CHAMP MAGNÉTIQUE CRÉÉ PAR UN COURANT

Compatibilité Électromagnétique
COMPATIBILITÉ ÉLECTROMAGNÉTIQUE
COMPATIBILITÉ ÉLECTROMAGNÉTIQUE
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1- INTRODUCTION
1.1) Qu'est-ce que la compatibilité électromagnétique ?
Définition : Aptitude d’un dispositif ou d’un système à fonctionner dans son
environnement électromagnétique de façon satisfaisante et sans produire lui-même
des perturbations électromagnétiques de nature à créer des troubles graves dans le
fonctionnement des appareils ou des systèmes situés dans son environnement.
Origine : Les problèmes de compatibilité entre les appareils électriques existent depuis
que l'électricité est utilisée vecteur d'énergie (1869 : Première dynamo) ou
d'information (1832 : Codage Morse / Télégraphie). Avec les progrès techniques, les
niveaux d'énergie ont considérablement augmentés pour la partie vecteur d'énergie
(ex : TGV) et considérablement diminués pour la partie vecteur d'information
(ex : Téléphonie). Les probabilités de dysfonctionnement d'un appareil dans son
environnement a évidemment beaucoup augmenté rendant nécessaire l'application de
normes.
Normes : Depuis le 1er janvier 1996, tout appareil électrique ne peut-être mis sur le
marché sans « marquage CE ». Celui-ci certifie que l’appareil respecte les niveaux
d’émission et de susceptibilité inférieurs à ceux spécifiés par les normes.
Rappels sur le champ électromagnétique :
Un champ électromagnétique apparaît dès lors que des charges électriques sont en
mouvement. Ce champ résulte de la combinaison de 2 ondes (l’une électrique, l’autre
magnétique) qui se propagent à la vitesse de la lumière.
Tout fil électrique (antenne) sous tension produit un champ électrique. Son intensité se
mesure en volts par mètre [V/m]. Il est lié à un comportement capacitif (couplage entre
deux antennes).
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Contrairement aux champs électriques, les champs magnétiques n’apparaissent que lors
du passage d’un courant électrique dans un conducteur. Leur intensité se mesure en
ampères par mètre [A/m] dans le cas de l’excitation magnétique H, ou en teslas [T] dans
le cas du champ magnétique B. Il est lié à un comportement inductif (couplage de spires
parcourues par des courants).
Thématiques de la CEM
Analyse des sources (production de perturbations)
Analyse des modes de couplage (possibilité de passage d'une perturbation d'un
dispositif vers un autre / environnement électromagnétique)
Analyse de l'immunité des appareils (résistance de l'appareil aux agressions
provenant de son environnement)
Protection contre les perturbations rayonnées
Protection contre les perturbations conduites
Protection contre la foudre
Normes s'appliquant aux appareils électriques (normalisation), tests, mesures
1.2) Les grandeurs et unités utilisées en CEM
Tension = V en volt [V]
Courant = I en ampère [A]
Champ magnétique = Induction magnétique = B en tesla [T]
Champ magnétique =H en ampère par mètre [A/m] (B = µ0 µr H)
µr = 1 dans l’air - µr = 1000 dans le fer
Champ électrique = E en Volt / mètre [V/m]
Pour couvrir de grandes étendues de valeurs, on utilise les décibels 20 log ( V / Vref)
Pour une tension : 20 log (V) dBV 0 dB <=> 1 V
20 log (V/10-6) dBµV 0 dB <=> 1 µV
Pour un champ : 20 log (E) dBV/m 0 dB <=> 1 V/m
20 log (E/10-3) dBmV/m 0 dB <=> 1 mV/m
1.3) Equipements concernés
Traitement de l'information (Ordinateur, serveurs...)
Récepteur radio et télévision
Matériel électronique embarqué (calculateur d'un véhicule...)
Equipement de traitement de l'énergie (lignes EDF, moteurs...)
Appareils électroménagers
Téléphonie (relais HF, mobiles...)
Bref... l'ensemble des équipements utilisant l'électricité.
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2- LES PERTURBATIONS
Définition
Une perturbation est un phénomène susceptible de dégrader les performances et/ou le
fonctionnement d’un dispositif (courant, tension, champ électromagnétique).
Il y a 3 gammes de fréquences qui font l'objet de normes :
50 Hz - 2 kHz : on étudie les perturbations conduites basses fréquences (BF)
150 kHz - 30 MHz : on étudie les perturbations conduites hautes fréquences (HF)
30 MHz - 2 GHz : on étudie les perturbations rayonnées (HF)
2.1) Couplage des perturbations
Pour qu'une perturbation se propage d'un équipement à un autre elle emprunte un
"chemin" (mode de propagation) que l'on appelle mode de couplage.
Eléments parasites :
Résistance
Inductance
Capacité
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Mode de propagation
Il y a 2 modes de propagation des perturbations conduites :
Mode différentiel Mode commun
Couplage par impédance commune
Exemple de la liaison de masse
Exemple du découplage des alimentations de circuits numériques
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Exemple du découplage de l'alimentation d'un Hacheur
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