Notions d’incertitudes dans le cadre d’un essai de CEM
Méthodologie pour réduire les incertitudes lors des mesures en CEM

La compatibilité électromagnétique (CEM) est sans nul doute un domaine particulier, car il adresse un champ d'évitement de risque, mais ne participe pas comme la mécanique, l'électronique, etc., à la conception d'un produit. Ce risque provient majoritairement d'interactions imprévues entre des systèmes électroniques. La CEM de fait s'intéresse à un champ non regardé par le concepteur ; ceci souligne l’importance croissante de son analyse et de l’évaluation des incertitudes qui caractérisent les scénarios et les modèles nécessaires lors de l’étude de la CEM des systèmes. Le nombre des interactions entre systèmes électroniques dépassant rapidement l'imagination, différentes difficultés sont posées en CEM et pour les métiers de la CEM si on tient compte finement des incertitudes inhérentes aux systèmes. Ainsi, certaines interactions sont naturellement aléatoires (par exemple : apparition de décharges, phénomènes foudre, connaissance absolue des niveaux des impédances dans un système…). En outre, de ces interactions peuvent émerger des comportements qui n'existeraient pas au niveau des électroniques découplées. En conséquence, la CEM possède tous les attributs de la systémique et porte sur des systèmes complexes.

Si certaines normes et spécifications fournissent un cadre standard, des méthodes avancées comme la propagation d’incertitude ou la simulation de Monte Carlo (MC) sont utilisées pour des cas complexes, essentiellement numériques (i.e. par simulation), MC s’acclimatant mal du nombre de réalisations nécessaires pour s’appliquer à des mesures (plusieurs milliers, dizaines de milliers, voire plus selon les observables souhaités). Ainsi, si la méthode MC est coûteuse en ressources, le développement de modèles d’ordre réduit et de techniques basés sur des métamodèles permet d’optimiser les calculs. L’analyse des incertitudes devient cruciale pour évaluer les risques, notamment dans les cas extrêmes. Une analyse théorique préalable est indispensable pour valider les modèles mis en œuvre pour tenir compte de la réalité des scénarios en CEM.

Enfin, il est rappelé que l’incertitude la plus critique concerne les systèmes électroniques, et non les champs électromagnétiques eux-mêmes. Les ingénieurs en CEM ne cessent d'évoquer une grandeur théorique qui reste directement inaccessible par l'expérience : le champ électromagnétique. À force de manipuler, citer, calculer cette grandeur impalpable, certains peuvent en oublier ses propriétés fondamentales ; le risque est ainsi grand de voir ces simplifications multiples dénaturer la réalité de cette grandeur et son utilisation dans les systèmes et les moyens de protection des électroniques. Nous allons fournir dans cet article quelques bases nécessaires à la compréhension des incertitudes, ceci en restant dans le strict périmètre scientifique de la CEM.

La section 1 aborde les éléments de contexte avec un rappel des besoins pour le calcul d’incertitudes et les spécificités des métiers de la CEM. La section 2 illustre la difficulté de manipuler le champ électromagnétique dans les applications CEM. On se penche ensuite sur la méthodologie nécessaire à une bonne représentativité des incertitudes dans les essais CEM (section 3). Les sections 4 et 5 rappellent dans un panorama rapide les différents types d’essais CEM et les environnements dans lesquels ces derniers sont effectués. Les sections 6 et 7 illustrent respectivement le besoin des essais et leurs principes de modélisation, quand la section 8 est dédiée à la notion d’incertitude dans ces essais. La section 9 donne des éléments nécessaires pour rappeler la démarche normative considérées dans les essais normatifs. Une conclusion permet de rappeler les éléments clés de la méthodologie proposée.