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Compatibilité électromagnétique en phase de maintenance

Le métier de la compatibilité électromagnétique (CEM) est difficile : nous avons pu en avoir un aperçu tout au long des différents articles sur le sujet. Dans les différents aspects de ce métier, un se distingue également par la grande difficulté qu’il y a à l’aborder : il s’agit de la maintenance des performances CEM d’un système au cours de sa vie opérationnelle. C’est ce sujet que nous abordons dans cet article, certainement pas de façon exhaustive, mais suffisamment couvert, nous l’espérons, pour donner des pistes de résolution aux ingénieurs qui seront confrontés à ce délicat problème.

Lorsque la fonctionnalité d’un système est mise en défaut, l’utilisateur s’en aperçoit souvent rapidement, soit par des alertes rattachées à une fonction critique, soit parce que l’indisponibilité de la fonction est mise à jour au moment où l’on désire l’utiliser. Par contre, une dégradation ou une perte de performances en CEM, ne remettant pas en cause le fonctionnel, ne sera découverte éventuellement que très tard : après une perte de fonction successive à une agression électromagnétique contre laquelle le système n’était plus protégé, ou parce que ce même système aura lui-même engendré une gêne dans l’utilisation des électroniques de son entourage.

Nous allons aborder la question de la maintenance des filtres, torsadages ou blindages (gestion de câbles) nécessaires à la conformité en émissions conduites ou rayonnées, puis celle de la maintenance des protections en immunité conduite ou rayonnée, après avoir brièvement rappelé les différentes techniques de protection : par filtrage, écrêtage, torsadage ou blindage, « stubs » et circulateurs en hyperfréquences ou encore avec les protections logicielles. Le terme « torsadage » est du jargon métier et signifie que l’on réalise une torsade avec deux fils électriques, ce qui a pour effet de diminuer le couplage entre la ligne constituée de ces deux fils et des champs électromagnétiques.

Dans chaque cas, nous posons les origines des dérives potentielles de performances pendant la vie du système, puis nous regardons si une maintenance est nécessaire et, si elle l’est, nous présentons différentes solutions à même de la supprimer ou de la réduire à sa plus simple expression.

La maintenance CEM s’inscrit dans le travail de Sûreté De Fonctionnement (SDF) attaché au système développé. Une maintenance signifie que les durées de maintien des performances sur certains composants sont inférieures à la durée de vie du système. C’est typiquement le filtre que l’on remplace sur les véhicules automobiles avant que la voiture elle-même soit bonne pour la casse ! La CEM suit cette démarche, mais se démarque de la SDF ordinaire en ce sens que l’on considère en CEM deux notions : la perturbation et la dégradation. La SDF considère usuellement la perte de fonction, l’indisponibilité – donc la notion de dégradation. La perturbation au sens de la CEM, qui reste très fugitive en durée, n’est pas considérée généralement par la SDF, en tout cas pas formellement dans les calculs standards exécutés. Mais, cette perturbation est à même de faire dévier le système de sa mission. D’une indisponibilité non mesurable au niveau composant, on arrive à une défaillance système dans sa mission. Ce comportement est très attaché à la CEM. Cela découle simplement de la part grandissante de l’électronique dans la conduite des systèmes modernes. On retrouve un peu la même distinction en médecine : entre une atteinte au système nerveux et une perte de fonctionnalité motrice.

Lorsque cela est possible, on essaiera d’éviter la perturbation, la situation la plus confortable où l’électronique est insensible à l’environnement agresseur : c’est notre peau qui lutte constamment contre des microbes et nous rend insensible à leurs attaques.

Si on ne peut pas éviter la perturbation, on évitera la destruction. Dans ce cas, il y a souvent indisponibilité temporaire d’une fonction, mais l’on peut retrouver la fonctionnalité tout de suite après la fin de l’agression. Il s’agit plus des globules blancs, des vaccins, de la fièvre. Ces processus ne nous empêchent pas de contracter la maladie, mais ils nous en prémunissent et l’éradiquent plus ou moins rapidement. Enfin, en dernier recours, on peut accepter la dégradation d’une électronique pour continuer la mission en mode dégradé ou de survie, ou bien changer d’électronique dans une architecture redondée. Ces considérations, ainsi que les objectifs de SDF fixés, entrent en compte dans la stratégie de maintenance mise en place. Nous ne rentrons pas ici dans ce niveau de détail, il faut juste savoir qu’il s’agit de démarches de bon sens et de cohérence entre les objectifs de sécurité, de coûts et les missions assurées par le système.

Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire des termes importants de l’article, ainsi qu’un tableau des symboles utilisés.