Table des matières
- Qu'est-ce que la compatibilité électromagnétique?
- Pourquoi la CEM est-elle importante?
- Quelles sont les normes et directives CEM ?
- Quand doit-on appliquer la directive CEM?
- Qu'est-ce que les perturbations CEM?
- Qu'est-ce qui cause des perturbations électromagnétiques?
- Comment se protéger des rayonnements électromagnétiques?
- Comment blinder un câble?
- Quand-est-ce-qu'un-essai-CEM-nécessaire?
La compatibilité électromagnétique, également appelée CEM, englobe toutes les capacités d'un appareil, d'un outil ou d'une installation électrique à ne pas perturber le fonctionnement d'autres appareils par des influences électromagnétiques et électriques. L'importance de la CEM est énorme, car c'est la seule façon de garantir que les appareils dans les installations industrielles, les laboratoires d'essai ou les bâtiments ne se perturbent pas mutuellement ou ne tombent pas en panne pendant leur fonctionnement.
La meilleure réponse à la question "Que signifie CEM ?" est donc que les émissions électriques et/ou électromagnétiques sont d'une part activement empêchées. Parallèlement, la définition de la CEM s'applique également lorsqu'il s'agit de l'immunité passive contre ce type d'influences.
Important : la compatibilité électromagnétique ne doit pas être assimilée au terme EMI (Electromagnetic Interference, ou perturbation électromagnétique), qui désigne la capacité fondamentale des appareils électriques à émettre des signaux parasites. EMC (Electromagnetic Compatibility), ou les appareils conformes à la CEM, sont généralement marqués d'un signe CEM. Nous avons résumé brièvement ci-dessous les principales bases de la CEM.
Que signifie la compatibilité électromagnétique ?
La directive sur la compatibilité électromagnétique (directive CEM) des appareils et des installations indique comment la CEM doit être constituée. À quelques exceptions près, la directive sur la compatibilité électromagnétique s'applique à tous les appareils fixes susceptibles de provoquer des perturbations électriques ou électromagnétiques et/ou d'être affectés par ces perturbations. Lors d'un test CEM, les appareils doivent donc prouver qu'ils fonctionnent dans des environnements électromagnétiques sans émettre d'émissions susceptibles d'affecter d'autres appareils. Ces tests sont généralement effectués dans un laboratoire CEM spécialisé.
Définition de la CEM
„La capacité d'un appareil, d'une installation ou d'un système à fonctionner de manière satisfaisante dans l'environnement électromagnétique. Sans provoquer lui-même des perturbations électromagnétiques qui seraient inacceptables pour tout appareil, installation ou système présent dans cet environnement.“
Pourquoi la CEM est-elle importante ?
Qu'il s'agisse de la conformité CEM dans l'électrotechnique, la construction automobile ou aéronautique, les émissions électriques ou électromagnétiques induites peuvent, dans le pire des cas, entraîner une panne des appareils électroniques, ce qui rend la protection CEM indispensable, tant dans le domaine industriel que dans le domaine privé. C'est pourquoi la compatibilité électromagnétique des installations et des appareils électriques doit être confirmée lors d'un test CEM pour qu'une autorisation CEM puisse être accordée.
Boîtiers conformes à la CEM
Ils forment un écran contre les champs électriques, magnétiques ou électromagnétiques. Ces champs perturbateurs sont générés par exemple par des décharges électrostatiques, des opérations de commutation, des variations rapides de courant ou de tension, le fonctionnement de moteurs ou de générateurs à haute fréquence, etc. En règle générale, ces boîtiers sont utilisés avec un presse-étoupe CEM.
Blindage CEM
Le blindage CEM homogène est interrompu au niveau des transitions entre les câbles et le presse-étoupe, le boîtier à passe-fils, le boîtier en saillie et l'armoire électrique. Pour une performance CEM optimale, ces connexions doivent se chevaucher le plus possible, avoir une grande surface, une faible résistance et un contact sur 360° tout autour.
Quelles sont les normes et directives CEM ?
Parmi les exigences CEM les plus importantes, on compte entre autres l'immunité et l'intensité des émissions émises par un appareil électrique lui-même. Pour le calcul de la CEM, les paramètres suivants sont notamment importants et peuvent également être tirés de la norme CEM IEC 60939-1 :
- Courant de fuite du filtre
- Fréquence assignée
- Tension assignée
- Capacité nominale par rapport à la terre
Les valeurs limites CEM pour la gamme des basses et des hautes fréquences sont indiquées dans le tableau ci-dessous.
