, mais non impossible. Il faut introduire une part de probabilité pour pallier la méconnaissance ou les incertitudes. Plus modestement, les ingénieurs en CEM étudient tous les jours des systèmes plus ou moins complexes, et si aborder un système complet demande des ressources et des budgets rarement disponibles, morceler le système en parties de complexité réduite pour résoudre des problèmes particuliers attachés à des fonctions critiques est un travail régulièrement accompli.
Nous détaillons tout d'abord cette tâche essentielle, en commençant par le morcellement : l'analyse dite « topologique » du système et le découpage en couches de ses structures. Ce découpage permet d'identifier les fonctions électroniques embarquées puis d'établir la matrice d'interaction, ou matrice des gênes. De cette matrice vont découler des graphes établis pour l'analyse des risques CEM rattachés aux fonctions sous-jacentes. Les intersections entre fonctions mettant à jour des risques de perturbation dans la matrice sont étudiées une par une, en passant par la construction de schémas puis de graphes détaillés permettant, comme il a été expliqué dans l'article [E1302], de calculer ces interactions. Les risques sont ensuite levés par adjonctions éventuelles de protections ou simplement sans actions particulières s'il s'avère que les fonctions ne se perturbent pas.
Pour illustrer cette méthodologie, trois cas concrets sont présentés ainsi que trois façons d'étudier en détail et de résoudre ces cas :
-
la résolution de problèmes conduits sur une carte électronique ;
-
la gestion des perturbations entre antennes embarquées ;
-
les méthodologies attachées aux effets des rayonnements radiatifs naturels.
Ces trois cas sont des applications particulières des démarches exposées en introduction.
L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
KEYWORDS
EMC | system | electrical chains
VERSIONS
- Version courante de nov. 2018 par Florent TODESCHINI
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Matrice d'interactions1. Découpage du système en couches topologiques
La notion de topologie est souvent galvaudée. En mathématiques, le sens est précis : « Classification de l'espace, même si ce n'est qu'un plan ou une droite, et étude de ses déformations. Ensemble des ouverts d'un espace topologique. Domaine des mathématiques étudiant les propriétés des espaces topologiques et de leurs relations (dictionnaire wiktionary) ».
Suivant cette définition, que peut signifier une couche topologique ? On entend par là que l'on va essayer de classer les différentes vues que l'on a d'un système pour ensuite « découper » c'est-à-dire extraire l'une de ces vues du système complet afin de l'étudier séparément. On pourrait croire l'opération triviale, mais il n'en est rien. Malheureusement les éléments d'un système sont le plus souvent couplés entre eux.
Prenons un exemple simple. Un équipementier conçoit dans son entreprise un bus de communication. Il teste le bus et l'optimise pour avoir une communication la plus efficace possible dans les limites des performances du bus. Lorsque cette liaison sera insérée dans le système, les fils du bus vont être intégrés dans un toron comprenant beaucoup d'autres liaisons. De fait, les propriétés de transmission de la liaison vont être dégradées et ses performances diminuées. Inversement, si l'on désire étudier la robustesse de ce bus vis-à-vis d'agresseurs externes dans le système, on va être tenté d'extraire le bus pour calculer les couplages qui s'opèrent sur lui seul. Or ces mêmes couplages s'opèrent en réalité sur l'ensemble du toron.
Comment procéder ? En quoi la topologie peut-elle nous être d'une aide quelconque dans cette démarche ? Pour répondre à ces questions, il nous est nécessaire de revenir sur la notion d'échelles puis de rappeler les types d'interactions impliquées dans la CEM des systèmes et la notion de nature des champs, importante sur les couplages avec les champs électromagnétiques.
Lorsque nous regardons n'importe quel système, que ce soit un avion, la Terre, un fer à repasser..., nous effectuons immédiatement des projections entre notre vision du système et des échelles sur certaines des propriétés des systèmes. Qui n'a pas vu l'effet de grossissement présenté dans certaines séquences vidéo où l'on part d'une vue de la Terre entière pour terminer sur une personne, ou un objet particulier ?...
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Découpage du système en couches topologiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MAURICE (O.) - Compatibilité électromagnétique des systèmes complexes. - Hermès-Sciences, (2007).
-
(2) - CLAYTON (R. P.) - Analysis of multiconductor transmission lines - . Wiley (1994).
-
(3) - BENDHIA (S.), RAMDANI (M.), SICARD (E.) - Electromagnetic compatibility of integrated circuits – Techniques for low emission and susceptibility - Springer (2006).
-
(4) - RUEHLI (A.E.) - Equivalent Circuit Models for Three Dimensional Multiconductor Systems - . IEEE Transactions on Microwave Theory and thechniques, vol. 22, no 3, pages 216-221 (1974).
-
(5) - ZIEGLER (J. F.) et al - Effect of cosmic rays on computer memories - . Science, vol. 206, pp. 776-788 1979.
-
(6) - PICKEL (J. C.), and BLANDFORD (J. T.) - Cosmic-ray induced errors in Mos devices, - IEEE...
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