ECSS-E-20A
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REFERENTIEL NORMATIF du CNES Référence: RNC-ECSS-E-20 V e r s i o n A d u 10/12/2002 ECSS-E-20A Document source : Edition A du 4/10/1999 INGENIERIE SPATIALE Exigences électriques et électroniques Traduction française Ce document inclut une partie liminaire « version applicable et conditions d’application » Approuvé pour le RNC : le Président du CDN Amin MAMODE SQE/D 2 VERSION APPLICABLE et CONDITIONS D’APPLICATION Le document référencé ici est mis en application pour l’établissement des spécifications des projets du CNES selon les modalités décrites ci-après. Titre : Ingénierie spatiale Exigences électriques et électroniques Version française Version A du 10/12/2002 Référence source : ECSS-E-20A Date de publication: 4/10/1999 Version originale anglaise Ingénierie, électricité, électronique, exigences Mots clés Résumé / Position du document / Intérêt La présente norme pose les règles fondamentales et les principes généraux qui s’appliquent aux processus d’ingénierie concernant l’électricité, l’électronique, l’électromagnétisme, les micro-ondes et l’optique. SUIVI DES VERSIONS DU DOCUMENT RNC NB : Avant utilisation vérifier sur le serveur du RNC (http://rnc.cnes.fr) que la version utilisée est la version applicable Version DATE A 10/12/2002 PAGES MODIFIEES OBSERVATIONS Intégration au RNC TRADUCTION : Traduit par : CNES, Direction SQE 2 place Maurice Quentin 75039 Paris CEDEX 01 France avec l’autorisation du Comité Directeur de l’ECSS Version validée MODALITES D’APPLICATION : sans changement 3 . 4 ECSS-E-20A 4 octobre 1999 Ingénierie spatiale Exigences électriques et électroniques Secrétariat ECSS ESA-ESTEC Division des Normes et Exigences Noordwijk, Pays Bas Traduit par : CNES, Direction SQE 2 place Maurice Quentin 75039 Paris CEDEX 01 France avec l’autorisation du Comité Directeur de l’ECSS Pour toute information, contacter : CNES DTS/AQ/MT Gestion Normes 18 avenue Edouard Belin 31401 Toulouse CEDEX 4 Téléphone : (33) 5 61 28 29 19 Fax : (33) 5 61 27 35 62 Copyright 1999 Agence Spatiale Européenne au profit des membres de l'ECSS 6 Avant-propos La présente norme fait partie de la série des normes ECSS destinées à être appliquées au management, à l'ingénierie et à l'Assurance Produit dans les projets et les applications spatiales. L'ECSS, coopération européenne pour la normalisation spatiale (European Cooperation for Space Standardization), est l'aboutissement des efforts communs de l'Agence Spatiale Européenne, des agences spatiales nationales et des associations industrielles européennes travaillant au développement et au maintien de normes communes. Les exigences de la présente norme sont exprimées en termes d'objectifs à remplir, plutôt qu'en fonction de la façon d'organiser et d'effectuer le travail nécessaire. Les structures et les méthodes d'organisation existantes peuvent ainsi être appliquées lorsqu'elles sont efficaces et évoluer si nécessaire sans que les normes aient besoin d'être modifiées. La formulation de la présente norme prend en compte la famille des documents ISO 9000 existants. Cette norme a été préparée par le Groupe de Travail « Normes électriques et électroniques » de l'ECSS, revue par le Comité Technique de l'ECSS et approuvée par le Comité Directeur de l'ECSS. 7 (Cette page est laissée blanche intentionnellement) 8 Sommaire Avant-propos.................................................................................................. 7 1 Domaine d’application ..................................................................... 14 2 Références normatives ..................................................................... 16 3 Termes, définitions et abréviations................................................... 18 3.1 Termes et définitions .......................................................................................................18 3.2 Abréviations .....................................................................................................................19 4 Exigences générales ......................................................................... 21 4.1 Exigences d’interface ....................................................................................................22 4.2 Exigences de conception .............................................................................................24 4.3 Sûreté.................................................................................................................................27 4.4 Préparation de livraison .................................................................................................27 4.5 Pièces, matériaux et processus ....................................................................................27 4.6 Eléments pyrotechniques : exigences spécifiques...................................................27 4.7 Vérification .......................................................................................................................28 5 Alimentation électrique .................................................................... 29 5.1 Description fonctionnelle...............................................................................................29 9 5.2 Puissance électrique : exigences et budgets ...........................................................29 5.3 Défaillance : confinement et redondance ...............................................................30 5.4 Production d’énergie .....................................................................................................30 5.5 Stockage d’énergie........................................................................................................32 5.6 Conditionnement et contrôle de puissance .............................................................37 5.7 Distribution d’énergie et protection ............................................................................39 5.8 Sécurité .............................................................................................................................41 5.9 Ingénierie de haute tension ..........................................................................................41 5.10 Vérification .......................................................................................................................41 6 Compatibilité électromagnétique (CEM) ....................................... 43 6.1 Politique.............................................................................................................................44 6.2 Généralités .......................................................................................................................45 6.3 Programme de protection lié à la charge du satellite............................................46 6.4 Vérification .......................................................................................................................47 7 Systèmes de fréquence radio .......................................................... 51 7.1 Description fonctionnelle...............................................................................................51 7.2 Généralités .......................................................................................................................51 7.3 Antenne ............................................................................................................................52 7.4 Décharge auto-entretenue et décharge gazeuse .................................................52 7.5 Intermodulation passive.................................................................................................53 7.6 Sécurité .............................................................................................................................54 7.7 Vérification .......................................................................................................................54 8 Systèmes optiques............................................................................. 55 8.1 Description fonctionnelle...............................................................................................55 8.2 Exigences générales.......................................................................................................56 8.3 Sécurité .............................................................................................................................58 8.4 Vérification .......................................................................................................................58 Annexe A (normative) Plan de contrôle CEM – Définition des exigences documentaires (DRD) ............................................................... 59 A.1 Introduction ......................................................................................................................59 A.2 Domaine d’application et applicabilité ....................................................................59 10 A.3 Références........................................................................................................................60 A.4 Termes, définitions et abréviations...............................................................................60 A.5 Description et objet ........................................................................................................60 A.6 Application et interrelations..........................................................................................60 A.7 Eléments préliminaires du plan de contrôle CEM.....................................................61 A.8 Contenu ............................................................................................................................61 Annexe B (normative) Plan de vérification des effets électromagnétiques – Définition des exigences documentaires (DRD) .................................................................................. 65 B.1 Introduction ......................................................................................................................65 B.2 Domaine d’application et applicabilité ....................................................................65 B.3 Références........................................................................................................................66 B.4 Termes, définitions et abréviations...............................................................................66 B.5 Description et objet ........................................................................................................66 B.6 Application et interrelations..........................................................................................66 B.7 Eléments préliminaires EMEVP.......................................................................................67 B.8 Contenu ............................................................................................................................67 Annexe C (normative) Rapport de vérification des effets électromagnétiques – Définition des exigences documentaires (DRD) .................................................................................. 71 C.1 Introduction ......................................................................................................................72 C.2 Domaine d’application et applicabilité ....................................................................72 C.3 Références........................................................................................................................73 C.4 Termes, définitions et abréviations...............................................................................73 C.5 Description et objet ........................................................................................................73 C.6 Application et interrelations..........................................................................................73 C.7 Eléments préliminaires EMEVR.......................................................................................74 C.8 Contenu ............................................................................................................................74 Bibliographie................................................................................................. 77 Figure Figure 1 : Masque d’impédance de sortie (Ohm) .................................................................38 11 Tableau Tableau 1 : Influences du milieu dans la conception d’instruments d’optique..........................................................................................................................57 12 (Cette page est laissée blanche intentionnellement) 13 1 Domaine d’application La présente norme pose les règles fondamentales et les principes généraux qui s’appliquent aux processus d’ingénierie concernant l’électricité, l’électronique, l’électromagnétisme, les micro-ondes et l’optique. Elle indique les tâches relatives à ces processus d’ingénierie ainsi que les exigences élémentaires en termes de performances et de conception dans chaque discipline. Elle définit la terminologie des activités rattachées à ces domaines. Elle définit les exigences spécifiques des sous-systèmes électriques et des charges utiles obtenues à partir des exigences d’ingénierie système exposées dans la norme d’ingénierie du système spatial ECSS-E-10. Dans le contexte d’un projet donné, il convient d’adapter les exigences définies dans la présente norme pour qu’elles correspondent aux exigences initiales d’un profil particulier et des circonstances d’un projet. Note : Le « tailoring » ou modulation des exigences est le processus permettant d'évaluer chacune des exigences ou spécifications, les normes et les documents associés et de les appliquer à un projet donné. L'application des exigences du contrat peut nécessiter la suppression, l'ajout ou la modification des exigences de la présente norme. 14 (Cette page est laissée blanche intentionnellement) 15 2 Références normatives Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente norme ECSS. Pour les références datées, les amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes aux accords fondés sur la présente norme ECSS sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière édition des documents normatifs en référence s’applique. 16 ECSS-P-001 Glossaire des termes ECSS-E-00 Ingénierie spatiale – Politique et principes ECSS-E-10 Ingénierie spatiale – Ingénierie système ECSS-E-30 Ingénierie spatiale – Mécanique (à paraître) ECSS-E-50 Ingénierie spatiale – Communication (à paraître) ECSS-M-40 Management des projets spatiaux – Gestion de la configuration ECSS-Q-20 Assurance produit des projets spatiaux – Assurance qualité ECSS-Q-30 Assurance produit des projets spatiaux – Sûreté de fonctionnement ECSS-Q-40 Assurance produit des projets spatiaux – Sécurité ECSS-Q-60 Assurance produit des projets spatiaux – Composants électriques, électroniques et électromécaniques (EEE) ECSS-Q-60-11 Assurance produit des projets spatiaux – Déclassement et application des règles (à paraître) ECSS-Q-70 Assurance produit des projets spatiaux - Equipements, pièces mécaniques et processus ECSS-Q-70-28 Assurance produit des projets spatiaux – Réparation et modification des assemblages de circuits imprimés qui seront utilisés dans l’espace (à paraître) IEC-60825 Sécurité des produits à laser IEC-60479 Effets du courant sur les personnes et le bétail IEEE 145-1993 Définitions standard des termes utilisés pour les antennes IEEE C95.1-1991 Niveaux de sécurité par rapport à l’exposition de personnes à des champs électromagnétiques à fréquence radioélectrique, 3 kHz à 300 GHz IEEE 149-1979 Procédures d’essai des antennes (R 1990) 17 3 Termes, définitions et abréviations 3.1 Termes et définitions Les termes et définitions ci-dessous sont spécifiques à la présente norme dans le sens où ils complètent le glossaire des termes ECSS-P-001 ou s'ajoutent à ce dernier. 