Introduction à la CEM

Objectif principal :

A l’issue de cette formation, le stagiaire comprendra les enjeux de la CEM et aura acquis des bases certaines par un tour d’horizon des phénomènes et paramètres de cette discipline.

Objectif pédagogique :

Le but de cette formation est de :

• Découvrir le vocabulaire en CEM
• Etre capable d’analyser le comportement des équipements : perturbateurs, victimes
• Etre capable d’analyser les couplages entre source et victime
• Appréhender les différentes normes et essais

1 – Introduction
Définition et origine de la CEM
Evolution de l’électronique
Exemple d’interférence radio
Exemples de problèmes CEM
La CEM : du concept à l’exploitation

2 – La physique du domaine
Analogie entre électromagnétisme et acoustique
Acoustique : rayonnement et conduction
Electromagnétisme : rayonnement et conduction
Limite conduction / rayonnement
Comportement en fréquence
Représentation spectrale d’un signal sinusoïdal et trapézoïdal
Relation temps-fréquence
Propagation des perturbations en CEM
Caractérisation CEM des équipements
Définition d’une onde électromagnétique
Utilisation du spectre radioélectrique
Décibels : définitions et utilisation
Rappels d’électronique
Mode commun / mode différentiel
Détection d’enveloppe des composants
Sensibilité des composants numériques
Impédance haute fréquence d’un conducteur filaire, d’un plan
Impédance haute fréquence d’un plan métallique
Impédance haute fréquence d’un condensateur

3 – Les sources de perturbations
Emetteurs radio
La foudre : origine et caractéristiques
Effets mécaniques et thermiques de la foudre
Paratonnerres : protection des structures
Dôme de potentiel dans le sol
Tension développée dans les grandes structures métalliques
Champ magnétique généré par la foudre : couplage sur les installations électriques
Décharges électrostatiques : principe, ordres de grandeur
Risque de destruction des composants par manipulation
Perturbations transitoires dans les systèmes de coupure
Convertisseurs de puissance à découpage
Variateurs de vitesse
Conséquences du rayonnement des circuits numériques rapides
Rayonnement des transformateurs de puissance
Appareils industriels haute fréquence

4 – Exposition humaine
Risques et enjeux de l’exposition aux ondes électromagnétiques
Effets biologiques
Réglementation Européenne public et travailleurs

5 – Phase de conception : définition des objectifs réglementaires CEM
Risques et enjeux des objectifs réglementaires CEM
Différentes réglementations CEM dans le monde
Réglementation CEM Européenne
Domaine d’application de la directive CEM
Principe de l’autocertification
Déclaration UE de conformité
Marquage CE
Normes CEM harmonisées
Certification internationale

6 – Phase de conception : règles CEM de conception
Enjeu du suivi des règles CEM de conception
Equipotentialité : clé de la CEM
Analogie avec l’équipotentialité mécanique
Couplage par les masses
Couplage capacitif carte / environnement
Liaison du 0V au châssis
Couplage en champ électrique
Protection d’une piste par plan de masse
Les filtres CEM : structures, schémas et mise à oeuvre
Tores de ferrite : principe, matériaux, caractéristiques
Selfs de mode commun
Isolements galvaniques
Câbles blindés : principe, efficacité
Importance de la terminaison des blindages
Blindages des câbles : exemples de mise en œuvre et de solutions de raccordement
Cas des perturbations basses fréquences
Différents types de surtensions
Rôle et caractéristiques des limiteurs
Présentation et maîtrise des perturbations générées par les convertisseurs à découpage
Rôle des blindages électromagnétiques
Choix des matériaux
Importance de la mise en œuvre des blindages
Modélisation CEM : utilisation d’outils gratuits
SPICE : applications en CEM
Maxwell2D
Simulation des diagrammes de rayonnements

7 – Phase de prototype : réalisation
Enjeux CEM en phase de prototype
Origines du rayonnement d’un équipement électronique
Mesures d’émission rayonnée
Outils de préqualification
Utilisation d’une pince de courant haute fréquence
Méthode de mise au point CEM d’un équipement

8 – Phase de qualification
Enjeux CEM en phase de qualification
But des mesures d’émission
Analyseur de spectre
Mesure des perturbations conduites
Exemples de limites
Emission rayonnée
Antennes utilisées en CEM
Sites de mesure – Cages de Faraday
But des essais d’immunité
Essais de décharges électrostatiques
Immunité aux transitoires rapides
Immunité aux surtensions
Immunité conduite et rayonnée aux émetteurs radio
Exemples d’essais en automobile
Immunité au rayonnement des transformateurs de puissance
Creux de tension, coupures brèves

9 – Phase d’installation
Enjeux CEM en phase d’installation
Terre / masses : définitions
Rôle du réseau de terre
Conducteurs de sécurité
Importance d’un réseau de masse maillé – Equipotentialité
Effet réducteur des chemins de câbles métalliques
Schémas de neutre en distribution électrique BT
Schéma TT,TN,IT
Ségrégation des câbles

10 – Phase d’exploitation
Enjeux CEM en phase d’exploitation
Que faire en cas de problème CEM sur site ?
Outils d’investigation
Solutions de protection
Méthodologie d’analyse d’un problème CEM

11 – Conclusion
Importance de la prise en compte de la CEM à toutes les étapes d’un projet
Bibliographie

Tout public

Pas de connaissance en électricité
Pas de connaissance mathématique

Action de formation :
• Support de cours
• Exercices pratiques
• Démonstrations pratiques si possible
Evaluation des acquis :
• QCM en fin de session

Formation d’adaptation et de développement des compétences dispensée en présentiel
Programme adaptable en durée et contenu en intra entreprise
Attestation de fin de formation

Formateur et consultant terrain de plus de 10 ans d’expérience