Compatibilité électromagnétique

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Généralités

Tout dispositif en composant électronique est susceptible d'interférer électromagnétiquement avec son environnement soit de manière passive c'est-à-dire il est perturbé soit de manière active c'est-à-dire il perturbe. L'objet de la compatibilité traite ces phénomènes. A cet égard, on utilise des normes de fabrication, des normes génériques fixant les limites de fonctionnement de dispositif en fonction de l'environnement, des méthodes de mesure et les conditions d'essai.

Interface électromagnétiques: immunité, émission

Lorsque deux composant quelconque y compris les lignes d'un même appareil ou de deux appareil différents véhiculent chacun un signal électrique, le signal de l'un peut engendrer dans l'autre un signal supplémentaire indésirable appelé perturbation. Cette notion peut s'étendre aux perturbations naturelles créées par la foudre. Deux types d'interférence sont possibles:

  • Celle dite de mode conduite dû aux lois de la conduction électrique dans les pistes, les câbles etc. Elles sont fréquentes aux basses fréquences
  • Celle dite de mode rayonné au couplage par le champ électrique E et H qui sont prépondérantes aux cas des hautes fréquences HF

La conception d'un appareil électrique impose donc d'analyser les modes et perturbations en présence et leur éventuelle réduction. La sensibilité d'un appareil à un champ électrique antérieur est appelée immunité (l'appareil étant victime). LA quantité de champ que celui-ci rayonne dans l'espace qui l'entoure est appelée émission (l'appareil étant perturbateur).

 

Perturbation du mode conduit

On sait que la résistivité du métal est faible mais pas nulle ceci n’a pour conséquence:

  • Une surintensité parasite qui se propage rapidement loin de la ligne.
  • Une mise à la masse (potentiel de référence VM=0) n'est jamais parfaite.

Or d'une part les sources de surtension ou surintensité sont de plus en plus nombreuses dans les dispositifs électroniques actuels à l'exemple dans les alimentations à découpage, d'autre part des mesures fines d'instrumentation bas niveau nécessite de références de masse très précise. On est de ce fait confronté au problème de la réduction de l'influence de ces perturbations, pour cela on dispose des solutions complémentaires.

Le filtre (passe-bas; coupe bande etc.)

 

Nécessaire pour réduire les harmoniques qui interviennent de façon spontanée. Ainsi par exemple le filtrage sera nécessaire à la sortie de toute alimentation.
On distingue le filtrage du mode commun (entre neutre ou phase et terre) et le filtrage du mode différentiel (entre phase et neutre). Pratiquement on trouve ces filtres sous la forme connecteur des prises ou interrupteurs dans les réseaux téléphoniques et information. Ces filtres se présentent sous la forme de capacité de traverser ou sous la forme de noyau de ferrite absorbant au tour duquel entoure le câble à filtrer (par exemple nappe d'imprimante ou nappe entre carte PC)
Limitation de surtension (elle se fait par diode ou par varistance).
Isolement et rejection du mode commun (amplification différentielle, transformateur, relais, opto-coupleur, filtre optique)

 

Perturbation de mode rayonné

 

Comme son nom l'indique le champ E et H. Chacun d'eux étant à l'origine d'un type de couplage particulier capacitif pour le champ E et inductif pour le champ H. En effet soit un conducteur sous forme de boucle de surface S reçoit un courant I. On peut aussi dire que ce conducteur est le siège d'une tension V
Aux basse fréquences ces deux couplages sont indépendants. A distance fixée, seul moyen de réduire ce couplage est d'interposer entre les composants incriminés un écran métallique appelé aussi blindage. Le rôle de cet écran consistera à séparer l'espace ente les deux autres, l'un avec la source de champ, l'autre sans source de champ.
En outre son rôle consiste aussi à isoler un courant de telle sorte que le potentiel de masse soit respecté.
Le mécanisme de blindage est lié à l'expression des conditions polémiques du champ E et H, la frontière étant la limite air métal.