3.1.1 Fonction d’erreur du centroïde (CEF) Différence entre la position du barycentre de la fonction d’étalement de point (PSF), calculée à l’aide d’un algorithme approprié et la position théorique du centre du PSF, indiquée par l’intersection du rayon principal et du plan image. L’algorithme du centroïde évalue la position du barycentre de l’énergie du PSF ; il est basé sur la mesure d’énergie sur un nombre prédéfini de pixels du plan image. 3.1.2 Fonction d’énergie encerclée (EEF) Fraction d’énergie de PSF dans un cercle, évaluée comme fonction du rayon du cercle. 3.1.3 Champ visuel (FOV) Etendue angulaire de l’espace objet qui peut être détectée par un système optique ou un instrument. (Le FOV n’est pas toujours symétrique par rapport à l’axe optique). 3.1.4 Champ visuel instantané (IFOV) Etendue angulaire de l’espace objet qui peut être détectée par un système optique ou un instrument pendant un intervalle de temps non significatif. (L’IFOV n’est pas toujours symétrique par rapport à l’axe optique). 18 3.1.5 Fonction d’étalement linéaire (LSF) Distribution transversale unidimensionnelle d’énergie dans l’image d’un objet à fente étroite. 3.1.6 Fonction de transfert de modulation (FTM) La fonction de transfert de modulation correspond au module de la fonction de transfert optique. Si l’on considère comme objet un modèle d’onde sinusoïdale, la FTM correspond au rapport de la modulation de l’image sur celle de l’objet comme fonction de la fréquence spatiale du modèle de l’onde sinusoïdale. 3.1.7 Puissance équivalente de bruit (NEP) La puissance équivalente de bruit est la valeur de la puissance d'entrée du détecteur qui produit une sortie détecteur égale à la sortie bruit RMS dans une largeur de bande donnée et à une fréquence donnée. 3.1.8 Fonction de transfert optique (OTF) Transformée de Fourier théorique de la fonction d’étalement de point. 3.1.9 Fonction d’étalement de point (PSF) Distribution bidimensionnelle d'énergie dans l'image d’un point de l’objet. 3.1.10 Erreur de front d’ondes (WFE) Distribution de la distance entre le front d’ondes quittant un système optique et un front d’ondes ou surface de référence, mesurée sur la normale au front d’ondes de référence et exprimée en unités de longueur d'onde. 3.2 Abréviations Abréviations définies et employées dans la présente norme. Abréviation Signification BOL CA CC CEF CVCM DOD DRD EED EEF EMEVP EMEVR EMI EOL ESD FOV Début de vie Courant alternatif Courant continu Fonction d’erreur du centroïde Produits volatils condensables collectés Profondeur de décharge Définition des exigences documentaires Composant électropyrotechnique Fonction d’énergie encerclée Plan de vérification des effets électromagnétiques Rapport de vérification des effets électromagnétiques Interférence électromagnétique Fin de vie Décharge électrostatique Champ visuel 19 RF IFOV I–V LSF MLI MTF NEP OTF PCB PMT PSF r.m.s VSWR WFE 20 Fréquence Radio Champ visuel instantané Courant-tension Fonction d’étalement linéaire Superisolation à couches multiples Fonction de transfert de modulation Puissance équivalente de bruit Fonction de transfert optique Circuit imprimé Perte de masse totale Fonction d’étalement de point root-mean-square (moyenne quadratique) Rapport d’ondes stationnaires Erreur de front d’ondes (Cette page est laissée blanche intentionnellement) 21 4 Exigences générales 4.1 Exigences d’interface Selon la norme ECSS-E-10A, les interfaces externes ou internes à un système doivent être correctement indiquées (4.2.5) et vérifiées (4.6). Ce problème est posé dans les exigences suivantes et doit être, selon les dispositions du paragraphe 5.5 de la norme ECSS-E-10A, traité dans les phases B, C et D d’un projet 4.1.1 Interfaces des signaux a. L’ingénierie d’interfaçage doit garantir la compatibilité entre les caractéristiques des deux côtés de chaque interface ; cela concerne également les effets du faisceau de raccordement. b. Selon la norme ECSS-E-50, des circuits d’interface standard doivent être définis pour un projet de façon à minimiser le nombre de types d’interfaces. c. Les circuits recevant des télécommandes de niveau supérieur pour exécuter directement une fonction de reconfiguration ou une autre fonction critique doivent inclure un système de filtrage de discrimination de bruits tel que les commandes parasites d’amplitude crête-à-crête nominale et celles de moins de 10 % de durée nominale à une période de répétition de 20 % de cette même durée sont ignorées. Cette exigence ne concerne pas les commandes directes sur les bobines de relais. d. Les signaux appliqués à une unité non alimentée ne doivent en aucun cas l’endommager. Un statut non défini aux entrées d’une unité alimentée ne doit pas nuire à celle-ci. e. Les interfaces des signaux doivent supporter des charges positives ou négatives accessibles sur un même connecteur. Les interfaces des signaux doivent supporter des tensions de défaut maximales positives ou négatives, accessibles sur un même connecteur. 22 f. Des dispositions doivent être intégrées pour le surpassement de toute fonction autonome de bord critique et le contrôle de son statut, sauf dans les cas où elle représente un danger pour la mission. g. Tout circuit conçu pour recevoir un signal doit être doté d’un système de filtrage de discrimination de bruits compatible avec le contenu des informations du signal reçu. 4.1.2 Commandes a. Toute commande requise par le satellite doit faire l’objet d’une évaluation de criticité. La criticité d’une commande correspond à son impact sur la mission en cas de fonction accidentelle (transmission erronée), de fonction incorrecte (transmission interrompue) ou de perte de fonction. • Catégorie criticité : 1 Echec de la mission. • Catégorie criticité : 2 Interruption de la performance d’un satellite qui peut être reprise par des commandes au sol. • Catégorie criticité : 3 Ne cause aucune dégradation, si ce n’est des dégradations mineures qui peuvent être corrigées par des commandes au sol. L’évaluation de la criticité des commandes doit se faire au niveau de l’équipement et être confirmée au niveau du sous-système/système. b. Les commandes exécutables doivent être reconnues par télémesure. Cette reconnaissance doit être explicite. c. La fonction d’une commande exécutable ne doit pas changer lors d’une mission et doit être indépendante de l’historique des commandes précédentes. d. Les commandes pour lesquelles la criticité correspond à la catégorie 1 doivent nécessiter au moins deux commandes d’exécution distinctes : une commande dotée d’un dispositif d’armement/de sécurité ou une commande d’activation/de désactivation, suivie d’une commande exécutable. e. Les commandes exécutables doivent pouvoir être répétées de nombreuses fois sans que cela entraîne de dégradation de la fonction ou de modification du statut. f. Commandes de processeurs de bord • Les processeurs et les circuits logiques simples doivent avoir recours à une commande munie d’un dispositif d’armement ou une commande d’activation au sol pour pouvoir produire des commandes d’une criticité de catégorie 1. • Tout processeur de bord émettant des commandes pour la reconfiguration de sous-systèmes ou de charges utiles doit pouvoir être remplacé et potentiellement neutralisé par une commande au sol. • La configuration d’un système ou équipement doit pouvoir se commander au sol sans l’intervention du processeur de bord. 23 4.1.3 Télémesure a. Les données de télémesure doivent, lors de la mission, permettre une surveillance non ambiguë de la configuration des charges utiles et des soussystème du satellite, y compris des éléments reconfigurables. b. La résolution dans le temps, en portée et en précision de toute voie de télémesure doit être cohérente avec les exigences relatives aux tolérances sur le paramètre qui doit être contrôlé. c. Tout le courant débité du bus principal doit être contrôlé par télémesure de façon à permettre, avec la télémesure de tension du bus, un examen complet d’une charge de bus principal. 4.2 Exigences de conception 4.2.1 Défaillance : confinement et redondance a. Une défaillance unique ne doit pas s’étendre au-delà d’un élément reconfigurable simple. b. Les fonctions redondantes doivent être acheminées séparément, de préférence via un faisceau redondant et des connecteurs séparés physiquement. c. Les fonctions redondantes doivent au minimum être physiquement séparées et thermiquement découplées dans des groupes différents (par exemple, les circuits imprimés, les circuits intégrés hybrides), ceci afin d’éviter toute propagation de panne. d. Concernant les hybrides à cavités multiples, les fonctions redondantes/de protection doivent être placées dans une cavité différente. e. Tout équipement dont la dissipation de courant dépasse 20 W dans des conditions de panne ou des conditions nominales, doit être muni d’un système de surveillance de la température. f. En cas d’interconnexion de signaux, aucune panne d’un circuit d’interface ne doit affecter l’autre circuit. g. Les fonctions essentielles sont celles sans lesquelles : • l’exploitant du satellite ne peut récupérer ce dernier à la suite d’une panne éventuelle à bord ou provoquée au sol ; • le contrôle du satellite ne peut alors plus être assuré ; • le satellite est en perte constante d’altitude et du contrôle d’orbite ; • les consommables du satellite (par exemple, le carburant et l’énergie) sont épuisés au point que plus de 10 % de la durée de vie du satellite se trouvent affectés ; • la sécurité de l’équipage est menacée. Les équipements correspondant à des fonctions essentielles ne doivent pas s’appuyer sur d’autres fonctions (par exemple, la synchronisation et l’approvisionnement auxiliaire) dont la génération est centralisée : tout équipement de ce type doit être capable d’agir indépendamment de toute synchronisation externe et de toute fourniture d’énergie. 24 h. Toutes les unités nécessitant une alimentation lors du lancement doivent être conçues pour des pressions critiques ; cette conception s’accompagnera d’essais. 4.2.2 Traitement des données Toutes les données d’exploitation et les données scientifiques doivent être traitées en vue d’acquisitions, d’applications d’algorithmes, de transmissions et de stockages. Le traitement des données inclut l’interface homme-machine, le cas échéant. Le système de traitement des données doit inclure tous les éléments matériels et logiciels utilisés à cette fin (par exemple, un microprocesseur et son groupe d’instructions, les moyens d’interface, les bus de données et les téléterminaux). a. La conception architecturale doit être choisie d’après les recommandations de la norme ECSS-E-50. b. Tous les éléments doivent, selon la norme ECSS-E-50, être conformes aux normes éprouvées. c. Lors de la PDR (revue de définition préliminaire), tous les processeurs doivent avoir une marge d’espace mémoire et de facteur de charge minimale de 50 %, marge prenant en compte la demande de pointe. Cette marge n’est pas requise pour les automates spécialisés dont les limites sont connues de façon précise. La marge doit être revue régulièrement pendant le développement du projet. d. Les bus de données du système et les interfaces doivent répondre à la demande de pointe selon une marge de 50 %. La demande de pointe et la marge en question doivent être revues régulièrement lors du développement du projet. e. La réinitialisation ou la corruption de données de la chaîne fonctionnelle au niveau de l’équipement doivent être maintenus à un taux d’incidence inférieur ou égal à 10-4 par jour pour des conditions ambiantes de pire cas. 4.2.3 Connecteurs électriques a. Tous les connecteurs transportant une source d’énergie doivent être des connecteurs femelles. b. Tous les connecteurs d’essai sur une unité doivent être des connecteurs femelles. c. L’utilisation d’un économiseur de connecteur pour des essais au sol ne doit en aucun cas modifier la performance de l’équipement. d. Les connecteurs ou l’acheminement de faisceau doivent être conçus pour éviter toute connexion accidentelle d’équipement non conforme. Pour ce faire, on doit utiliser des connecteurs clavetés et bien positionner ces derniers. Lorsque les exigences de conception font état de connecteurs rapprochés de configuration similaire, la manipulation ou le marquage doit permettre d’éviter un accouplement erroné. e. Si les équipements incluent plusieurs connecteurs, la visibilité et l’espacement autour de ces derniers doivent permettre d’accoupler ou de séparer ces connecteurs sans bouger les connecteurs déjà en place ou avoir 25 recours à des outils faits sur mesure. La mise en place éventuelle d’une boîte de coupure conçue pour le dépannage doit être envisagée. f. Un connecteur unique, externe ou interne à une unité, ne doit pas servir à l’échange de signaux critiques pour la mission. Les assemblages critiques pour la mission doivent utiliser des connecteurs et des cartes séparés physiquement. g. Concernant l’approvisionnement de produits pyrotechniques et de signaux, des exigences spécifiques, semblables à celles figurant au paragraphe 4.6 de la présente norme, doivent être appliquées. Dans les autres cas, on doit préciser que des connecteurs différents doivent être utilisés pour l’alimentation et les signaux. Lorsque ceci s’avère impossible, l’alimentation, les signaux et la télémesure doivent au moins être séparés au niveau du connecteur au moyen d’un ensemble de broches inutilisées, de façon à éviter la propagation de pannes. h. Des contacts ou culots de rechange doivent être prévus sur chaque connecteur et facilement accessibles. i. Sur chaque connecteur, au moins un contact doit être relié à la structure de l’unité pour connecter des blindages via les coques arrière conductrices des connecteurs. j. Chaque signal et son retour doivent, dans la mesure du possible, être situés sur des contacts voisins. 4.2.4 Essai a. On doit pouvoir atteindre les points d’essai/de stimulation sans avoir à modifier la configuration électrique d’un élément de l’équipement ; ces points doivent être correctement protégés pour les opérations de vol. b. Des connecteurs d’essai spéciaux doivent être utilisés. c. La fonction redondante d’une unité fermée doit pouvoir être testée. d. Les points d’essai sur les équipements doivent être protégés contre les dommages jusqu’à la tension maximale du système et la connexion involontaires de ces points à la masse ne doit pas influencer le fonctionnement nominal des équipements. e. Les points de stimulation non utilisés sur les équipements et la charge utile ne doivent pas être à l’origine d’un fonctionnement accidentel. f. Chaque circuit de protection et chaque fonction redondante à chaud doivent pouvoir être testés au sol au niveau du système. 4.2.5 Exigences mécaniques La conception mécanique des équipements électriques ou optiques doit être conforme à la norme ECSS-E-30. 4.2.6 Exigences thermiques La conception thermique des équipements électriques ou optiques doit être conforme à la norme ECSS-E-30. 