| Gamme de fréquences | Intensité de champ électrique en kV/m | Densité de flux magnétique μT/th> |
|---|---|---|
| 0 Hz | - | 500 |
| 1 Hz - 8 Hz | 5 | 40.000/f² |
| 8 Hz - 25 Hz | 5 | 5.000/f² |
| 25 Hz - 50 Hz | 5 | 200 |
| 50 Hz - 400 Hz | 250/f | 200 |
| 400 Hz - 3 000 Hz | 250/f | 80.000/f² |
| 3 GHz - 10 GHz | 0,083 | 27 |
| Gamme de fréquences | Intensité de champ électrique en kV/m | Densité de flux magnétique μT/th> |
|---|---|---|
| 0,1 MHz - 1 MHz | 87 | 0,73/f |
| 1 MHz - 10 MHz | 87/√f | 0,73/f |
| 10 MHz - 400 MHz | 28 | 0,73/f |
| 400 MHz - 2000 MHz | 1,375 √f | 0,0037/√f |
| 2000 MHz - 300 GHZ | 61 | 0,16 |
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Selon le type d'appareil, il est attribué à la classe CEM correspondante. Selon les normes EN IEC 61000-6-1:2019 et EN IEC 61000-6-2:2019, on distingue deux classes, dans la mesure où des champs à haute fréquence sont émis involontairement dans un environnement CEM A ou B :
- CEM classe A: appareils, installations, circuits, etc. conçus pour être utilisés dans un environnement industriel
- CEM classe B: CEM niveau 1 appareils, installations, circuits, etc. utilisés à proximité immédiate de zones résidentielles, commerciales et industrielles.
La directive CEM sur les machines (directive CEM 2014/30/UE) s'applique aux machines comportant des composants électriques ou électroniques qui peuvent provoquer des émissions électromagnétiques ou être eux-mêmes affectés par ces perturbations.
Aperçu des principales normes CEM
- Certificat CEM CB
- CCA EMV paneuropéen
- Marque de certification obligatoire chinoise (CCC)
- US Federal Communication Committee (FCC)
- Remarque : Les informations relatives à la déclaration de conformité CEM, les détails sur l'ordonnance sur la compatibilité électromagnétique selon la norme CEI 6060, ainsi que les éventuelles modifications concernant la directive CEM sur les normes harmonisées et internationales en vigueur, peuvent également être consultées dans le guide CEM du groupe de projet responsable de l'Agence fédérale des réseaux.
Quand la directive CEM doit-elle être appliquée ?
La directive CEM 2014/30 / UE s'applique à tous les appareils grand public qui génèrent eux-mêmes des perturbations électromagnétiques ou qui peuvent être affectés par ces perturbations lors de leur fonctionnement.
Selon la directive CEM, on distingue différentes classes d'appareils et différents domaines d'application :
- Directive CEM 2014 30 UE : s'applique à presque tous les appareils électriques du marché intérieur européen.
- Directive CEM 2014/35/UE : Directive basse tension visant à respecter un niveau élevé de protection des appareils électriques. Les appareils et le matériel électrique fonctionnant à une tension nominale de 50 à 1000 V (courant alternatif) ou de 75 à 1500 V (courant continu) ne doivent présenter aucun risque pour la santé ou la sécurité des personnes, des animaux domestiques ou d'élevage et des biens.
- Directive CEM 2004 108 CE : a été remplacée par l'actuelle directive CEM 2014 30 UE le 19 avril 2016.
- Directive CEM 89/336/CEE : a été remplacée par la directive CEM 2004 108 CE.
Que sont les perturbations CEM ?
Les rayonnements CEM et les sources de perturbations CEM qui en résultent sont induits par un grand nombre d'appareils et d'installations différents. Outre les smartphones, les PC, les ordinateurs portables et les tablettes, les appareils WLAN et les tours d'émission pour le réseau 5G en font partie. Les lignes à haute et basse tension, les câbles de mise à la terre, les voies ferrées électriques ou encore les voitures électriques font également partie des sources de perturbations électromagnétiques, ce qui rend les mesures de protection CEM indispensables, même en extérieur, en fonction du type d'environnement CEM concerné.
En raison du grand nombre de facteurs perturbateurs, une sécurité CEM globale est également nécessaire pour les équipements électriques, qui est notamment garantie par le choix des matériaux et la structure constructive. C'est la seule façon de garantir que les appareils, les installations, les circuits électriques et les outils eux-mêmes sont insensibles aux perturbations et qu'une émission active de perturbations est évitée dans la mesure du possible.
Exemples de perturbations CEM en un coup d'œil :
En principe, on fait la distinction entre une perturbation électromagnétique dynamique, c'est-à-dire une perturbation variable dans le temps, et une perturbation statique, immuable - généralement due à des causes magnétiques et capacitives. Les perturbations peuvent être émises par des câbles transportant du courant ou des signaux (perturbations liées aux lignes) ou sous forme de champ électromagnétique (perturbations liées aux champs).
