Article de référence | Réf : E1316 v1

Conception d'équipement en boîtier composite

Auteur(s) : Thierry SEGOND

Relu et validé le 04 mai 2017

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Présentation

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RÉSUMÉ

Dans l'environnement aéronautique, c'est le poids qui pousse les concepteurs vers l'utilisation des boîtiers en composite. C'est aussi le cas des développements dans le milieu de la défense pour les électroniques portées. Malheureusement, les contraintes normatives restent les mêmes et le blindage du boîtier disparaît. Pour d'autres environnements, c'est plus le design qui depuis de nombreuses années impose des boîtiers en composite comme pour les équipements multimédias, informatique ou GPS. Enfin les équipements ayant des contraintes d'isolement galvanique entre certaines fonctions sont, eux, passés depuis longtemps en boîtier composite, comme les systèmes de télécommunication ou en balnéothérapie. Cet article présente les règles de conception à appliquer en l'absence de métal jouant le rôle de blindage et de référence de potentiel.

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ABSTRACT

Equipement design with composite case

In the aeronautical environment it is the weight which pushes the designers towards the use of composite cases. It is also the case of the developments in the defense environment for the carried electronics. Unfortunately the normative constraints rest the same and the armor plating of the case Disappear. For other environments it is more the design which since severals years imposes cases in composite as for the multimedia, gps computing equipments. Finally equipments having constraints of galvanic insulation between certain functions they passed for a long time in composite case as the systems of telecommunication or in balneotherapy. This article presents some rules of design to be applied in the absence of metal playing the role of shielding or reference of potential.

Auteur(s)

  • Thierry SEGOND : Expert CEM Sagem Défense Sécurité – Groupe Safran (Massy, France)

INTRODUCTION

La conception en boîtier composite apporte un gain de poids. En aéronautique le gain est réalisé grâce à une surface moindre utilisée pour les filtrages. Vis-à-vis des contraintes liées à la foudre de plus en plus élevées, le passage en électronique flottante permet de ne plus à avoir de protection type diode « transil » devant écouler le courant d'agression. La contrainte devient une contrainte d'isolement vis-à-vis de la tension présentant la plus grande amplitude.

En télécommunications, l'isolement est fixé par des normes de sécurité électrique qui imposent, en fonction des types de réseau, des isolements en termes de tenue en tension pouvant atteindre plusieurs kilovolts entre la partie recevant le câble de communication et l'électronique numérique qui, elle, est référencée à la terre. Le composite apporte l'isolement et participe au design.

Dans le milieu de la balnéothérapie, l'électronique gérant les pompes à eau pour les baignoires voit des isolements pouvant atteindre les 8 kV entre le primaire et les fonctions électroniques de commande. L'étanchéité à l'eau impose des boîtiers composites.

Dans d'autres environnements, comme l'électronique installée dans un véhicule de course, l'isolement est plutôt fonctionnel : il permet d'éviter d'éventuelles pollutions par des retours de courant au châssis et là aussi le poids est un ennemi.

Dans le milieu de la mesure qualitative et du traitement de l'eau, les équipements sont souvent développés avec des structures en composite qui évitent le risque de corrosion du métal.

Cet article explique la problématique des systèmes électroniques sans boîtier métallique. En effet, la règle de l'art habituelle qui consiste à référencer les électroniques au châssis devient impossible. La qualité des découplages d'entrée / sortie se trouve dégradée par couplage dans l'air. Ensuite sont abordés les artifices à mettre en place en donnant les règles de l'art établies par l'expérience.

Glossaire – Définitions

Équipotentialité : equipotential bonding

Terme définissant une même référence pour plusieurs électroniques, installée ou pas sur une même carte et dialoguant ensemble. Cette référence doit être la même pour tous les acteurs à toutes les fréquences de perturbations.

Écran électrostatique : shielding plate

Tôle ou feuillard conducteur utilisé afin d'améliorer l'écoulement des perturbations en haute fréquence et par réciprocité de diminuer les couplages de perturbation directement sur un circuit imprimé.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-e1316


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - CHAROY (A.) -   Compatibilité électromagnétique – 2e édition.  -  Dunod (2005).

  • (2) - DON WHITE (consultant) -   Electric field strength common mode coupling into box – cable – box – ground loop area.  -  DWCI DWG fiche No 3178 rev D.

NORMES

  • Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4-2 : techniques d'essai et de mesure – Essai d'immunité aux décharges électrostatiques - EN 61000-4-2 - (éd 2009)

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