26 4.2.7 Sûreté de fonctionnement : exigences a. Des analyses de sûreté de fonctionnement doivent être réalisées selon la norme ECSS-Q-30. b. La charge des pièces électriques doit être réduite conformément à la norme ECSS-Q-60-11. c. Chaque élément doit être directement interchangeable du point de vue de la forme, de l’ajustement et de la fonction, avec d’autres équipements dont le numéro de pièce et le statut de qualification sont identiques. Les caractéristiques des performances et les dimensions des unités doivent être suffisamment uniformes pour permettre d’intervertir des équipements sans procéder à des ajustements et à un nouvel étalonnage imprévus. d. Lorsque des composants d’un même événement (par exemple, les fusibles) sont utilisés, la quantité requise pour les unités de vol multipliée par 4 doit être fournie en un lot : 25 % pour l’essai de recette de lot, 25 % pour l’utilisation en vol, 25 % pour les éléments de réserve et les 25 % restants pour un essai de confirmation proche de la date de lancement. Pour des quantités importantes, le nombre de composants superflus établi par cette exigence doit être réduit. 4.3 Sûreté Les équipements doivent être conçus de façon à éliminer au maximum les dangers potentiels. Les dangers pratiques ne pouvant être éliminés au stade de la conception doivent faire l’objet d’un contrôle, tel que défini dans les dispositions de la norme ECSS-Q-40. 4.4 Préparation de livraison L’emballage, le marquage et l’étiquetage doivent répondre à la norme ECSS-Q20. 4.5 Pièces, matériaux et processus a. Les exigences de la norme ECSS-Q-60 doivent s’appliquer aux pièces EEE. b. Les circuits imprimés doivent être réparés ou modifiés conformément à la norme ECSS-Q-70-28. c. Les exigences de la norme ECSS-Q-70 doivent concerner les matériaux, les pièces mécaniques et les processus. d. La sensibilité des composants aux radiations doit être traitée selon la norme ECSS-Q-60. e. Chaque équipement doit être marqué ou étiqueté selon les exigences de la norme ECSS-M-40. 4.6 Eléments pyrotechniques : exigences spécifiques Les exigences spécifiques d’ingénierie électrique relatives aux éléments pyrotechniques doivent être conformes à la partie 2-6 « Pyrotechnie » de la norme ECSS-E-30. 27 4.7 Vérification Les exigences générales doivent être vérifiées et la méthode de vérification doit être sélectionnée selon la norme ECSS-E-10A (partie 4.6). Les tâches de vérification correspondantes sont précisées dans la partie 5.6 de la norme ECSS-E-10A. a. Les exigences figurant aux paragraphes 4.1.1, 4.1.2 et 4.1.3 doivent être vérifiées par le biais d’une analyse et d’un essai. b. Les exigences figurant au paragraphe 4.2.1 doivent être vérifiées par analyse et également testées pour le paragraphe 4.2.1 h. c. Les exigences du paragraphe 4.2.2 doivent être vérifiées par analyse et testées pour les points c. et d. d. Les exigences des paragraphes 4.2.3 et 4.2.4 doivent être vérifiées par analyse et testées pour les points c., d., e. et f. du 4.2.4. e. Les exigences des paragraphes 4.2.5, 4.2.6, 4.2.7, 4.3, 4.4 et 4.5 doivent être vérifiées par analyse ou faire l’objet d’une inspection appropriée. f. Les exigences du paragraphe 4.6 doivent être vérifiées par le biais d’une analyse et d’un essai. 28 5 Alimentation électrique 5.1 Description fonctionnelle L’alimentation électrique sert au fonctionnement de tous les systèmes et équipements de satellites actifs. L’ingénierie relative à l’alimentation électrique inclut la génération de puissance, le stockage d’énergie, le conditionnement, la protection linéaire et la distribution ainsi que l’ingénierie de haute tension. 5.2 Puissance électrique : exigences et budgets Conformément aux paragraphes 4.2.8 et 4.5.1.3 de la norme ECSS-E-10A, les budgets et les marges doivent être définis et sont requis dans les exigences cidessous. Les budgets doivent faire l’objet d’une tâche de la phase B, tel que défini au paragraphe 5.5 de la norme ECSS-E-10A et révisés dans toutes les phases ultérieures du projet. a. Le sous-système d’alimentation d’un satellite incluant le matériel et les logiciels utilisés pour la génération, le stockage, le conditionnement et la distribution d’électricité, tel que requis par les charges du satellite et quantifié dans les budgets, doit exécuter cette fonction durant toutes les phases de la mission, en présence de tous les environnements réellement rencontrés. b. Le premier processus d’ingénierie requis est une analyse de la puissance des systèmes et de la charge utile pour toutes les phases de la mission. Le processus d’ingénierie suivant est une analyse de la demande d’énergie dans toutes les phases de missions qui tient compte des demandes au démarrage et de puissance de crête, des éclipses, de l’angle d’aspect solaire ou du dépointage. Aux vus des processus d’ingénierie décrits ci-dessus, un budget pour l’alimentation électrique basé sur les valeurs de puissance de crête ainsi qu’un budget énergie basé sur les valeurs de puissance moyennes doivent 29 être définis, maintenus et révisés régulièrement durant toutes les phases du projet. Ces budgets doivent tenir compte des points suivants : • distance du satellite au soleil, • durée du jour et de l’éclipse, • angle d’aspect solaire, • précision de pointage, • température ambiante et effets de dégradation, • aspects de fiabilité et de sécurité. c. Une marge système minimale de 5 % au lancement basée sur la puissance et l’énergie disponibles doit être mentionnée dans les budgets. Ces marges doivent au minimum être disponibles avec une grille de panneau solaire en panne et un élément de batterie en panne également en fin de vie utile du système d’alimentation. 5.3 Défaillance : confinement et redondance a. Les fonctions de protection essentielles pour les convertisseurs ou les régulateurs ne doivent ni être incluses dans la même structure hybride ou dans le même circuit intégré, ni utiliser des références communes ou un système d’approvisionnement auxiliaire. b. Compte tenu des fonctions de protection exceptionnelles, telles que les conditions de surintensité, de surcharge et les conditions non définies de mise en service qui sont généralement corrigées par la redondance fonctionnelle au niveau de l’équipement, des mesures doivent être prises en vue du surpassement de toute autre fonction automatique de protection susceptible de compromettre la mission en cas de défaillance. c. Le courant principal doit pouvoir être rétabli dans n’importe quelle condition, même en cas de perte de puissance secondaire. 5.4 Production d’énergie Dans les paragraphes suivants, les notions de début de vie (BOL) et de fin de vie (EOL) sont utilisées pour définir certaines exigences. 5.4.1 Pile solaire : exigences a. Le type de pile solaire doit être défini conformément à une spécification approuvée. Le plan d’essai de la spécification doit vérifier les exigences de performance de la pile solaire lorsque cette dernière est soumise aux essais d’environnement et aux mesures suivants : 30 • contrôle visuel ; • dimensions et poids ; • performances électriques ; • coefficients de température ; • réponse spectrale ; • données thermo-optiques ; • cycle thermique ; • humidité et température ; • couche antireflet et adhérence des contacts ; • adhérence des interconnecteurs ; • uniformité des contacts ; • irradiation par des électrons ou des protons (performances de fin de vie) ; • irradiation par des photons ; • conductivité de la surface du verre protecteur (le cas échéant) ; • caractéristiques courant-tension inverses ; • interface active au Germanium (le cas échéant). 5.4.2 Panneau solaire a. Le panneau solaire doit satisfaire chaque demande d’énergie moyenne (y compris l’énergie nécessaire au rechargement des batteries) lors de sa vie opérationnelle en rayonnement solaire avec une grille défectueuse. Dans le cas d’un bus non régulé, des dispositions doivent être prises concernant la réparation à partir d’un blocage. b. Le panneau solaire doit être divisé en sections. Chaque section doit être contrôlée par son propre circuit à régulation. c. Des mesures doivent également être prises concernant une éventuelle propagation en cas de panne d’une section du panneau solaire ou de défaut de connexion au système d’alimentation. d. La capacité de puissance détarée des contacts tournants doit être supérieure à celle du courant de la section du panneau solaire dans le meilleur cas de figure de début de vie en court-circuit et doit tenir compte des courants transitoires générés par la décharge de la section. e. La conception du panneau solaire doit tenir compte des phénomènes de charge et minimiser ou éliminer le stockage d’énergie dû à une charge différentielle. Les phénomènes de charge ne doivent ni affecter les performances, ni endommager le panneau solaire. f. En général, la structure conductrice du panneau solaire ne doit pas être doublée. Des moyens doivent être mis en oeuvre afin d’empêcher les charges électrostatiques. Si des diviseurs de tension sont employés dans ce cas, une valeur minimale de 10 kΩ doit être utilisée. 5.4.3 Puissance du panneau solaire L’évaluation de la puissance du panneau solaire doit tenir compte des points suivants : • caractéristiques courant-tension en début et fin de vie ; • point de charge utile et point de charge maximal ; • tension directe des diodes d’arrêt à un courant de fonctionnement et à une température minimale ; 31 • facteur de pertes de début de vie (étalonnage, effet de saison, pile standard) et de fin de vie (y compris la durée de vie et la radiation) ; • résistance de distribution (comprenant, par exemple, le câblage, les connecteurs et les contacts tournants) ; • phénomènes d’ombre et point chaud ; • aucune perte de puissance en cas de court-circuit entre une grille et le cadre ; • pas de perte supérieure à la puissance équivalente de deux grilles dans le cas où deux courts-circuits ont lieu sur le même panneau. 5.5 Stockage d’énergie La profondeur de décharge (DOD) d’une batterie est définie comme l’ampèreheure enlevée d’une batterie complètement chargée initialement, exprimée en pourcentage de la puissance nominale. Le coefficient de recharge ou facteur k (k) est défini en ampères-heures chargés divisés par les ampères-heures précédemment déchargés. Pour les besoins de ce paragraphe, une batterie est définie en nombre d’éléments dans une structure mécanique et thermique. Une batterie de ce type peut être connectée à d’autres batteries en parallèle de façon à accroître la capacité ampère-heure ou en série de manière à augmenter la tension de batterie. Les paragraphes 5.5.1 à 5.5.4 doivent principalement concerner les batteries rechargeables mais également les batteries primaires pour lesquelles aucune référence à la charge n’est mentionnée. Le paragraphe 5.5.5 définit les exigences de sécurité relatives aux batteries primaires au lithium. Les exigences ci-dessous sont issues de l’application la plus exigeante de batteries (autrement dit des batteries de puissance de bus du satellite principal) et peuvent être adaptées, sous réserve de justification, à des batteries fournissant des équipements de charge utile. 5.5.1 Batteries : exigences a. Les batteries doivent être conçues pour assurer le bon fonctionnement du satellite lors de la séquence de lancement ; ceci inclut toutes les situations exceptionnelles anticipées et les pertes d’énergie solaire prévues lors de la mission, y compris celles produites par des pannes (par exemple, un dépointage dû à une perte de capteur de pointage, de contrôle d’assiette). b. Si, d’après les exigences système, une batterie doit tolérer une panne unique, elle doit être conçue pour fonctionner avec un élément unique soit en panne, court-circuitée ou en circuit ouvert. Dans le cas exceptionnel des batteries ni-cad pour lesquelles une panne d’élément en circuit ouvert peut ne pas être considérée comme crédible, chaque élément doit être équipé de moyens capables de surmonter ce type de panne. La probabilité d’un fonctionnement inopportun du circuit de dérivation devrait être moins importante que celle d’une panne d’élément en circuit ouvert. Si la dérivation n’est pas instantanée, la conception du système d’alimentation doit prendre en compte la situation transitoire. 32 c. Les éléments qui constituent une batterie doivent être sélectionnés (adaptés) selon les recommandations du fabricant. Lorsque plusieurs batteries sont connectées en série ou en parallèle, des exigences adaptées doivent être mises en place pour toutes ces batteries. On doit fournir un nombre suffisant d’éléments de réserve adaptés pour permettre le remplacement de tout élément endommagé lors d’intégration de batteries. d. Si les batteries sont connectées ou déchargées en parallèle, la répartition du courant doit être prise en compte lors du calibrage. e. Les connexions entre les éléments de batterie doivent être établies de façon à minimiser l’inductance en série et le moment magnétique. f. Les éléments dans un ensemble de batteries possédant un boîtier métallique doivent, d’un point de vue électrique, être isolés les uns des autres et de la structure de batterie de plus de 1 MΩ (mesuré à 500 VCC). Dans ces cas précis, une double isolation doit être appliquée entre les éléments de batterie et la structure de batterie. g. La conception de batterie doit inclure les points suivants concernant l’interfaçage avec l’équipement de support au sol lors des opérations de prélancement : • les lignes de signaux permettant de contrôler la tension de batterie, la température de batterie et les tensions d’un élément unique ou d’un groupe d’éléments ; • la capacité de charge ou de décharge de la batterie ; • la capacité de mettre en place une résistance ou une barrette de courtcircuitage dans chaque élément. h. Un livret suiveur doit être tenu à jour pour chaque batterie de vol depuis la première mise en marche après assemblage jusqu’au lancement. Ce livret doit détailler, de façon chronologique, toutes les séquences d’essai, le relevé des observations, l’identification des enregistrements informatisés, les défauts de fonctionnement, les noms des responsables des essais ainsi que les références aux procédures d’essai. Le livret suiveur doit être utilisé : • pour garantir la conformité aux exigences de stockage, de manipulation et de fonctionnement avant le lancement (par exemple, le temps maximal autorisé à des températures supérieures, un calendrier correct des activités de maintenance) ; • pour permettre de vérifier l’aptitude au vol. i. La protection thermique des batteries doit tenir compte des points suivants (y compris toute panne d’élément unique si une seule tolérance aux pannes est requise) : • les températures maximale et minimale du fonctionnement de l’élément soumis à des conditions de cyclage prévues ; • les gradients de température maximale autorisés entre les différentes pièces d’un même élément et entre deux éléments d’une batterie ; • la chaleur instantanée générée au sein des éléments et les dispositifs de protection lors des phases de la mission ; 33 • les recommandations du fabricant concernant la température et les gradients de température qui doivent être appliqués doivent être prises en compte. j. Si les batteries sont montées en parallèle ou en série, la différence de température maximale entre les emplacements correspondants dans les batteries doit être limitée conformément aux recommandations des fabricants. D’après les expériences, 3 °C ont été utilisés pour les batteries ni-cad montées en parallèle et 5 °C devraient être utilisés pour les batteries Ni–H2 montées en série. k. Outre les exigences mécaniques pour les équipements imposées par le lancement et les autres phases de mission, la conception mécanique des batteries doit considérer les points suivants : • pressions maximale et minimale dans les éléments soumis à des conditions de pire cas lors d’opérations au sol et lors de la mission ; • recommandations du fabricant concernant les limites de contrainte pour les éléments ; • fatigue éventuelle due aux cycles de contrainte accompagnant le cycle électrique. 