Qu'est-ce qui provoque des perturbations électromagnétiques ?
En principe, tout appareil électrique peut être à l'origine d'une perturbation électromagnétique (EMI). Les couplages capacitifs et inductifs sont l'une des causes les plus fréquentes des sources de perturbations électromagnétiques (perturbations liées au champ). Les rayonnements CEM sont principalement causés par des décharges électrostatiques (ESD), qui représentent un danger considérable, par exemple dans les zones antidéflagrantes contenant des substances dangereuses facilement inflammables. Outre les sources naturelles de perturbations CEM, par exemple la foudre, une charge statique entre deux corps ayant des intensités de champ différentes peut provoquer une étincelle électrique et détruire des composants électroniques sensibles par une charge qui saute.
Pour créer un environnement CEM, différentes mesures de protection CEM s'imposent. Il s'agit notamment de la mise à la terre des appareils, d'un couplage galvanique, de filtres de réseau supplémentaires ainsi que du blindage des câbles transportant des signaux ou du courant.
Comment peut-on blinder les rayonnements électromagnétiques ?
Un blindage CEM courant s'effectue au moyen de tuyaux métalliques tressés en cuivre ou en acier inoxydable, qui passent sur les câbles conducteurs de signaux et de courant. La question suivante est souvent posée dans ce contexte : Qu'est-ce que le blindage magnétique ? Ce type de blindage CEM est utilisé lorsque l'on souhaite éviter les perturbations CEM liées au champ. Avant de pouvoir utiliser le blindage CEM dans ce cas, il est important de mesurer l'intensité et la fréquence de l'émission induite pour que le blindage CEM soit efficace.
Quels matériaux peuvent faire écran aux champs magnétiques ?
Les matériaux utilisés pour le blindage CEM sont généralement des métaux conducteurs comme le cuivre, l'acier ou l'argent. Des bandes en aluminium sont également utilisées pour le blindage CEM lorsque les mesures CEM respectives l'exigent - par ex. lorsqu'un faible poids du blindage joue un rôle primordial.
À quoi sert un filtre antiparasite ?
Pour l'antiparasitage CEM, on utilise souvent des filtres antiparasites qui permettent de filtrer les perturbations à haute fréquence au moyen de condensateurs et de résistances. La fonction qu'un filtre CEM doit remplir dépend de sa structure. Ainsi, un filtre de réseau veille de manière fiable à ce que les câbles de données soient protégés contre les fréquences parasites à haute fréquence.
Produits pour la protection CEM
Outre un capots/embases Harting spécial pour connecteurs, il existe également des pinces de blindage CEM qui permettent de réaliser facilement une mise à la terre du blindage et une dérivation des perturbations à haute fréquence sur les câbles conducteurs de signaux. En outre, le presse-étoupe CEM de Wiska et Lapp permet une traversée blindée simple des câbles dans un boîtier.
Parmi les produits les plus courants dans le domaine de la protection CEM, on trouve également :
- Gaines tressées CEM
- Gaines de protection CEM
- Passe-câble CEM
- Presse-étoupe CEM
Quand un test CEM est-il nécessaire ?
Un justificatif CEM est toujours nécessaire lorsqu'un appareil électrique doit recevoir un marquage CE ou un certificat CEM. Pour cela, il est généralement nécessaire de procéder à un essai CEM afin de prouver que le règlement CEM en vigueur est respecté en matière de protection de la santé et qu'aucune perturbation électromagnétique n'est causée ou que l'appareil lui-même n'est pas affecté par une telle perturbation.
Les tests CEM courants se distinguent par leur mode de transmission. Outre les tests galvaniques, capacitifs et inductifs, l'intensité et la fréquence des ondes électromagnétiques émises par l'appareil concerné sont également examinées. Cette "loi CEM" se base sur les prescriptions CEM définies dans la directive 2014/30/UE, qui rendent entre autres les essais CEM obligatoires.
Combien coûte un essai CEM ?
Les coûts varient selon qu'un laboratoire d'essais effectue des essais CEM sur câbles ou sur le terrain. Un tarif journalier à quatre chiffres n'est pas rare en raison des dépenses liées à la mise en place des tests, à leur réalisation et aux essais normatifs.
Qu'est-ce que le terme de "puits de gravité" ?
La question suivante revient souvent : que signifie l'immunité aux interférences ? En termes simples, il s'agit de la capacité d'un composant d'un appareil à être affecté par un signal perturbateur. Ce qui est déterminant ici, c'est toujours ce que l'on appelle le "puits de perturbation", qui réagit de manière particulièrement sensible aux influences électromagnétiques et électriques.
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