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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Lire l’articleAuteur(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 :
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la résolution de problèmes conduits sur une carte électronique ;
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la gestion des perturbations entre antennes embarquées ;
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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
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- Version courante de nov. 2018 par Florent TODESCHINI
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Techniques topologiques. Diakoptique6. Les environnements radiatifs naturels (ERN)
Les particules radiatives sont naturellement présentes dans l'environnement spatial et terrestre, on parle d'environnement radiatif naturel (ERN). Ces ENR consistent en un ensemble complexe de particules (neutron, proton, électron, ions lourds) présentant une large gamme d'énergie, nous distinguons donc les ERN spatial et atmosphérique (avionique et sol).
Les principales composantes de l'environnement radiatif spatial sont classées, suivant leur origine, en quatre catégories : les ceintures de radiations, le vent et les éruptions solaires ainsi que le rayonnement cosmique. Le 1 donne la provenance et la nature des particules rencontrées dans l'espace ainsi que leur énergie et leur flux dans la magnétosphère qui sont très variables. Notons que les particules concernées sont essentiellement des électrons, des protons et des ions lourds de diverses origines et énergies. Les électrons et les protons sont responsables de la dose intégrée, les ions lourds et les protons sont responsables de phénomènes spécifiques rassemblés sous le vocable SEP (Single Event Phenomena).
La Terre et son environnement immédiat sont protégés par la magnétosphère. Celle-ci constitue un véritable écran semi-perméable laissant passer certains photons mais arrêtant la plus grande partie des radiations issues de l'espace. Les particules qui franchissent cette barrière naturelle présentent une dangerosité croissante vis-à-vis de la fiabilité des systèmes électroniques terrestres modernes. Après avoir subi les effets filtrants du vent solaire et du champ magnétique terrestre, les particules ionisantes primaires qui parviennent à pénétrer dans la haute atmosphère vont interagir avec les atomes de l'air soit en perdant une partie de leur énergie par ionisation, soit, pour les particules les plus fortement énergétiques, en provoquant des réactions nucléaires. La plus grande partie de ces réactions nucléaires est due aux protons, les plus abondants. Les particules secondaires générées sont essentiellement les neutrons, protons, électrons, muons, pions, photons. Cet environnement radiatif est donc fonction de l'altitude car la masse d'air de l'atmosphère constitue à la fois un blindage et un convertisseur pour le rayonnement galactique et extragalactique incident. Cet environnement radiatif est également fonction de la latitude et de la longitude car le champ magnétique terrestre constitue un blindage pour le rayonnement incident. La 11...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - MAURICE (O.) - Compatibilité électromagnétique des systèmes complexes. - Hermès-Sciences, (2007).
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(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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