5.5.2 Charge et décharge des batteries a. La technique de charge doit être conçue pour garantir une recharge adéquate des batteries sans une surcharge trop importante lors des phases de mission. Les effets de vieillissement sur les propriétés d’un élément doivent être définis (tout comme le cas de panne d’élément unique, le cas échéant). Lorsqu’une charge à tension constante est employée, il s’agit de la limite de tension au-delà de laquelle le début de la charge doit être automatiquement ajusté de façon à pouvoir tenir compte de la température de l’élément. Pour éviter une surcharge trop importante, on doit mettre en place une limite supplémentaire de rapport de charge ou définir plusieurs limites de tension stabilisées en température. b. La technique de charge doit permettre de garantir que le rapport de recharge appliqué correspond aux exigences de technologie, de température de fonctionnement et de cycle de vie d’un élément. c. La technique de charge doit garantir que la puissance maximale de charge autorisée et recommandée par le fabricant n’est jamais dépassée et que les limites de tension maximales de l’élément sont respectées tant sur le plan de la sécurité que sur le plan de la durée de vie. d. La fin du contrôle de charge doit tolérer une panne. e. La protection doit être assurée au niveau de l’élément de batterie, de la batterie elle-même ou du sous-système de façon à garantir que tous les éléments respectent la tension minimale et la puissance de décharge maximale dans le cadre de la sécurité et de la durée de vie. 5.5.3 Eléments de batterie : exigences a. Les arguments qui ont conduit au choix d’une technologie de batterie et de l’application d’une DOD doivent tenir compte des points suivants : 34 • exigence de cycle de vie ; • disponibilité des données de vol/d’essai ; • exigences de fiabilité ; • contraintes liées à la masse de la batterie ; • environnement de vol et d’exploitation ; • éventuelles exigences de propreté magnétique ; • caractéristiques spécifiques basées sur la technologie, telles que l’effet de mémoire des batteries ni-cad. b. La capacité d’un élément à satisfaire aux exigences de durée de vie de la mission devra, si elle n’a pas été démontrée lors d’un essai de durée de vie et de qualification ou lors d’expériences antérieures en vol, être justifiée par des références aux données d’essai au sol correspondantes ou par le biais d’essais spécifiques dans des conditions représentatives. c. Toute exploitation d’élément dans le cas d’une accélération supérieure à 1 G lors de périodes prolongées (par exemple, une batterie embarquée dans un satellite stabilisé par rotation) devra tenir compte des effets éventuels produits sur les performances à court terme (par exemple, la capacité) et la durée de vie. d. Les exigences de sécurité liées aux équipements pressurisés doivent être conformes à la norme ECSS-E-30 et tenir compte des exigences de sécurité appropriées figurant à la norme ECSS-Q-40. 5.5.4 Utilisation et stockage des batteries a. La conception du satellite doit permettre à tout moment le retrait et le remplacement de batteries avant le lancement sans affecter l’état de recette du reste du satellite. b. Après un stockage prolongé, les éléments et les batteries doivent être portées de façon progressive à la température ambiante. Selon les spécifications du fabricant, les cycles de conditionnement à faible fréquence doivent être réalisés de façon à atteindre une performance nominale. c. Concernant l’approvisionnement d’éléments et de batteries, le fournisseur doit fixer un taux de stockage précis ainsi que des exigences de relance concernant au moins les points suivants : • durée de stockage maximale au sol (le cas échéant, avant et après la mise en service) ; • période maximale de non utilisation sans cycle de « relance » ; • températures maximales des batteries et durées lors du pré-lancement et des phases d’exploitation ; • maintenance des batteries lors des phases d’intégration et de prélancement y compris dans les cas de retard de lancement ; • procédure de stockage, température de stockage, exigences de décharge des éléments, • humidité et emballage pour le stockage ; • procédure de relance après stockage ; 35 • procédure de stockage, température de stockage, état de charge, courtcircuitage ou non de chaque élément, détails sur toute charge à régime lent ou maintenance périodique. Un accord décrivant toutes ces exigences doit être signé par le fournisseur et le fabricant. d. Dans la mesure du possible, les batteries ne doivent pas être utilisée pour des opérations au sol afin d’empêcher tout dommage éventuel et toute dégradation ultérieure concernant les performances de durée. 5.5.5 Exigences de sécurité des batteries La quasi totalité des technologies utilisées à bord d’un satellite peuvent représenter un danger si elles ne sont pas correctement gérées. En cas de court-circuitage, la plupart sont capables de fournir des courants très élevés. Les éléments mal entretenus peuvent développer une pression interne excessive et par la suite libérer leur contenu, en explosant dans des cas extrêmes. L’électrolyte, les réactifs des éléments et/ou les réactants évacués peuvent être corrosifs (par exemple, les éléments alcalins, le lithium-SO2, le lithium SOCl2), inflammables (électrolytes organiques d’élément en lithium) ou toxiques et représentant un danger aussi bien pour le personnel que pour les équipements de proximité. Les principaux modes de défaillance des éléments susceptibles de produire ces effets sont répertoriés ci-dessous : • température excessive (dissipation de la chaleur au niveau de la batterie ou chaleur ambiante) ; • courants excessifs (décharge ou charge) y compris les courts-circuits (à l’intérieur ou à l’extérieur de la batterie) ; • surcharge (dans le cas d’éléments de batterie primaires, tentative de charge) ; • décharge accélérée (y compris l’inversion d’éléments) ; • fuite au niveau d’un élément (fuite de gaz ou d’électrolyte). Des descriptions détaillées des dangers ainsi que la chimie de différentes batteries sont proposées dans le document : NASA Aerospace Battery Safety Handbook, G. Halpert, S. Subbarao & J. Rowlette, JPL Publication 86-14. Les règles de conception des sections antérieures visant à accroître les performances des batteries ainsi que leur cycle de vie diminuent également le risque d’apparition de ce type de modes de défaillance au niveau des batteries et de leurs éléments. L’application des règles de sécurité de la norme ECSS-Q40 peut, cependant, faire apparaître des modes de défaillance critiques ou catastrophiques au niveau de la batterie, ce qui implique une conception plus élaborée ou des décisions de gestion prises de manière à atteindre le niveau de tolérance aux pannes requis. Pour éviter que des problèmes de sécurité de batterie soient détectés tardivement, les points suivants doivent être respectés au moment de la sélection de la batterie et de la conception : a. Tous les modes de défaillance potentiels, y compris ceux répertoriés plus haut ainsi que leurs répercussions éventuelles au niveau du personnel et des équipements doivent être définis de manière précise. 36 b. La conception de la batterie ainsi que des dispositifs électroniques de surveillance et de contrôle associés doit, dans la mesure du possible, écarter la possibilité d’apparition de l’un de ces modes de défaillance. Si cela s’avère impossible, la conception doit diminuer les effets de détérioration de tous les modes de défaillance (par exemple, la retenue d’une fuite au niveau de la batterie). c. La possibilité de défaillance d’un ou plusieurs élément(s) de batterie due à un déséquilibre de l’état de charge, à la température ou à un paramètre quelconque entre les éléments doit être prise en compte. 5.6 Conditionnement et contrôle de puissance Les exigences figurant aux paragraphes 5.6.1 et 5.6.2 concernent les soussystèmes d’alimentation et celles figurant aux paragraphes 5.6.3 et 5.6.4 concernent les sous-systèmes d’alimentation ainsi que les charges utiles. 5.6.1 Bus satellite a. Aucun point de panne ne doit générer une perte de puissance du système d’alimentation qui impliquerait le non respect des exigences de mission minimales dans quelque phase que ce soit. b. Concernant les missions habitées, l’exigence ci-dessus inclut jusqu’à deux tolérances aux pannes. c. Aucun point de panne dans le satellite, y compris par exemple les pannes de câblage ou de connecteurs, ne doit amener l’ouverture ou le court-circuitage d’un bus de puissance électrique principal ou causer de surtension. d. La conception doit garantir le maintien de tension du bus principal dans les limites des tolérances nominales et ce, dans toutes les conditions possibles lors de la durée de vie requise ; ceci inclut les opérations lors d’une éclipse avec un élément de batterie ouvert ou court-circuité et une grille de panneau solaire défaillante. Les types de tension de bus doivent être normalisés de façon à optimiser la réutilisation des équipements. Pour les bus parfaitement régulés, autrement dit ceux capables de fournir une puissance de jour comme de nuit à une tension constante, la norme suivante doit être appliquée : • 28 V pour une puissance allant jusqu’à 1,5 kW ; • 50 V pour une puissance allant jusqu’à 8 kW ; • 100 V et 120 V pour une puissance supérieure. e. Un bus parfaitement régulé doit maintenir sa valeur nominale du point de régulation principal à ± 0,5 %. Concernant les transitoires de charges allant jusqu’à 50 % de la charge nominale, les transitoires de bus ne doivent pas dépasser 1 % et la tension du bus doit rester dans la limite de 5 % de sa valeur nominale pendant la totalité des transitoires de sources et de charges en fonctionnement nominal. En cas de rupture de fusible, sa réparation ne doit pas produire de dépassement supérieur à 5 % au-dessus de la valeur nominale du bus. 37 f. Un bus parfaitement régulé doit avoir une tension d’ondulation crête à crête inférieure à 0,5 % de la tension de bus nominale. g. Un bus parfaitement régulé doit produire des variations brusques de tension de commutation dans le temps inférieures à 2 % (crête à crête) de la tension de bus nominale (mesure effectuée à l’aide d’un oscilloscope analogique d’une largeur de bande minimum de 50 MHz ou d’un oscilloscope numérique offrant des performances équivalentes ou supérieures). h. Au point de régulation, le masque d’impédance d’un bus parfaitement régulé fonctionnant avec une source (par exemple, une batterie, un panneau solaire) doit être inférieur à celui présenté Figure 1. Impédance Fréquence U = Tension de sortie nominale régulée P = Puissance (Watt) Figure 1 : Masque d’impédance de sortie (Ohm) i. Concernant les bus non régulés, le concepteur doit indiquer à l’utilisateur les paramètres suivants : • tension de bus maximale et minimale assurée au niveau de la charge utile dans toutes les conditions possibles d’équilibre et de transition ; • ondulation maximale dans le domaine temporel ; • variations maximales dans le domaine temporel proches de la valeur courante de tension du bus (*) ; • masque d’impédance. (*) mesure effectuée à l’aide d’un oscilloscope analogique d’une largeur de bande minimum de 50 MHz ou d’un oscilloscope numérique offrant des performances équivalentes ou supérieures. 38 5.6.2 Sous-tension/surtension du bus a. Toutes les charges non essentielles doivent être automatiquement désactivées dans le cas d’une sous-tension, d’un bus ou d’une batterie, supérieure à 10 % en-dessous de la plage de valeurs pour une durée de plus de 50 ms. b. La conception du satellite doit permettre, dans l’éventualité d’une soustension du bus, d’éviter une panne du système d’alimentation ou des charges pendant cette sous-tension et au moment de la réparation. Après réparation, toutes les charges essentielles doivent être fournies nominalement et les autres charges doivent être placées dans une configuration connue et sûre. 5.6.3 Convertisseurs/régulateurs de puissance a. La marge de phase des convertisseurs et des régulateurs doit être d’au moins 50° et leur marge de gain de 10 dB dans des conditions de pire cas de fin de vie. Tout ceci doit être vérifié au moyen d’une analyse et d’un essai de stabilité. Pour les convertisseurs du système d’alimentation (régulateurs du panneau solaire, chargeurs et déchargeurs de batterie), la marge de phase doit être d’au moins 60°. b. La référence de tension neutre électrique des convertisseurs/régulateurs isolés doit être séparée du boîtier de l’équipement de plus de 1 kΩ. Pour les satellites dont les exigences liées au champ magnétique sont plus strictes, cette résistance doit être accrue de façon à atteindre 20 kΩ. c. La capacitance entre la référence de tension neutre des convertisseurs/régulateurs isolés et le boîtier de l’équipement doit être inférieure à 50 nF. d. Si un convertisseur de commutation est synchronisé en externe, il doit rester en fonctionnement nominal pour toute augmentation ou baisse de fréquence de synchronisation, d’amplitude intermédiaire du signal de synchronisation ou de variation brusque de phase de ce même signal. e. En cas de panne unique, l’émission par conduction ne doit pas dépasser la limite indiquée de plus de 6 dB. 5.6.4 Interaction des charges utiles a. Toutes les exigences de charge doivent être vérifiées au moyen d’un essai. b. Aucune charge ne doit produire de réponse parasite susceptible d’endommager d’autres équipements ou, dans le cas contraire, de nuire au fonctionnement du satellite lors de la variation de tension du bus, qu’elle soit en hausse ou en baisse, quelle que soit la pente et au-delà de la plage de valeurs allant de la tension neutre à la tension de bus maximale. 5.7 Distribution d’énergie et protection 5.7.1 Généralités a. La source d’énergie primaire doit être mise à la terre au niveau de la structure du satellite au point de référence stellaire selon une impédance 39 faible capable de maintenir le courant de panne la plus défavorable sans provoquer de dégradation. b. Toutes les sections d’un système de distribution de bus principal ne bénéficiant pas de protection doivent être au moins protégées par une double isolation s’étendant jusqu’au premier dispositif de protection (fusible, interrupteur ou limiteur de courant). L’évaluation de la double isolation doit inclure des faisceaux, des connecteurs, un câblage et des circuits imprimés correspondants. c. Toutes les voies d’accès des charges doivent inclure des circuits de protection aussi proches que possible de la source. d. Si des fusibles sont utilisés pour protéger les lignes de protection du bus principal, leur calibre doit être 4 fois supérieur au courant maximal dans la voie d’accès de la charge, notamment les transitoires (par exemple, un courant de démarrage). On doit vérifier par analyse que la source d’énergie peut fournir au moins 4 fois plus de courant que la valeur maximale du fusible. e. Si des fusibles sont utilisés pour protéger les lignes de distribution du bus principal, ils doivent être accessibles et remplaçables jusqu’à et pendant l’intégration finale du satellite. f. La distribution d’énergie à partir d’une tension de bus régulée doit assurer une tension minimale au niveau de la charge de tension de bus nominale moins 2 %, ou de 1 V, la plus importante prévalant. g. Pour un bus parfaitement régulé, la production de courant de surtension intégré lors de l’activation d’une charge doit permettre à la tension du bus de rester à ± 2 % de sa valeur nominale. h. Si des fusibles sont utilisés pour protéger les lignes de distribution du bus principal, la conception doit permettre au système de génération de puissance de regrouper ces fusibles en cas de court-circuit de la charge et ce, dans un délai de 50 ms. i. Les relais doivent être protégés de manière à éviter que la tension de crête aux contacts ne dépasse pas, lors de la désactivation, 1,1 × tension du bus. j. Les équipements connectés à des bus indépendants, redondants doivent permettre d’éviter toute panne unique causant la perte de plus d’un bus. Pour les missions habitées, un minimum de deux conceptions de tolérance aux pannes doit être utilisé. k. Tous les appareils limiteurs de courant et les circuits d’interruption automatique doivent être surveillés par télémesure. La défaillance de la fonction de surveillance ne doit pas entraîner la panne des éléments de protection. l. Tous les éléments de protection doivent être conçus de façon à pouvoir être testés au niveau de l’équipement et du sous-système. 