Présentation
EnglishRÉSUMÉ
L’objectif de cet article est d’analyser chaque type d’essai en compatibilité électromagnétique et permettre d’identifier l’impact que peut avoir l’installation d’essai, le positionnement des câbles, les liaisons reliées à l’équipement de simulation. La préparation du setup de l’essai mais aussi le mode de fonctionnement de l’équipement sont des éléments à définir précisément. L’état d’industrialisation de l’équipement sous test aura lui aussi un impact sur le résultat de certains essais. Le développement des bancs de simulation sera abordé, ainsi que leur installation dans le laboratoire. Pour des essais d’investigation ou de mise en conformité, cet article vous proposera une démarche simple pour pouvoir aboutir à des conclusions claires.
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Thierry SEGOND : Expert CEM Sagem Défense Sécurité - Groupe SAFRAN
INTRODUCTION
Pratiquer des essais de compatibilité électromagnétique demande une préparation sans faille. Les difficultés rencontrées peuvent être multiples et inattendues. Le manque de préparation, l'installation de l'équipement sous test qui peut être hasardeuse ou non figée, la sensibilité des moyens mis en œuvre pour contrôler l'équipement sous test, la pollution électromagnétique générée par ces équipements de contrôle, le mode de fonctionnement de l'équipement sont autant d'éléments qui peuvent amener à des essais ne permettant pas de tester un système dans les conditions attendues.
Tous ces éléments amènent à des configurations de test qui compliquent la reproductibilité (problématique d'une installation identique pour des essais effectués dans différents laboratoires, ou différentes cages de Faraday) d'un essai.
Ces problèmes de reproductibilité sont encore plus évidents lors des essais de mesure (marquage CE) du champ électrique en cage de Faraday à des distances de un ou trois mètres, avec une hauteur d'antenne fixe (en général un mètre) et la face avant de l'équipement (par convention) présentée à l'antenne. Ces essais doivent être confirmés par des essais en espace libre à une distance de dix mètres, avec une hauteur d'antenne variable entre un et quatre mètres et une variation de la face de l'équipement présenté à l'antenne qui peut varier de 360 degrés. L'objectif de ces variations est la maximisation de chaque fréquence mesurée. Pour des mesures au-delà de quelques centaines de mégahertz, il peut être constaté des variations de plusieurs dizaines de décibels à cause de la directivité des perturbations mesurées (rayonnement de fente d'un boîtier par exemple).
Un des autres problèmes rencontrés est celui des équipements testés en phase de prototypage, c'est-à-dire quelquefois assez éloignés de leur futur état d'industrialisation, ce qui ne permet pas de statuer sur la conformité de l'équipement final. Les essais pratiqués sur des cartes électroniques comportant des modifications filaires montrent qu'elles ont un comportement différent des cartes finales. En effet, le cycle en V démontre qu'il n'y a aucun intérêt à tester un prototype dont on n'a pas pu démontrer la représentativité. Toutefois, bon nombre de sociétés n'ont pas encore adopté le cycle en V dans leur processus qualité de développement pour la CEM. De plus, des nombreux concepteurs ne se rendent pas compte de l'impact que peut avoir le simple changement de technologie d'un condensateur sur certains des résultats obtenus en essais CEM.
Tous ces essais peuvent durer longtemps, ce qui a un impact sur le coût. L'objectif de cet article est donc de sensibiliser aux bonnes pratiques d'installation, ainsi que d'identifier les points clés pour éviter les erreurs qui amènent à reprendre tout ou partie d'une campagne d'essais.
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1. Essais en mode conduit
1.1 Immunité conduite
Ce type d'essai a pour but de vérifier le bon comportement d'un équipement vis-à-vis de perturbations rayonnées se couplant sur les câblages et générant ainsi des courants (de la puissance au sens général, puisque l'on couple des courants et des forces électromotrices – fém) principalement de mode commun. La bande de fréquence de ces puissances, dans le domaine civil, est comprise entre quelques dizaines de kilohertz et quelques dizaines de mégahertz. Dans les domaines militaire et aéronautique, la bande de fréquence d'agression s'étend jusqu'à 400 MHz. Ainsi, malgré qu'il s'agisse d'un essai conduit, compte tenu des fréquences hautes rencontrées, des phénomènes rayonnés peuvent intervenir dans la dispersion des résultats d'essai (voir article [R 930]).
HAUT DE PAGE
Pour ce type d'essai, un grand soin doit être porté au câblage. Celui-ci doit être représentatif des câblages mis en place lors de l'exploitation de l'équipement en termes de qualité et de reprise de blindage. Par exemple, pour un essai sur un ordinateur, les normes civiles demandent qu'il y ait au moins un câble par type de connecteur. Le premier réflexe est d'équiper l'ordinateur de câblage blindé par tresse (exemple : câble RS232 avec coque métallique). L'utilisateur final utilisera lui un câble bon marché. Un des problèmes le plus répandu est l'utilisation de câbles vendus sous des noms prometteurs tels que : « rfi », « cem », « blindé », « emc », etc., mais qui qualitativement ne sont pas construits dans les règles de l'art. Une démarche robuste nécessite donc de qualifier l'ordinateur avec un câble non blindé et de s'assurer que l'électronique est capable de gérer les agressions.
Tout câble « blindé »...
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Essais en mode conduit
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - DEGAUGE (P.), HAMELIN (J.) - Compatibilité électromagnétique : bruit et perturbations radioélectriques. - Dunod (1990).
-
(2) - CHAROY (A.) - Compatibilité électromagnétique. - 2e édition série EEA, Dunod, Paris (2005).
-
(3) - IANOVICI (M.), MORF (J.-J.) - Écoles polytechniques fédérales de Lausanne et de Zurich. - Presse Polytechnique Romandes, 2e édition modifiée et corrigée.
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Environmental conditions and test procedures for airborne equipment Il s'agit d'un standard de test environnemental sur les composants aéronautiques (publié par RTCA, Incorporated) - DO 160 -
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Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods – Part 1-4 : Radio disturbance and immunity measuring apparatus – Antennas and test sites for radiated disturbance measurements - CISPR 16-1-4 -
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Requirements for the control of electromagnetic interference characteristics of subsystems and equipment - MIL STD 461 -
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Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4 : Techniques d'essai et de mesure – Section 2 : Essais d'immunité aux décharges électrostatiques. C'est une publication fondamentale en CEM - EN 61000-4-2 -
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Compatibilité électromagnétique (CEM). Partie 4-4 : Techniques d'essai et de mesure. Essais d'immunité aux transitoires électriques rapides en salves - EN 61000-4-4 -
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Environmental conditions and tests requirements associated to qualification - ABD 100.1.2 -
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