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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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4. Conclusion
À travers les éléments fournis dans le présent article, les différentes étapes à franchir pour mener à bien des essais de qualification CEM de niveau système ont été abordées. Un logigramme est proposé figure 6 pour les synthétiser.
Les systèmes complexes auxquels il est fait allusion peuvent prendre des formes différentes, d'une part selon le milieu dans lequel ils sont amenés à évoluer et, d’autre part lorsque leurs performances sont étroitement liées à des aspects de sécurité. Ces éléments sont déterminants dans l’exhaustivité des fonctions critiques à tester et dans la représentativité du système sous test.
Depuis les années 90, les outils de modélisation numérique apportent une contribution de plus en plus importante dans l’évaluation des contraintes conduites et rayonnées dans les systèmes complexes. Dans le cadre d’une qualification système, les résultats apportés par ces moyens de calcul sont un complément essentiel aux essais système. Le recours à des essais CEM sur des maquettes de sous-système, dont les résultats sont comparés aux calculs, démontre globalement une bonne convergence entre les deux. Il est donc possible d’acquérir la qualification d’un système sur la base des deux démarches : calcul et essais. Pour l’heure, les essais système/sous-système restent une méthode de validation qui demeure incontournable, même si elle demande un investissement conséquent.
Rappelons que des résultats, qu’ils soient issus de calcul ou de mesure, ne sont qu’une image d’une définition. Les hypothèses ou la définition des spécimens utilisés dans ces travaux ne sont jamais la garantie que les exemplaires du système seront toujours strictement identiques (dispersion des lots de production). La notion de marge prend alors toute son importance, puisqu’elle permet de couvrir ces écarts et d’acquérir en qualification un niveau de fiabilité suffisant sur les exemplaires de série.
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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).
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(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).
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(3) - DEMOULIN (B.), BESNIER (P.) - Les chambres réverbérantes en électromagnétisme. - Ed. Lavoisier (2010).
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(4) - * - NASA – System Guidelines for EMC Safety-Critical Circuits : Design, Selection, and Margin Demonstration – NASA Contractor Report 4759 (1996).
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(5) - Space engineering – Electromagnetic compatibility handbook. - ECSS-E-HB-20–07A (2012).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Space engineering – Electromagnetic compatibility Rev. 1. - ECSS-E-ET-20-07C - Février 2012
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- EUROCAE-ED-81/SAE ARP 5413 - Mai 1996
ANNEXES
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