5.7.2 Faisceau a. Aucun faisceau ne doit servir de support mécanique. b. Concernant la transmission d’énergie, chaque ligne doit être couplée avec son retour de façon à minimiser l’aire de boucle de courant et l’inductance du faisceau. En cas d’utilisation de retour dans la structure, les câbles 40 d’alimentation doivent être acheminés près de la plaque de masse de façon à minimiser la boucle de courant et l’inductance. c. La distribution d’énergie doit être protégée de façon à éviter une surtension au niveau d’un câble d’alimentation susceptible de provoquer une propagation de panne. d. L’inductance du faisceau pour un bus parfaitement régulé, du nœud de distribution à la charge, doit permettre d’atteindre une fréquence de coupure d’au moins 5 000 Hz, soit : L < R/2π f où : L inductance du faisceau en H R résistance du faisceau en Ω f fréquence de coupure en Hz 5.8 Sécurité La conception des systèmes électriques et des charges utiles doit tenir compte des aspects de sécurité mentionnés dans le document IEC 60479:1994 “Effects of current on human beings and livestock”. 5.9 Ingénierie de haute tension Une haute tension est définie comme une tension à laquelle des décharges partielles ou des effets couronne peuvent se produire. Dans la pratique, il s’agit de tensions de l’ordre de 200 V et plus. a. Les équipements de haute tension doivent être conçus et fabriqués en tenant compte des phénomènes de décharge potentielle, selon les courbes de Paschen dans l’environnement rencontré en vol. b. La conception des équipements de haute tension doit faire en sorte que les forces de champ c.c. et c.a. de pire cas soient inférieures à la moitié des valeurs pour lesquelles une défaillance peut se produire. c. Les facteurs d’amélioration du champ doivent être contrôlés par la conception. Ceci concerne particulièrement l’acheminement des câbles de haute tension. d. Concernant la conception et les essais des équipements de haute tension, la dépression doit être considérée comme égale à 10 Pa et en dessous. e. Concernant les circuits surmoulés, le point de transition vitreuse du matériau d’enrobage doit être situé en dehors de la plage de température de qualification. f. Le rayon de pliage minimum des câbles de haute tension doit être conforme aux recommandations du fabricant. 5.10 Vérification Les exigences relatives à la puissance électrique doivent être vérifiées et la méthode de vérification doit être sélectionnée tel que défini dans la norme 41 ECSS-E-10A (paragraphe 4.6). Les tâches de vérification correspondantes sont indiquées dans la partie 5.6 de la norme ECSS-E-10A. a. L’exigence 5.2 c. doit être révisée et vérifiée par analyse à chaque étape du projet et par essai lors de la phase D. b. Les exigences du paragraphe 5.3 doivent être vérifiées par le biais d’une analyse et d’un test. c. Les exigences du paragraphe 5.4 doivent être vérifiées par analyse et les exigences figurant au paragraphe 5.4.1 a. doivent être vérifiées selon le plan d’essai requis. d. Les exigences du paragraphe 5.5 doivent être vérifiées par analyse et celles du paragraphe 5.5.1 c. par des esais ; concernant le paragraphe 5.5.1 h., le livret suiveur doit être vérifié. e. Les exigences du paragraphe 5.5.2 doivent être vérifiées par analyse, et par des essais pour les points c. et d. f. Les exigences du paragraphe 5.5.3 doivent être vérifiées par analyse. g. Les exigences du paragraphe 5.5.4 doivent être vérifiées par analyse ; l’accord du paragraphe 5.5.4 c. relatif au fournisseur doit être vérifié. h. Les exigences du paragraphe 5.5.5 doivent être vérifiées par analyse. i. Les exigences du paragraphe 5.6 doivent être vérifiées par le biais d’une analyse et d’un essai appropriés. j. Les exigences du paragraphe 5.7 doivent être vérifiées par le biais d’une analyse et d’un essai. k. Les exigences du paragraphe 5.8 doivent être vérifiées par analyse. l. Les exigences du paragraphe 5.9 doivent être vérifiées par analyse. 42 (Cette page est laissée blanche intentionnellement) 43 6 Compatibilité électromagnétique (CEM) 6.1 Politique Le satellite doit être conçu de manière à assurer la compatibilité électromagnétique (CEM) entre tous ses équipements et sous-systèmes et en présence d’un environnement électromagnétique externe auto-induit. 6.1.1 Programme CEM au niveau du système Le client et le fournisseur doivent définir un programme global CEM. Ce programme a pour but d’assurer la compatibilité au niveau du satellite avec un minimum de répercussions sur le coût du programme, le calendrier et les capacités de fonctionnement. Le rôle du client dans ce programme doit être une surveillance de haut niveau. Le programme CEM doit atteindre les objectifs suivants : a. Garantir le respect des exigences de la présente norme. b. Planifier et vérifier la mise en place de contrôles de gestion, de la conception nécessaire et des critères techniques appropriés de façon à assurer la compatibilité électromagnétique de manière efficace. Ceci doit être réalisé selon le plan de contrôle CEM (voir DRD de l’annexe A). c. Prévoir et effectuer la vérification de la CEM au niveau du satellite. Ceci doit faire l’objet d’une description dans le plan de vérification et d’essai et les rapports CEM (voir les DRD en annexe B et C). Le programme CEM doit être basé sur les exigences de la présente norme, sur le cahier des clauses particulières, sur la spécification satellite et sur d’autres documents contractuels applicables. 6.1.2 Plan de contrôle CEM Le programme CEM doit être documenté dans le plan de contrôle CEM. Le plan de contrôle initial traite les procédures du programme CEM, y compris les directives de conception, tandis que les mises à jour courantes traitent de 44 l’avancement du programme. Le contenu du plan de contrôle CEM doit être conforme à la définition présentée dans sa DRD. 6.1.3 Marge de sécurité des interférences électromagnétiques (EMISM) Les marges de sécurité des interférences électromagnétiques doivent être obligatoires et définies pour des signaux critiques, des éléments pyrotechniques et des circuits d’alimentation et ce, dans toutes les conditions d’exploitation. Les marges de sécurité minimum acceptables doivent être de 6 dB pour les circuits d’alimentation et de signaux et de 20 dB pour les circuits pyrotechniques. Le seuil de susceptibilité doit être déterminé au niveau du sous-système, de l’équipement ou du composant. Une liste de points d’essai critiques définis et connus doit être établie pour le plan d’essai approprié. 6.2 Généralités 6.2.1 Contrôle des interférences électromagnétiques (EMI) Les caractéristiques EMI (émission et susceptibilité) doivent être contrôlées dans des proportions suffisantes de façon à assurer la compatibilité électromagnétique à l’intérieur du système et la compatibilité avec l’environnement électromagnétique externe prévu. 6.2.2 Compatibilité entre antennes (RF) Le satellite doit assurer une compatibilité RF entre tous les équipements/soussystèmes reliés à une antenne, soumise à des exigences de mission. Cette exigence doit également pouvoir s’appliquer entre les systèmes, lorsqu’une interface est requise entre ces systèmes. Si elle est employée par substitution à un essai, l’analyse de compatibilité RF doit inclure les effets des produits d’intermodulation. 6.2.3 Métallisation a. Les mesures de métallisation doivent être mises en place pour la gestion des trajets électriques et le contrôle de tension de façon à assurer la performance requise du satellite et protéger à la fois le personnel et la plateforme. Les mesures de métallisation doivent être compatibles avec les autres exigences liées au satellite concernant le contrôle de la corrosion. b. Les structures des antennes reposant sur un contrepoids relié au (ou installé sur) revêtement du satellite doivent être connectées via une liaison RF à la structure du satellite de façon à obtenir des courants RF dans le revêtement du satellite dont le trajet vers et à travers le contrepoids est de faible impédance. c. Tous les dispositifs électroniques et électriques dont la performance peut être dégradée ou qui sont susceptibles, dû aux effets produits par l’énergie électromagnétique, de dégrader le fonctionnement d’autres dispositifs doivent être reliés au sous-système au sol à l’aide d’une résistance c.c. de liaison de 10 mΩ ou moins s’il s’agit d’interfaces métalliques. Chaque tresse de mise à la masse ou connexion doit avoir une résistance en courant continu inférieure à 2,5 mΩ. Pour les matériaux composites, la liaison doit être réalisée à des degrés d’impédance adaptés aux matériaux utilisés. 45 d. Les éléments conducteurs isolés exposés aux électrons et au plasma énergétiques ou à des charges par frottement doivent être reliés au soussystème au sol du satellite de manière à éviter une accumulation différentielle de charges pouvant générer une décharge électrostatique, à moins que l’hypothèse du danger ne soit écartée. 6.2.4 Misse à la masse et câblage Un concept de référence de masse contrôlée doit être défini pour le satellite avant la publication initiale du plan de contrôle CEM. La puissance, les retours de signaux et les références doivent être pris en compte. Les degrés d’impédance sur le spectre du signal affecté doivent être pris en compte lors de la définition des types de puissance et de signaux empruntant des trajectoires communes (câble ou structure). 6.3 Programme de protection lié à la charge du satellite 6.3.1 Généralités Le programme de protection concernant la charge du satellite du fournisseur doit inclure : • la préparation et la maintenance d’un plan d’analyse, et • la préparation et la maintenance d’un plan d’essai. Le programme doit garantir que le véhicule spatial est capable de fonctionner dans l’environnement spatial de charge au plasma spécifié, que les électrons énergétiques ne dégradent pas sa capacité et sa fiabilité et que les modes de fonctionnement, l’emplacement ou l’orientation restent inchangés. Les performances doivent être accomplies sans l’aide d’un contrôle externe tel que les commandes depuis une station au sol. Le programme de protection lié à la charge du satellite, le plan d’analyse et le plan d’essai doivent être approuvés par le client. Le programme de protection doit, outre les charges électrostatiques de surface, résoudre de façon explicite le problème de charges électrostatiques internes des matériaux diélectriques et des conducteurs isolés dues à la pénétration d’électrons énergétiques qui est définie dans la spécification de l’environnement. 6.3.2 Performances Les pannes du sous-système et du système électrique du véhicule spatial doivent être tolérées en cas de décharge si le fonctionnement et les performances renvoient à des niveaux indiqués sur une période de la trame principale de télémesure après l’apparition d’une décharge ou sur une autre période définie par le client. L’exécution d’une commande au véhicule spatial depuis une source externe, telle qu’une station au sol, ne doit pas être requise en cas de décharge lors de la transmission de la commande, à condition qu’aucune action imprévue ne se produise et que le véhicule spatial soit capable de recevoir et d’exécuter des commandes ultérieures et de réaliser les performances indiquées dans la période définie par le client. Les courants électriques transitoires induits par plasma dans l’espace ne doivent pas affecter les données numériques à bord en sus des limites de conception indiquées. 46 6.3.3 Conception Concernant la protection du satellite contre les risques de charges, les exigences de conception suivantes doivent être définies : a. Tous les éléments conducteurs du véhicule spatial doivent être reliés à un système de mise à la masse de façon à maintenir la résistance c.c. entre deux points en dessous de 0,1 Ω. b. Toutes les surfaces conductrices minces (<10 µm) sur les matériaux diélectriques doivent être mises à la masse et reliées à la structure du véhicule spatial de façon à maintenir la résistance c.c. entre la surface et la structure en dessous de 10 Ω. CC. Les niveaux de résistance au sol et ceux des liaisons doivent être vérifiés à l’aide d’un ohmmètre et d’un testeur de continuité. Le terme « surfaces conductrices minces » doit inclure toutes les surfaces métallisées des couvertures thermiques MLI, les matériaux diélectriques (feuilles, bandes, rubans ou plaques), les couches conductrices, les peintures conductrices, les adhésifs conducteurs et des grilles ou des mailles métalliques. c. Tous les câbles électroniques doivent être livrés avec un blindage antiinduction électromagnétique de façon à affaiblir les champs de rayonnement à partir des décharges d’au moins 40 dB (100 kHz to 1 GHz). Les niveaux d’atténuation des champs de rayonnement doivent être vérifiés par des techniques de mesure standard ou par analyse pour les emplacements représentatifs dans l’enveloppe protectrice. La méthode de vérification doit être approuvée par le client. Le blindage peut provenir de la structure de base du véhicule spatial conçue comme une « cage de Faraday » avec un minimum d’ouvertures ou de pénétrations, des coffrets des boîtiers électroniques, d’une protection distincte de câble ou de combinaisons de précédents blindages. Les blocs électroniques et les câbles extérieurs à la structure de base du véhicule spatial doivent être dotés de blindages permettant une atténuation des interférences électromagnétiques de 40 dB. d. Les matériaux utilisés dans la conception du véhicule spatial doivent être sélectionnés de façon à minimiser les charges internes et surfaciques absolues et différentielles ainsi que leurs effets de décharge sur l’environnement indiqué, tout en conservant les capacités de performance précisées. Les matériaux d’utilisation externe ou interne doivent être testés ou analysés pour déterminer leurs caractéristiques de charge et de décharge dans l’environnement indiqué. La méthode d’essai ou l’analyse doivent être approuvées par le client. 6.4 Vérification 6.4.1 Généralités a. Le fournisseur doit vérifier que toutes les exigences de la présente norme ont été respectées. Les méthodes de vérification doivent être approuvées par le client. b. Pour compléter le plan de contrôle CEM, le fournisseur doit préparer un plan de vérification des effets électromagnétiques au niveau du système (EMEVP) qui détaille la méthodologie qui doit être employée pour la vérification de chaque exigence concernant les effets électromagnétiques ainsi que les critères de réussite de chaque sous-système et équipement. 