Cadre physique de la métrologie en compatibilité électromagnétique - Analyse des phénomènes

Ce second article consacré au cadre physique de la métrologie CEM aborde le volet phénoménologique indispensable à la compréhension des mesures d’émission ou des essais d’immunité relatés dans l’article [R 932]. C’est un sujet difficile que l’auteur a préféré développer sur la base d’exemples simples, coordonnés par des calculs analytiques.

Dans cet esprit, le premier paragraphe exposera deux problèmes académiques résumant les mécanismes impliqués dans les concepts d’émission ou d’immunité. Le premier problème analyse le rayonnement d’une piste de circuit imprimé parcourue par des signaux occupant un large spectre de fréquences. Nous explorons ensuite, mais de manière purement qualitative, le couplage exercé entre le champ proche du circuit imprimé et la topologie interne à l’appareil. La configuration réduite à un câble blindé mettra en évidence l’existence de résonances corrélées aux connexions réalisées avec les diverses références de potentiel. Le second problème s’adresse à la tension capturée à l’extrémité de la piste soumise à un essai d’immunité produit par le champ électromagnétique d’une onde RF entretenue. Les questions afférentes aux notions de couplages, d’interférences et de critère d’immunité transportées sur cet exemple simple aboutiront à l’examen d’effets non linéaires agissant sur les composants actifs, en l’occurrence un amplificateur intégré.

Le second paragraphe aborde un sujet indépendant du précédent mais tout aussi révélateur de l’effort qu’il faut porter à l’interprétation d’expériences destinées à la mesure de champs faibles ou de champs forts. En guise d’illustration, on procédera à l’analyse attentive du protocole adopté pour mesurer l’atténuation d’une enceinte métallique efficacement blindée. L’analyse sera poursuivie par la démarche accomplie en vue de la mesure du champ rencontré à proximité d’un puissant émetteur d’ondes radiofréquences. Ces deux exemples partagent pour point commun la recherche de méthodes permettant de localiser et de réduire les incertitudes dues à l’autoperturbation des instruments de mesures.

Le texte fait fréquemment appel à des démonstrations ou à des formules exposées dans l’article [R 931] consacré aux antennes rencontrées en CEM. En outre, la consultation des articles [D 1 300], [D 1 305] et [R 930], de portée plus générale que les sujets élaborés par la suite, peut compléter efficacement la lecture.

Remarque importante : les valeurs numériques des tolérances d’émission ou de contraintes d’immunité prises en exemple ne sont qu’indicatives, le lecteur désireux de déterminer avec rigueur ces données est invité à consulter les normes génériques sur la CEM.