Impact de la CEM dans le choix d’une architecture électronique

Les dispositifs électroniques sont devenus indispensables pour le fonctionnement optimal des systèmes, afin de répondre à des besoins de fonctionnalités multiples (communication, contrôle, conversion de puissance, mesures, etc.), et ce, même dans les industries traditionnellement mécaniques (automobile, aéronautique, lanceurs spatiaux). Ces sous-systèmes évoluent rapidement, et doivent répondre à des exigences contradictoires : d’un côté, la miniaturisation des composants et leur confinement dans un espace restreint pour répondre à des exigences de réduction d’encombrement et de masse et, d’un autre côté, des fréquences de fonctionnement des équipements de plus en plus élevées. La proximité des composants électroniques favorise des interférences électromagnétiques pouvant mener à des défaillances du système, causant par exemple une perte temporaire de fonction, ou dans le pire des cas une perte complète de la mission. Les ingénieurs doivent donc trouver des compromis architecturaux pour valider les exigences d’encombrement, tout en assurant que le système soit fonctionnel dans son environnement électromagnétique.

Il s’avère cependant que ces contraintes de compatibilité électromagnétique (CEM) ne sont pas toujours prises en compte dès la phase amont lors de la conception du système. Dans les industries traditionnellement mécaniques, en particulier, les premiers choix architecturaux se basent sur des considérations structurelles autour de la mission. Par exemple, pour un lanceur, quelle charge utile le lanceur doit-il pouvoir transporter, et jusqu’à quelle orbite ? Ces premières grandes lignes vont ensuite permettre de détailler des exigences telles que les vitesses souhaitées, la masse, le volume qui vont, à leur tour, permettre de générer des choix d’architecture primaires (choix du moyen de propulsion, géométrie (aérodynamisme, masse et volume, etc.)). La conception de l’avionique (architecture électrique et électronique appliquée aux systèmes aéronautiques et spatiaux) arrive seulement par la suite, et souvent, l’espace qui lui est alloué dans la structure est déjà contraint par ces choix architecturaux primaires.

Dans certains cas, les exigences et contraintes de la CEM interviennent encore plus tard, une fois que tous les choix architecturaux (conception de l’avionique comprise) ont déjà été figés. Ainsi, les experts CEM doivent alors trouver des solutions pour gérer les problématiques CEM dans une architecture qui n’a pas été optimisée, en prenant en compte les spécifications et contraintes liées à cette discipline, entraînant des coûts et délais supplémentaires inacceptables. Aujourd’hui, avec l’électrification de tous les systèmes, notamment dans le domaine des transports, ce mode de conception traditionnel risque de devenir de plus en plus inadapté.

Pour pallier ce manque, nous proposons dans...