47 Une démonstration de compatibilité électromagnétique au niveau du satellite doit être prévue dans ce document. L’approbation du EMEVP par le client doit avoir lieu avant le début de l’essai de qualification. Le contenu du EMEVP doit être conforme à la DRD figurant en annexe B. c. Le fournisseur doit préparer un rapport de vérification des effets électromagnétiques (EMEVR) qui viendra compléter le plan de contrôle de compatibilité électromagnétique. Le EMEVR doit fournir une documentation qui démontre que chaque exigence de la présente norme a été respectée. Le contenu du EMEVR doit être conforme à la DRD figurant en annexe C. 6.4.2 Compatibilité électromagnétique entre les systèmes Une matrice de vérification doit être définie dans le EMEVP. Cette matrice doit présenter toutes les combinaisons d’équipements/sous-systèmes devant être testés dans le but de vérifier la compatibilité globale entre les systèmes. Les procédures d’essai par étapes pour le fonctionnement de l’équipement des matrices doivent figurer dans le EMEVP en guise de support à l’exécution des essais. Des équipements de support spéciaux doivent être disponibles pour l’exercice des coupables et des victimes et des instructions relatives aux équipements de support doivent être définies. Chaque élément de l’équipement et du sous-système doit être conforme aux exigences de la procédure d’essai de recette fonctionnel correspondante au moment de son installation sur la plateforme, avant même l’essai CEM au niveau du système. 6.4.3 Démonstration de la marge de sécurité d’un circuit EED ou critique Des marges de sécurité doivent être établies au niveau du système. Si la méthode d’essai est employée, l’ensemble des équipements et des sous-systèmes du satellite doivent être utilisés de façon à simuler les opérations réelles. Les circuits surveillés doivent être instrumentés pour une mesure directe du bruit généré ou bien le rapport signal/bruit doit être réduit par le facteur de marge de sécurité ; tout dépend de la méthode la plus correcte sur le plan technique et la plus simple à instaurer. La démonstration des marges de sécurité pour un circuit temporel (inclut les EED et tous les systèmes électroniques non accordables) doit employer des méthodes temporelles permettant de vérifier ces marges. 6.4.4 Contrôle des interférences électromagnétiques (EMI) Les exigences système, établies au paragraphe 6.2.1, doivent être précédées de la vérification des performances des équipements et du sous-système en conséquence. 6.4.5 Environnement électromagnétique externe Le satellite doit être exposé, de façon la plus représentative possible, aux environnements électromagnétiques externes identifiés dans la spécification système. 48 6.4.6 Compatibilité entre antennes (RF) Une analyse permettant d’identifier les fréquences de risque doit être incluse dans le plan CEM. Ces fréquences de risque doivent être vérifiées dans le but d’établir un fonctionnement compatible. En général, chaque paire coupablevictime doit être employée de façon à maximiser la vraisemblance des interférences à condition que les modes d’exploitation soient des simulations d’opérations de mission. Démontrer qu’un récepteur victime est compatible avec le coupable consiste à pouvoir recevoir un signal prévu lorsqu’il s’agit d’un signal faible. L’absence d’interférence d’intermodulation doit être vérifiée au moyen d’une analyse associée à un essai. 6.4.7 Métallisation La conformité aux exigences de métallisation doit être vérifiée par essai, analyse ou contrôle qui s’avèrera approprié aux mesures de métallisation particulières. Pour vérifier la compatibilité avec les techniques de contrôle de corrosion, il doit être démontré que des processus de fabrication traitant du contrôle de la corrosion ont été mis en place. 6.4.8 Contrepoids des antennes La protection du contrepoids d’une antenne doit être vérifiée par le biais d’un essai, d’une analyse et d’un contrôle qui s’avèrera appropriée à une application particulière. 6.4.9 Potentiels RF La vérification des liaisons en milliohms imposée pour le contrôle des interférences RF doit être effectuée à l’aide d’un milliohmmètre spécial de sortie alternative de basse tension. Un ampèremètre c.a. doit être utilisé dans le but de bien répartir les tensions galvaniques ou, si l’on dispose seulement d’un ampèremètre c.c., deux mesures doivent être effectuées. Pour la seconde mesure, on inverse les sondes de l’ohmmètre par rapport à la première mesure ; les deux mesures sont également réparties de façon à déterminer la résistance réelle des liaisons. Si le même chemin de connexion est utilisé comme chemin de retour par défaut, il peut être testé pour cette exigence au moyen d’un ohmmètre de haute tension, mais seulement après des mesures de basse tension. 6.4.10 Décharge d’électricité statique a. La connexion d’éléments de décharge, de couvertures thermiques ou d’éléments métalliques retirés de la structure et nécessitant une connexion pour une égalisation potentielle statique doit être vérifiée au moyen d’un essai. b. La résistance aux décharges électrostatiques doit être vérifiée. Etant donné que les essais ESD peuvent avoir des répercussions catastrophiques sur l’élément testé (et ce qui serait encore plus insidieux, des défaillances non détectées), la vérification n’est possible que sur les modèles de prototypes ou d’ingénierie et non sur les articles de vol. 49 6.4.11 Charge du satellite Les charges statiques, charges/décharges différentielles induites du plasma/de la charge utile et effets de charge internes doivent être vérifiés au moyen d’un essai, d’une analyse ou d’un contrôle appropriés. 50 7 Systèmes de radiofréquence 7.1 Description fonctionnelle Les systèmes de radiofréquence (RF) incluent des émetteurs, des récepteurs, des antennes et leurs lignes de transmission associées (guides d’ondes), y compris des connecteurs, dont le fonctionnement se situe dans la plage de valeurs allant de 30 MHz à 300 GHz. Les signaux transmis ou reçus peuvent correspondre à une bande étroite ou à une bande large, avec souvent une modulation complexe et parfois plusieurs porteurs. Les émetteurs et les récepteurs nécessitent une isolation mutuelle importante et les antennes peuvent interagir avec le satellite dans de larges proportions. 7.2 Généralités a. Pour satisfaire aux exigences de performances RF, les processus d’ingénierie doivent tenir compte des paramètres suivants : • champ de vision de l’antenne et polarisation ; • budget de la liaison ou budget radiométrique ; • limite de résolution spatiale et spectrale ; • rapport signal/bruit ; • plan de fréquence. b. Pour satisfaire aux exigences de performance RF, les phases de conception et de développement doivent tenir compte des paramètres suivants : • puissance de l’émetteur ; • sensibilité du récepteur ; • produits d’intermodulation actifs et passifs ; • décharge auto-entretenue ; • VSWR (rapport d’ondes stationnaires) ; 51 • stabilité de fréquence ; • pureté spectrale ; • effets de réflexion et de diffraction sur les performances de l’antenne ; • couplage mutuel entre les antennes ; • isolation entre l’émetteur et le récepteur. 7.3 Antenne a. La définition des termes suivants liés aux antennes doit répondre à la norme IEEE 145-1993 : • antenne ; • directivité ; • axe de pointage électrique ; • gain ; • coefficient de désadaptation d’impédance ; • diagramme de rayonnement ; • rupture du diagramme de rayonnement ; • sens de la polarisation ; • lobe secondaire ; • taux d’ellipticité ; • température de bruit. b. Les coordonnées standard pour la mesure de l’antenne correspondent à un système de coordonnées droit conformément à la norme IEEE 149-179. 7.4 Décharge auto-entretenue et décharge gazeuse a. Les systèmes de radiofréquence doivent fonctionner sans dégradation des décharges auto-entretenues ou des décharges gazeuses lors des phases de la mission et de l’intégration au sol. Les équipements activés lors de la phase de lancement doivent satisfaire à cette exigence dans un environnement de pression critique réduite. b. Les systèmes RF doivent être conçus pour laisser une marge d’au moins 6 dB entre le niveau de puissance de fonctionnement de pire cas et le niveau de puissance à laquelle l’amorçage de la décharge auto-entretenue ou de la décharge a lieu. c. Un modèle représentatif doit être soumis à un essai de vérification de conception lors duquel une marge de claquage d’au moins 3 dB doit être établie. Le procédé d’activation des électrons doit être utilisé lors de l’essai de vérification. Si la marge de claquage excède 6 dB, l’équipement doit être considéré comme qualifié et les essais réalisés sur les équipements de production ne sont plus nécessaires. 52 Si cette marge se situe entre 3 dB et 6 dB, la conception doit être considérée comme satisfaisante, mais chaque élément de production doit être testé de façon à garantir une marge d’au moins 3 dB. d. Les exigences de conception et de test figurant au point c. doivent s’appliquer : • avec des oscillographes représentatifs de l’utilisation appliqués à ou générés dans les équipements ; • en tenant compte des caractéristiques de mise à l’air libre des structures creuses où les champs de RF sont présents. 7.5 Intermodulation passive a. Les produits d’intermodulation passive générés dans le système doivent être conformes aux exigences spécifiques de la mission pour des niveaux acceptables de signaux brouilleurs lors des phases de la mission. b. L’analyse a pour but : • d’établir les fréquences et les niveaux prévus de tous les produits d’intermodumation passive ; et • d’identifier tous les éléments potentiels contribuant à l’intermodulation passive du système et d’établir des exigences pour chacun d’eux. L’analyse doit établir une marge de conception d’au moins 30 dB entre les niveaux du système prévus et les niveaux d’interférence acceptables du système. c. Chaque élément de production du système doit être soumis à un essai d’intermodulation passive lors duquel une puissance de stimulation totale de 3 dB de plus que la puissance d’exploitation maximale sera appliquée à l’élément testé : • Au cours de l’essai, la température de l’élément testé doit varier sur la plage de températures de qualification selon un taux représentatif, et une marge de 10 dB doit être établie entre le niveau d’intermodulation passive maximal mesuré et celui défini par l’exigence système. • Si l’essai ne peut se produire qu’à une température constante, une marge d’au moins 20 dB doit être établie. • Le ou les niveaux d’intermodulation passive doivent faire l’objet d’un enregistrement continu lors de l’essai ; le niveau d’intermodulation passive maximal doit inclure tous les courants transitoires de courte durée. • Au moins 10 cycles de température doivent être effectués. Une surveillance constante des deux premiers ainsi que du dernier cycle doit être mise en place. d. On doit mettre en oeuvre suffisamment d’inspections et d’essais pour chaque élément de production de chaque élément acteur de l’intermodulation passive du système, de façon à garantir un haut degré de fiabilité quant aux bonnes performances réalisées au niveau du système. 53 e. Les exigences de conception et d’essai figurant au point d. s’appliquent : • en présence de tous les signaux de radiofréquence indiqués, y compris ceux générés à l’intérieur et à l‘extérieur du système, et • avec pour support des oscillographes représentatifs des signaux (nombre de porteurs, type de modulation). Si les essais sont réalisés à l’aide d’oscillographes différents de ceux indiqués pour l’exploitation (par exemple, un nombre inférieur de porteurs), une analyse, accompagnée de données d’essai, doit être préparée pour établir le lien entre l’essai et les conditions d’exploitation du point de vue des exigences et des marges. 7.6 Sécurité Les niveaux de sécurité de rayonnement électromagnétique relatifs au personnel sont définis dans la norme IEEE C95.1-1991. 7.7 Vérification Les exigences relatives aux radiofréquences et aux micro-ondes doivent être vérifiées et la méthode de vérification doit être sélectionnée comme défini dans le paragraphe 4.6 de la norme ECSS-E-10A. Les tâches de vérification correspondantes sont précisées au paragraphe 5.6 de la norme ECSS-E-10A. a. Les exigences des paragraphes 7.2 et 7.3 doivent être vérifiées par analyse. b. Les exigences des paragraphes 7.4 et 7.5 doivent être vérifiées par méthode d’essai. c. Les exigences du paragraphe 7.6 doivent être vérifiées par analyse. 54 8 Systèmes optiques 8.1 Description fonctionnelle Dans leur définition, les systèmes optiques correspondent traditionnellement au domaine du spectre électromagnétique visible à l’œil nu. Cependant, si l’on tient compte des possibilités d’observation offertes par les zones du spectre placées sur chaque côté de la portion visible lors d’une exploitation hors de l’atmosphère terrestre, on en vient à étendre la plage de fréquences du domaine de l’optique pour atteindre à peu près la plage allant de 0,3 × 1012 Hz (environ 1 mm en termes de longueur d’onde dans le vide) à 3 × 1018 Hz (environ 1 angström en termes de longueur d’onde dans le vide). Dans le domaine de l’instrumentation optique, on fait la distinction entre les systèmes passifs et les systèmes actifs : les systèmes passifs sont uniquement des systèmes de détection tandis que les systèmes actifs incluent les sources de rayonnement et fonctionnent comme des émetteurs et, en général, comme des récepteurs. Les systèmes émetteurs transmettent un flux de rayonnement qui peut être directif, souvent associé à un spectre limité, soit pour sonder ou irradier une cible (lidar), soit pour transmettre un signal modulé (télécommunication). Les instruments de détection sont soit des systèmes d’imagerie, soit des radiomètres qui analysent les caractéristiques de flux (énergie, spectre, polarisation). Ces instruments peuvent également inclure un scanneur qui, audelà du champ visuel instantané (IFOV), élargira leur champ de vision (FOV) Le flux traversant l’instrument peut être modifié par filtrage spatial ou spectral, par modulation ou polarisation. Les systèmes optiques peuvent également être utilisés pour la communication (fibre optique) ou le transport d’énergie. L’ingénierie optique fait référence à la technologie opticomécanique, à la technologie électro-optique et aux lasers ou à une combinaison de ces derniers. 55 8.2 Exigences générales 8.2.1 Exigences de performances a. Lors de l’évaluation des performances d’imagerie et de projection d’un instrument d’optique, on doit tenir compte des paramètres suivants : • conformité des paramètres paraxiaux ; • qualité d’image par rapport à la résolution spatiale (exprimée, par exemple, par WFE, PSF, MTF, énergie encerclée) • qualité de l’imagerie pupillaire liée à la récupération du flux de rayonnement et à la réponse du champ ; • déformation, courbure de champ, précision de la mise au point ; • chromatisme ; • reflet ; • performance de pointage et de localisation ; • radiolésion et courants transitoires provoqués par les rayonnements. b. Lors de l’évaluation des performances de mesure et d’émission d’un instrument d’optique, on doit tenir compte des paramètres suivants : • sensibilité globale ; • gamme dynamique et linéarité ; • réponse spectrale et rejet hors bande ; • résolution radiométrique (exprimée par détectivité, NEP) ; • résolution spectrale (exprimée par largeur de bande équivalente) ; • résolution temporelle (par exemple, cadre du temps d’acquisition) ; • précision des mesures de polarisation et polarisation instrumentale ; • rejet du reflet ; • étalonnage avant le vol et pendant le vol ; • radiolésion et courants transitoires provoqués par les rayonnements. 