| Réf : E1328 v1

Maintenance des protections en émissions conduites ou rayonnées
Compatibilité électromagnétique en phase de maintenance

Auteur(s) : Olivier MAURICE

Date de publication : 10 févr. 2013

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RÉSUMÉ

La maintenance en compatibilité électromagnétique est un sujet peu abordé sauf pour des matériels où l'usure évidente nécessite une maintenance pour la vérification du maintien de performances électromagnétiques. Il fait émerger des questions compliquées sur la capacité à détecter des dérives dans des protections vis-à-vis des agressions électromagnétiques, ou dans les comportements émissifs des matériels électroniques. Seuls certains de ces aspects sont traités ici sans prétendre couvrir tous les possibles, pour montrer les difficultés inhérentes à ce type de démarche et les solutions envisageables.

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ABSTRACT

Electromagnetic compatibility in the maintenance phase

Maintenance in electromagnetic compatibility is a matter little dealt with except for materials whose evident wear requires maintenance in order to maintain electromagnetic performances. This raises complex issues concerning the capacity to detect failures in the protections against electromagnetic aggressions or in the emitting behavior of electronic materials. This article does not pretend to be exhaustive and only deals with certain aspects of these in order to illustrate the inherent difficulties to this type of approach and possible solutions.

Auteur(s)

  • Olivier MAURICE : Senior Scientist au GERAC - Responsable technique d'études et recherches en CEM au GERAC

INTRODUCTION

Le métier de la compatibilité électromagnétique 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. Sûrement 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 performance 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 les protections logicielles.

Dans chaque cas nous poserons les origines des dérives de performances possibles pendant la vie du système, puis nous regarderons si une maintenance est nécessaire et, si elle est nécessaire, nous présenterons différentes solutions possibles 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 qui sont 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 : 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 qui peut être mise en place. Nous ne rentrerons pas ici dans ce niveau de détail. Mais 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.

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MOTS-CLÉS

maintenance CEM

KEYWORDS

EMC maintenance

VERSIONS

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-e1328


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1. Maintenance des protections en émissions conduites ou rayonnées

Pour diminuer les émissions intrinsèquement liées aux signaux fonctionnels utilisés par une électronique, on peut filtrer ces signaux ou blinder certaines des sources d'émissions rayonnées pour en diminuer l'impact sur l'environnement. Dans tous les exposés qui suivent, on considère la maîtrise des références et sources des composants acquise. Ce point majeur fait partie de la qualité de gestion des dossiers de définitions des électroniques utilisées.

1.1 Maintenance des filtres pour les objectifs de mutisme

Par principe, un filtre ne doit pas être soumis à un stress électrique proche des limites de tenue des composants qui le constituent. Sous cette condition, l'usage n'est pas considéré, dans la vie d'un système, comme pouvant être une source de vieillissement. Les composants passifs des filtres, bien dimensionnés, maintiennent leurs performances tout au long de la vie de ce système. On considère donc que des filtres bien dimensionnés ne sont pas contraints par l'électronique qui les utilise et que, de fait et sans autres sources de stress, leur durée de vie est garantie tout au long de la vie système.

En pratique, on constate parfois des dérives de fonctionnement qui peuvent être créées par des dégradations liées à l'environnement : surchauffe, poussière, etc. Mais ces problèmes de vieillissement sont identiques pour les aspects fonctionnels ou CEM. On considère donc dans ce premier cas qu'il n'y a pas de maintenance CEM particulière pour les filtrages en mutisme.

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1.2 Maintenance des câblages pour les objectifs de mutisme

Lorsque des signaux véhiculés par des câblages s'avèrent trop rayonnants, on peut procéder à des préparations particulières de ces câblages, soit par torsadage soit par blindage. Le torsadage des câbles présente une réduction d'efficacité liée d'une part au pas de torsade, mais aussi à l'homogénéité de ce pas. Normalement, en conception CEM, une incertitude sur la régularité du pas est considérée. Par ailleurs, aux extrémités proches des connecteurs, le pas est souvent perdu et le câble torsadé devient en pratique une ligne bifilaire classique. Quelles que soient les imperfections du câble torsadé, ce dernier répond normalement...

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