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RÉSUMÉ
La mise en place d’essais CEM sur un système peut se révéler complexe pour des raisons de taille ou de coût ; des alternatives doivent alors être trouvées pour réaliser ces essais. Les difficultés portent sur la configuration du spécimen servant à la qualification, mais aussi sur la représentativité. Cet article présente les critères de succès, la sélection des modes de fonctionnement et les paramètres d’influence dans la préparation des essais ainsi que la mise en œuvre des mesures qui doit être la moins intrusive possible au risque de compromettre les résultats. Tous ces points seront abordés et illustrés par des exemples concrets d’essais menés dans le domaine des lanceurs spatiaux.
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Florent TODESCHINI : Ingénieur CEM - ArianeGroup, Les Mureaux, France
INTRODUCTION
Cet article décrit la démarche qui conduit aux essais CEM pouvant être déroulés sur un système. L’approche sous système est implicitement comprise dans la démarche. La qualification CEM sur un système de grande dimension implique un certain nombre de contraintes qu’il est nécessaire d’anticiper, afin que les objectifs de ces mêmes essais soient atteints.
Les difficultés rencontrées pour mener à bien des essais systèmes sont nombreuses. Des questions telles que la représentativité du système, les ambiances électrique/électromagnétique à appliquer au spécimen, les modes fonctionnels durant lesquels les sollicitations doivent être appliquées sont autant de paramètres à maîtriser afin que les essais menés respectent un objectif de coût. D’ailleurs, cette question de prix pousse à une optimisation dans les choix des configurations de test.
Quand les dimensions d’un système sont trop importantes ou que sa disponibilité ne permet pas d’envisager des essais de qualification sur ce spécimen, une validation reposant à la fois sur des essais partiels (sous-système) et des modélisations numériques est à envisager. Dans ces cas, les objectifs des essais sont alors redéfinis, car ils doivent permettre de vérifier la convergence des modèles numériques utilisés dans l’évaluation des ambiances CEM.
Au-delà du spécimen utilisé pour des essais systèmes, une attention doit également être portée sur l’environnement dans lequel le système se trouve. En effet, il est indispensable que les moyens de mise en œuvre ne soient pas intrusifs dans le déroulement des essais au risque de rendre caducs les résultats obtenus. Qui plus est, la maîtrise des conditions de test doit permettre de reproduire les conditions opérationnelles du système.
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- Version archivée 1 de févr. 2013 par Soizic DUBOIS
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Comment réaliser les essais de qualification système
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1. Démarche qui conduit aux essais CEM d’un système
La qualification CEM d’un système intervient en fin de développement. Avant d’atteindre cette phase, un certain nombre de jalons doivent être franchis entre l’établissement des spécifications systèmes, les travaux d’analyses/calculs, la déclinaison des contraintes vers les produits, le développement de ceux-ci, leur qualification et enfin le prononcé de la qualification finale du système.
Qui dit qualification CEM, dit spécifications CEM. Ces dernières sont établies pour assurer d’une part la bonne cohabitation des équipements électroniques une fois installés dans le système, mais aussi pour définir la tenue aux ambiances électromagnétiques externes au système, à savoir la foudre ou des champs forts par exemple. Précisons qu’au-delà des équipements électriques/électroniques, dans certains systèmes, les produits pyrotechniques, qui peuvent être sensibles à des environnements électromagnétiques, font partie du système et à ce titre, doivent aussi faire l’objet de démonstrations de robustesse. Dans ce cas, la spécification CEM s’applique aussi.
Partant de la spécification système, la spécification CEM peut être re-déclinée vers les différents produits selon leur appartenance à une chaîne électrique spécifique ou alors à une zone particulière du système. Par exemple, un convertisseur ou un émetteur radioélectrique, de par leur fonction, génèrent des champs électromagnétiques qui peuvent être contraignants vis-à-vis d’autres produits. Dans l’éventualité d’une proximité dans le système, il peut s’avérer nécessaire de durcir les spécifications de ces produits. Précisons que l’optimisation des essais de qualification CEM système pourra privilégier certains tests dans un tel cas de figure, lorsqu'un risque de susceptibilité est avéré. D’une certaine manière, l’identification des points durs en amont du développement fait déjà partie de la qualification, puisque l’anticipation des éventuels problèmes doit permettre de lever des doutes au travers de modélisation numérique ou d’essais sur maquette.
Dans un processus industriel, la rédaction de la spécification au démarrage d’un développement implique qu’à terme, un certain nombre de vérifications devront être effectuées pour apporter...
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Démarche qui conduit aux essais CEM d’un système
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - PERDRIAU (R.), MAURICE (O.), DUBOIS (S.), RAMDANI (M.), SICARD (E.) - Exploration of radiated electromagnetic immunity of integrated circuits up to 40 GHz. - IEEE Electronics Letters (2011).
-
(2) - MAURICE (O.), REINEX (A.), DUBOIS (S.), BRINDEJONC (V.) - Topologie, graphes et analyse tensorielle des réseaux pour la physique et la comptabilité électromagnétique en particulier. - Sur le site http://olivier.maurice.pagesperso.orange.fr/topologie_PLP_v5.3 –f.pdf (2010).
-
(3) - DEMOULIN (B.), BESNIER (P.) - Les chambres réverbérantes en électromagnétisme. - Ed. Lavoisier (2010).
-
(4) - * - NASA – System Guidelines for EMC Safety-Critical Circuits : Design, Selection, and Margin Demonstration – NASA Contractor Report 4759 (1996).
-
(5) - Space engineering – Electromagnetic compatibility handbook. - ECSS-E-HB-20–07A (2012).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Space engineering – Electromagnetic compatibility Rev. 1. - ECSS-E-ET-20-07C - Février 2012
-
- EUROCAE-ED-81/SAE ARP 5413 - Mai 1996
ANNEXES
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