8.2.2 Exigences de conception a. La conception doit tenir compte des contraintes liées à l’environnement et de leurs éventuelles répercussions (description Tableau 1). b. Outre les éléments présentés dans le Tableau 1, les effets de l’environnement sur les composants électro-optiques doivent être pris en compte (par exemple, les particules de haute énergie sur l’impédance cristal et l’humidité sur les transistors de haute impédance). c. La conception doit tenir compte des paramètres suivants : 56 • consommation d’énergie ; • régulation thermique ; • utilisation de matériaux approuvés et correctement définis ; • charge électrostatique ; • stabilité de la structure ; • dégagement (amplitude de mouvement maximale ou dépointage optique). d. La criticité des divers composants de l’instrument d’optique doit, au regard des degrés de contamination et de propreté requis, être revue et les paramètres suivants doivent être pris en compte : • CVCM ; • PMT ; • nécessité d’un conditionnement spatial ; • utilisation de la classe de salle blanche requise. Tableau 1 : Influences du milieu dans la conception d’instruments d’optique Influence sur les Influence sur les Type de charge Influence sur éléments d’optique adhésifs et les colles les pièces de la optiques structure Charges thermiques •Microfissurage •Changement des •Fragilisation propriétés optiques •Contrainte et élimination •Contrainte et élimination de contrainte •Expansion thermique de contrainte •Allongement permanent •Changement des propriétés thermiques •Changement des propriétés thermiques •Expansion thermique •Changement des propriétés thermiques •Changement des propriétés mécaniques •Changement des propriétés mécaniques •Expansion thermique •Changement des propriétés mécaniques •Délaminage •Biréfringence induite •Fragilisation Charges mécaniques Charges de rayonnement ultraviolets •Contrainte •Contrainte •Contrainte •Fissurage corrélé de contrainte •Fissures •Délaminage •Déformation •Rupture •Biréfringence induite •Fragilisation •Solarisation •Fragilisation •Microfissurage •Contrainte •Assombrissement •Rupture •Fissures •Fluorescence •Assombrissement Particules de haute énergie •Fragilisation •Solarisation •Fragilisation •Microfissurage •Changement de •Assombrissement 57 l’indice de réfraction •Claquage diélectrique •Contrainte •Radioluminescence •Scintillation •Assombrissement Condition de vide •Réorientation de la structure •Contamination par produits de dégazage •Dégazage •Soudage à froid •Changement de l’indice d’atmosphère et de vide •Désorption •Sublimation •Dégazage •Désorption Oxygène atomique •Fragilisation •Désorption •Corrosion •Corrosion •Abrasion •Abrasion •Abrasion Micrométéorites et débris spatiaux •Dommage mécanique •Dommage mécanique •Dommage mécanique Contamination générée par le satellite Humidité (au sol) •Corrosion •Contamination •Contamination •Corrosion •Corrosion électrolytique •Dégradation de la surface et du revêtement •Absorption d’humidité •Absorption d’humidité •Corrosion •Absorption d’humidité 8.3 Sécurité La sécurité du personnel assurée au moyen d’instruments d’optique doit être conforme à la norme IEC 60825. 8.4 Vérification Les exigences relatives aux systèmes d’optique doivent être vérifiées et la méthode de vérification doit être sélectionnée conformément à la norme ECSSE-10A (partie 4.6). Les tâches de vérification correspondantes sont indiquées dans la partie 5.6 de la norme ECSS-E-10A. a. Les exigences de performances du paragraphe 8.2.1 doivent être vérifiées par le biais d’une analyse et d’un essai. b. Les exigences du paragraphe 8.2.2 doivent être vérifiées par analyse. c. Les exigences du paragraphe 8.3 doivent être vérifiées par analyse. 58 Annexe A (normative) Plan de contrôle CEM – Définition des exigences documentaires (DRD) A.1 Introduction Le présent document définit l’approche, les méthodes, les procédures, les ressources et l’organisation relatives à la conception, à la production et à la vérification d’un produit qui fonctionnera selon l’environnement électromagnétique spécifié et les caractéristiques de performances. A.2 Domaine d’application et applicabilité A.2.1 Domaine d’application Cette définition d’exigences documentaires (DRD) établit les exigences relatives au contenu des données du plan de contrôle CEM. Cette DRD n’inclut pas les exigences de format, de représentation ou de livraison du plan de contrôle CEM. A.2.2 Applicabilité Cette DRD s’applique à tous les projets utilisant les normes ECSS. 59 A.3 Références A.3.1 Glossaire et dictionnaire Cette DRD emploie la terminologie et les définitions contrôlées par : ECSS-P-001 Glossaire des termes ECSS-E-20 Ingénierie spatiale – électriques et électroniques A.3.2 Exigences Document source Cette DRD définit les spécifications de données d’un plan de contrôle CEM contrôlé par la norme ECSS-E-20. A.4 Termes, définitions et abréviations A.4.1 Termes et définitions Pour les besoins de la présente DRD, les termes et définitions figurant aux normes ECSS-P-001 et ECSS-E-20 s’appliquent. A.4.2 Abréviations Les abréviations ci-dessous sont utilisées dans la DRD. Abréviation Signification CEM EED EMI SS Compatibilité électromagnétique Dispositif électro-explosif Interférence électromagnétique Spécification système A.5 Description et objet Le plan de contrôle CEM fournit les instructions qui serviront à mener la totalité des activités liées à la gestion, aux exigences de conception et à la vérification de la compatibilité électromagnétique de tous les éléments de l’équipement et des sous-systèmes d’un projet. A.6 Application et interrelations Ce document doit être préparé pour chaque projet, en fonction de la définition des exigences système et de la spécification électromagnétique applicable. Son champ d’application doit inclure tout élément d’équipement et de soussystème du projet. 60 A.7 Eléments préliminaires du plan de contrôle CEM A.7.1 Titre Ce document doit s’intituler « [insérer un déterminant descriptif, par exemple le nom du projet] plan de contrôle CEM ». A.7.2 Page de titre La page de titre de ce document doit mentionner le numéro d’identification du document du projet, le titre du document, la date de publication et l’organisme autorisant la publication. A.7.3 Sommaire Le sommaire doit mentionner le titre et l’emplacement de chaque article et paragraphe principal, figure, tableau et annexe présentés dans ce document. A.7.4 Avant-propos Un avant-propos doit figurer dans le document ; il décrit autant d’éléments qu’il convient : • identification de l’organisme qui a préparé ce document ; • données relatives à l’approbation du document ; • identification d’autres organismes ayant participé à la préparation du document ; • note d’applicabilité identifiant les autres documents à supprimer et à remplacer en totalité ou en partie ; • liste des différences techniques significatives entre ce document et les documents antérieurs ; • lien entre ce document et les autres normes ou documents. A.7.5 Introduction Une introduction peut être ajoutée ; elle fournira des informations spécifiques ou des commentaires sur le contenu technique. A.8 Contenu A.8.1 Domaine d’application et applicabilité Cet article doit porter le numéro 1 et doit décrire le domaine d’application, l’applicabilité et l’objet du plan de contrôle CEM. A.8.1.1 Domaine d’application Ce paragraphe doit porter le numéro 1.1 et son contenu doit être le suivant : « Le présent plan de contrôle CEM définit les instructions du projet [insérer l’identifiant du projet]. 61 Le présent plan de contrôle CEM est basé sur les exigences de [insérer identifiant SS du projet] ». A.8.1.2 Objet Ce paragraphe doit porter le numéro 1.2 et son contenu doit être le suivant : « Le présent plan de contrôle CEM définit la gestion du programme, les exigences de conception et de performances au niveau du système, les exigences de performances EMI de l’équipement et du sous-système et les exigences relatives à la vérification et à la conception des dispositifs électroexplosifs, l’analyse CEM et la vérification au niveau du satellite ». A.8.2 Références Cet article doit porter le numéro 2 et doit inclure les paragraphes suivants : A.8.2.1 Références normatives Ce paragraphe doit porter le numéro 2.1 et son contenu doit être le suivant : « Le présent document intègre des références, datées ou non, et des dispositions d'autres publications. Ces références normatives sont citées aux endroits appropriés dans le corps du texte et la liste des publications est fournie cidessous. En ce qui concerne les références datées, toute modification ou révision ultérieure s'applique au présent document uniquement si elle y est intégrée par amendement ou révision. En ce qui concerne les références non datées, la dernière édition de la publication référencée s'applique. [insérer l’identifiant du document] [insérer le titre du document] ». (La SS et certaines normes CEM peuvent en général être citées ici.) A.8.2.2 Références informatives Ce paragraphe doit porter le numéro 2.2 et son contenu doit être le suivant : « Les documents suivants ne font pas partie du plan de contrôle CEM mais enrichissent ou clarifient toutefois son contenu : [insérer l’identifiant du document] [insérer le titre du document] ». A.8.3 Termes, définitions et abréviations Cet article doit porter le numéro 3 et doit inclure les paragraphes suivants : A.8.3.1 Termes et définitions Ce paragraphe doit porter le numéro 3.1 et doit répertorier tout dictionnaire ou glossaire du projet et tous les termes inhabituels ou ceux dont la signification est spécifique au plan de contrôle CEM, ainsi que la définition de chaque terme. Si le dictionnaire ou glossaire d’un projet s’applique, insérer les phrases suivantes : « Les définitions [insérer le titre et l’identifiant des dictionnaires et glossaires correspondants] s’appliquent au présent document ». 62 Insérer la phrase suivante : « Les termes et définitions ci-dessous sont spécifiques au présent document : [insérer le terme] [insérer la définition] ». A.8.3.2 Abréviations Ce paragraphe doit porter le numéro 3.2 et doit répertorier toutes les abréviations utilisées dans le plan de contrôle CEM ainsi que la signification détaillée ou la structure de chaque abréviation. A.8.4 Exigences à vérifier Cet article doit porter le numéro 4 et doit répertorier les exigences qui doivent être vérifiées dans le plan de contrôle CEM. La liste ci-dessous inclut les éléments pour lesquels les exigences doivent être établies dans le plan de contrôle CEM. Cette liste n’est pas exhaustive. a. gestion du programme CEM : • responsabilités du client et du fournisseur sur tous les plans, lignes et protocoles de communication, contrôle des modifications de conception ; • planification du programme de contrôle CEM : installations et personnel nécessaires à la mise en place du programme de contrôle CEM ; méthodes et procédures liées aux revues de conception et la coordination CEM. ; • calendriers des programmes : intégration du calendrier du programme CEM et jalons dans le calendrier principal du développement du programme. b. Exigences de performances et de conception au niveau du système : • définition des environnements électromagnétiques et annexes ; • définition des circuits critiques ; • attribution des réponses de conception au niveau du système, du soussystème et des équipements ; • technique et analyse de la réduction des interférences entre antennes ; • mise en place d’un procédé de mise à la terre contrôlé ; • pratiques de câblage (blindage, terminaison et catégorisation) ; • métallisation ; • propriétés des matériaux, effets de la prévention de la corrosion et sujets similaires relatifs au blindage et aux problèmes généraux de CEM ; • critères de conception concernant la réduction des effets causés par les charges du satellite et autres problèmes d’électrification. 63 c. Exigences de performances au niveau du sous-système et des équipements et vérification : • performances EMI attribuées au niveau des équipements, y compris les exigences adaptées au niveau des équipements. Le plan de contrôle doit conduire à la mise en place de limites et de méthodes d’essai adaptées ; • Les résultats des essais EMI réalisés au niveau du sous-système et des équipements doivent faire l’objet d’un compte rendu. Toute nonconformité à la spécification jugée acceptable doit être décrite en détail et la décision doit être justifiée. d. Dispositifs électro-explosifs (EED) : • exigences appropriées (ISO 14304 – en cours de préparation) ; • techniques de conception ; • vérification. e. Analyse CEM : • prévisions EMI et CEM au niveau des systèmes basées sur les caractéristiques EMI envisagées ou réelles au niveau des équipements et du sous-système ; • conception de solutions pour les situations d’interférence envisagées ou réelles. f. Vérification CEM au niveau du satellite : Ebauche du plan d’essai CEM au niveau du système, incluant le motif de sélection des circuits critiques dans les techniques d’instrumentation et de démonstration des marges de sécurité pour la sensibilisation des circuits EED et des circuits critiques. 64 Annexe B (normative) Plan de vérification des effets électromagnétiques – Définition des exigences documentaires (DRD) B.1 Introduction Le présent document définit l’approche, les méthodes, les procédures de vérification des effets électromagnétiques. B.2 Domaine d’application et applicabilité B.2.1 Domaine d’application Cette définition d’exigences documentaires (DRD) établit les exigences relatives au contenu des données du plan de vérification des effets électromagnétiques. Cette DRD n’inclut pas les exigences de format, de représentation ou de livraison du plan de vérification des effets électromagnétiques. B.2.2 Applicabilité Cette DRD s’applique à tous les projets utilisant les normes ECSS. 65 B.3 Références B.3.1 Glossaire et dictionnaire Cette DRD emploie la terminologie et les définitions contrôlées par : ECSS-P-001 Glossaire des termes ECSS-E-20 Ingénierie spatiale électroniques B.3.2 – Exigences électriques et Document source Cette DRD définit les spécifications de données d’un plan de vérification des effets électromagnétiques contrôlé par la norme ECSS-E-20. B.4 Termes, définitions et abréviations B.4.1 Termes et définitions Pour les besoins de la présente DRD, les termes et définitions figurant aux normes ECSS-P-001 et ECSS-E-20 s’appliquent. B.4.2 Abréviations Les abréviations ci-dessous sont utilisées dans la DRD. Abréviation Signification CEM EED EMEVP EMI Compatibilité électromagnétique Dispositif électro-explosif Plan de vérification des effets électromagnétiques Interférence électromagnétique B.5 Description et objet Le plan de vérification des effets électromagnétiques fournit les instructions nécessaires à la conduite des activités qui serviront à vérifier que les effets de l’environnement électromagnétique sont compatibles avec la spécification du projet. B.6 Application et interrelations Ce document est préparé pour chaque projet, en fonction de la définition des exigences système et de la spécification électromagnétique applicable. Son champ d’application doit inclure tout élément d’équipement et de soussystème du projet. 66 B.7 Eléments préliminaires EMEVP B.7.1 Titre Ce document doit s’intituler « [insérer un déterminant descriptif, par exemple le nom du projet] plan de vérification des effets électromagnétiques ». B.7.2 Page de titre La page de titre de ce document doit mentionner le numéro d’identification du document du projet, le titre du document, la date de publication et l’organisme autorisant la publication. B.7.3 Sommaire Le sommaire doit mentionner le titre et l’emplacement de chaque article et paragraphe principal, figure, tableau et annexe présentés dans ce document. B.7.4 Avant-propos Un avant-propos doit figurer dans le document ; il décrit autant d’éléments qu’il convient : • identification de l’organisme qui a préparé ce document ; • données relatives à l’approbation du document ; • identification d’autres organismes ayant participé à la préparation du document ; • note d’applicabilité identifiant les autres documents à supprimer et à remplacer en totalité ou en partie ; • liste des différences techniques significatives entre ce document et les documents antérieurs ; • lien entre ce document et les autres normes ou documents B.7.5 Introduction Une introduction peut être ajoutée ; elle fournira des informations spécifiques ou des commentaires sur le contenu technique. B.8 Contenu B.8.1 Domaine d’application et applicabilité Cet article doit porter le numéro 1 et doit décrire le domaine d’application, l’applicabilité et l’objet du plan de vérification des effets électromagnétiques. B.8.1.1 Domaine d’application Ce paragraphe doit porter le numéro 1.1 et son contenu doit être le suivant : « Le présent plan de vérification des effets électromagnétiques définit les instructions du projet [insérer l’identifiant du projet]. 67 Le présent plan de vérification des effets électromagnétiques est basé sur les exigences de [insérer identifiant du plan de contrôle CEM du projet] ». B.8.1.2 Objet Ce paragraphe doit porter le numéro 1.2 et son contenu doit être le suivant : « Le présent plan de vérification des effets électromagnétiques définit les plans qui serviront à sélectionner les limites et les critères CEM, toutes les conditions d’essai, y compris les installations d’essai, le personnel, la configuration des essais, la gamme des instruments ». B.8.2 Références Cet article doit porter le numéro 2 et doit inclure les paragraphes suivants : B.8.2.1 Références normatives Ce paragraphe doit porter le numéro 2.1 et son contenu doit être le suivant : « Le présent document intègre des références, datées ou non, et des dispositions d'autres publications. Ces références normatives sont citées aux endroits appropriés dans le corps du texte et la liste des publications est fournie cidessous. En ce qui concerne les références datées, toute modification ou révision ultérieure s'applique au présent document uniquement si elle y est intégrée par amendement ou révision. En ce qui concerne les références non datées, la dernière édition de la publication référencée s'applique. [insérer l’identifiant du document] [insérer le titre du document] ». (Le plan de contrôle CEM et certaines normes CEM peuvent en général être cités ici.) B.8.2.2 Références informatives Ce paragraphe doit porter le numéro 2.2 et son contenu doit être le suivant : « Les documents ci-dessous ne font pas partie de ce plan de vérification des effets électromagnétiques mais enrichissent ou précisent toutefois son contenu : [insérer l’identifiant du document] [insérer le titre du document] ». B.8.3 Termes, définitions et abréviations Cet article doit porter le numéro 3 et doit inclure les paragraphes suivants : B.8.3.1 Termes et définitions Ce paragraphe doit porter le numéro 3.1 et doit répertorier tout dictionnaire ou glossaire du projet et tous les termes inhabituels ou ceux dont la signification est spécifique au EMEVP, ainsi que la définition de chaque terme. Si le dictionnaire ou glossaire d’un projet s’applique, insérer les phrases suivantes : « Les définitions [insérer le titre et l’identifiant des dictionnaires et glossaires correspondants] s’appliquent au présent document ». Insérer la phrase suivante : 68 « Les termes et définitions ci-dessous sont spécifiques au présent document : [insérer le terme] [insérer la définition] ». B.8.3.2 Abréviations Ce paragraphe doit porter le numéro 3.2 et doit répertorier toutes les abréviations utilisées dans le plan de vérification des effets électromagnétiques ainsi que la signification détaillée ou la structure de chaque abréviation. B.8.4 Eléments du plan Cet article doit porter le numéro 3 et doit répertorier les exigences du plan. La liste ci-dessous n’est pas exhaustive. a. les méthodes de sélection des circuits critiques, utilisées pour le contrôle de conformité aux critères de dégradation et aux marges de sécurité, doivent compter une méthode de sélection déjà définie ; b. procédures utilisées pour développer les critères d’échec et les limites ; c. conditions et procédures d’essai pour l’ensemble des équipements électroniques et électriques installés dans le satellite ou simplement associés et séquence des opérations lors des essais, y compris la mise sous tension. Une matrice d’essai de compatibilité coupable/victime à l’intérieur du système doit être intégrée dans la procédure d’essai ; d. mise en place et application des procédures d’essai qui doivent inclure les modes d’exploitation et les points de contrôle de chaque sous-système ou équipement ; e. utilisation de résultats approuvés à partir d’essais d’interférence réalisés en laboratoire sur les sous-systèmes et les équipements ; f. méthodes et procédures relatives à la lecture et à l’analyse des données ; g. moyens de vérification de la conformité de la conception de l’électrification du satellite; h. moyens utilisés pour simuler et tester les sous-systèmes et dispositifs (EED) électro-explosifs ; i. vérification de la qualité de l’alimentation électrique et méthodes de surveillance des bus de puissance c.c. et c.a. (le cas échéant) ; j. localisation des essais et descriptions de l’organisation de la simulation des performances d’exploitation dans les cas où l’opération réelle s’avère impossible ; k. configuration des modes d’exploitation des équipements et des soussystèmes visant à garantir que les équipements et les sous-systèmes victimes sont testés selon les modes les plus efficaces et que les équipements et les sous-systèmes coupables sont testés dans des conditions de bruit extrêmes ; l. détails relatifs aux plages de fréquence, aux voies et aux combinaisons devant être testées de façon spécifique ; il s’agit, entre autres, des fréquences image, des fréquences intermédiaires, de l’oscillateur local, des fréquences fondamentales et des fréquences en relation harmonique de 69 l’émetteur. On doit inclure les fréquences de susceptibilité du sous-système identifiées lors des essais en laboratoire ; m. personnel requis, y compris le personnel client et fournisseur à tous les niveaux, les responsables qualité ; n. liste des tous les équipements d’essai requis, ainsi qu’une description de l’instrumentation CEM unique pour la simulation et la mesure des sorties électriques, électroniques et mécaniques des équipements et des soussystèmes qui seront contrôlés lors du programme d’essai. 70 (Cette page est laissée blanche intentionnellement) 71 Annexe C (normative) Rapport de vérification des effets électromagnétiques – Définition des exigences documentaires (DRD) C.1 Introduction Le présent document définit l’approche, les méthodes, les procédures de vérification des effets électromagnétiques. C.2 Domaine d’application et applicabilité C.2.1 Domaine d’application Cette définition d’exigences documentaires (DRD) établit les exigences relatives au contenu des données du rapport de vérification des effets électromagnétiques (EMEVR). Cette DRD n’inclut pas les exigences de format, de représentation ou de livraison du rapport de vérification des effets électromagnétiques. C.2.2 Applicabilité Cette DRD s’applique à tous les projets utilisant les normes ECSS. 72 C.3 Références C.3.1 Glossaire et dictionnaire Cette DRD emploie la terminologie et les définitions contrôlées par : ECSS-P-001 Glossaire des termes ECSS-E-20 Ingénierie spatiale électroniques C.3.2 – Exigences électriques et Document source Cette DRD définit les spécifications de données d’un rapport de vérification des effets électromagnétiques contrôlé par la norme ECSS-E-20. C.4 Termes, définitions et abréviations C.4.1 Termes et définitions Pour les besoins de la présente DRD, les termes et définitions figurant aux normes ECSS-P-001 et ECSS-E-20 s’appliquent. C.4.2 Abréviations Les abréviations ci-dessous sont utilisées dans la DRD. Abréviation Signification CEM EED EMEVP EMEVR EMI Compatibilité électromagnétique Dispositif électro-explosif Plan de vérification des effets électromagnétiques Rapport de vérification des effets électromagnétiques Interférence électromagnétique C.5 Description et objet Le rapport de vérification des effets électromagnétiques inclut les instructions relatives au rapport des toutes les activités liées à la vérification des effets de l’environnement électromagnétique. C.6 Application et interrelations Ce document doit être préparé pour chaque essai, sur la base du plan de vérification des effets électromagnétiques. Son champ d’application doit inclure tout élément d’équipement et de soussystème du projet. 73 C.7 Eléments préliminaires EMEVR C.7.1 Titre Ce document doit s’intituler « [insérer un déterminant descriptif, par exemple le nom du projet] rapport de vérification des effets électromagnétiques ». C.7.2 Page de titre La page de titre de ce document doit mentionner le numéro d’identification du document du projet, le titre du document, la date de publication et l’organisme autorisant la publication. C.7.3 Sommaire Le sommaire doit mentionner le titre et l’emplacement de chaque article et paragraphe principal, figure, tableau et annexe présentés dans ce document. C.7.4 Avant-propos Un avant-propos doit figurer dans le document ; il décrit autant d’éléments qu’il convient : • identification de l’organisme qui a préparé ce document ; • données relatives à l’approbation du document ; • identification d’autres organismes ayant participé à la préparation du document ; • note d’applicabilité identifiant les autres documents à supprimer et à remplacer en totalité ou en partie ; • liste des différences techniques significatives entre ce document et les documents antérieurs ; • lien entre ce document et les autres normes ou documents. C.7.5 Introduction Une introduction peut être ajoutée ; elle fournira des informations ou des commentaires spécifiques sur le contenu technique. C.8 Contenu C.8.1 Domaine d’application et applicabilité Cet article doit porter le numéro 1 et doit décrire le domaine d’application, l’applicabilité et l’objet du rapport de vérification des effets électromagnétiques. C.8.1.1 Domaine d’application Ce paragraphe doit porter le numéro 1.1 et son contenu doit être le suivant : « Le présent rapport de vérification des effets électromagnétiques définit les instructions du projet [insérer l’identifiant du projet]. 74 Le présent rapport de vérification des effets électromagnétiques est basé sur les exigences de [insérer l’identifiant du plan de contrôle CEM du projet et l’EMEVP] ». C.8.1.2 Objet Ce paragraphe doit porter le numéro 1.2 et son contenu doit être le suivant : « Conformément au plan de contrôle CEM, le présent rapport de vérification des effets électromagnétiques fait état des résultats de l’application de la procédure de vérification des effets électromagnétiques ». C.8.2 Références Cet article doit porter le numéro 2 et doit inclure les paragraphes suivants : C.8.2.1 Références normatives Ce paragraphe doit porter le numéro 2.1 et son contenu doit être le suivant : « Le présent document intègre des références, datées ou non, et des dispositions d'autres publications. Ces références normatives sont citées aux endroits appropriés dans le corps du texte et la liste des publications est fournie cidessous. En ce qui concerne les références datées, toute modification ou révision ultérieure s'applique au présent document uniquement si elle y est intégrée par amendement ou révision. En ce qui concerne les références non datées, la dernière édition de la publication référencée s'applique. [insérer l’identifiant du document] [insérer le titre du document] ». (Le plan de contrôle CEM, l’EMEVP et certaines normes CEM peuvent, en général, être cités ici.) C.8.2.2 Références informatives Ce paragraphe doit porter le numéro 2.2 et son contenu doit être le suivant : « Les documents ci-dessous ne font pas partie de ce rapport de vérification des effets électromagnétiques mais enrichissent ou précisent toutefois son contenu : [insérer l’identifiant du document] [insérer le titre du document] ». C.8.3 Termes, définitions et abréviations Cet article doit porter le numéro 3 et doit inclure les paragraphes suivants : C.8.3.1 Termes et définitions Ce paragraphe doit porter le numéro 3.1 et doit répertorier tout dictionnaire ou glossaire du projet et tous les termes inhabituels ou ceux dont la signification est spécifique au EMEVR, ainsi que la définition de chaque terme. Si le dictionnaire ou glossaire d’un projet s’applique, insérer les phrases suivantes : « Les définitions [insérer le titre et l’identifiant des dictionnaires et glossaires correspondants] s’appliquent au présent document ». Insérer la phrase suivante : 75 « Les termes et définitions ci-dessous sont spécifiques au présent document : [insérer le terme] [insérer la définition] ». C.8.3.2 Abréviations Ce paragraphe doit porter le numéro 3.2 et doit répertorier toutes les abréviations utilisées dans le rapport de vérification des effets électromagnétiques ainsi que la signification détaillée ou la structure de chaque abréviation. C.8.4 Eléments du rapport Cet article portera le numéro 4 et inclura au moins les éléments ci-dessous : a. identification des objectifs spécifiques, y compris les exigences et les références EMEVP applicables ; b. description de l’élément testé, de la configuration, des dessins et des photographies correspondants ; c. description de toute correction ou de tout changement de configuration apportés à l’élément suite à des défauts de vérification ; d. synthèse des résultats accompagnée d’un résumé établissant le degré de conformité aux exigences ; e. description de tout écart par rapport aux installations d’essai, aux techniques d’analyse ou outils et aux dispositifs d’aide à la surveillance dans l’EMEVP; f. description de tout écart par rapport aux procédures par étapes dans l’EMEVP ; g. schémas/photographies appropriés de configuration d’essai ; h. liste des équipements appropriées ; d’essai, incluant les données d’étalonnage i. enregistrements des données ou rapports, lectures des instruments, facteurs de correction et résultats limités ; les méthodes de réduction des données doivent faire l’objet d’une description. Si, en raison des conditions d’essai, la valeur des données a été compromise, le motif et l’impact sur les résultats doivent faire l’objet d’un rapport ; j. identification des conditions ambiantes et autres conditions d’essai. 76 (Cette page est laissée blanche intentionnellement) 77 Bibliographie 78 ISO 14302 Exigences de compatibilité électromagnétique, systèmes spatiaux (en cours de préparation) ISO 14304 Critères relatifs aux systèmes et aux dispositifs explosifs utilisés dans un véhicule spatial (en cours de préparation) MIL-STD-1541A Electromagnetic compatibility requirements for space systems MIL-STD-1512 Electroexplosive subsystems, electrically initiated, design requirements and test methods JPL Publication 86-14 NASA Aerospace Battery Safety G.Halpert, S.Subbarao & J.Rowlette SPIE Vol. 2210 Optical design and technologies instrumentation, R.H. Csichy Handbook, for space Proposition d'Amélioration d'un Document ECSS 1. Documents I.D. 2. Date du Document 3. Titre du Document ECSS-E-20A 4 octobre 1999 Exigences électriques et électroniques 4. Amélioration souhaitée (identifier les paragraphes, les sous-paragraphes et inclure le texte modifié et/ou les graphiques, et si nécessaire, les pièces jointes) 5. Raison de la modification 6. Identification de la personne à l'origine de la recommandation Nom : Organisme : Adresse : Téléphone : 7. Date de la soumission : Fax : E-Mail : 8. Envoi au Secrétariat ECSS Nom : Adresse : Téléphone : +31-71-565-3952 W. Kriedte ESA-TOS/QR ESTEC, PO Box 299 2200AG Noordwijk Pays-Bas Fax : +31-71-565-6839 E-Mail : [email protected] 79
