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En tant que consultant EMC, évaluer les performances CEM des grands systèmes et machines est une tâche courante. Au fil des années, j'ai rencontré une large gamme d'équipements, notamment des entraînements à vitesse variable (VSD) haute puissance dans les usines, des équipements spécialisés installés sur les navires, des équipements de transformation des aliments et bien d'autres. Avec les progrès technologiques, il existe désormais des systèmes encore plus grands qui nécessitent une évaluation CEM in situ, tels que les ordinateurs quantiques, les machines de fabrication additive, les équipements de recyclage des déchets, les générateurs d'énergie renouvelable, les chargeurs de véhicules électriques haute puissance, et bien plus encore.

Bien qu'un équipement de test dans une chambre CEM accréditée soit idéal, cela peut ne pas être une option réaliste pour les grandes machines pour plusieurs raisons. Premièrement, une grande chambre est nécessaire pour accueillir ces machines. Deuxièmement, pendant que la chambre est chargée pour son utilisation, l'installation de la machine dans une chambre, puis son démontage une fois les tests terminés, peuvent prendre des jours, voire des semaines. Enfin, la logistique et les délais d'utilisation de la chambre peuvent également augmenter le coût et le temps globaux requis pour les tests CEM des grandes machines.

Heureusement, le parcours du dossier de construction technique (TCF) vers la conformité CEM est accessible à tous, à l'exception de ceux qui fabriquent des produits de transmission de radiocommunications. Les sociétés d'ingénierie, plutôt que celles qui fabriquent des produits électroniques produits en masse, pourraient trouver la voie du TCF plus rentable que la voie de l'autocertification aux normes. Pour les produits très volumineux ou ceux qui ne sont assemblés que chez le client, il peut de toute façon être impossible de tester selon des normes harmonisées. Dans de tels cas, la voie TCF peut être la seule option réalisable pour la conformité CEM. [1]

Parmi les différents tests CEM in situ que les fabricants peuvent effectuer, le test d'émission rayonnée est l'un des plus importants car il démontre que l'unité n'interfère pas avec d'autres équipements à proximité par le rayonnement électromagnétique. Cependant, les émissions rayonnées d’une grande unité peuvent être difficiles à évaluer in situ en raison de deux facteurs principaux.

Le premier facteur est le bruit ambiant, qui comprend les émetteurs de radio et de télévision à proximité, les appareils portables tels que les talkies-walkies, les équipements et machines utilisés pendant l'évaluation et les événements ESD.

Le deuxième facteur concerne les réflexions causées par les structures métalliques, notamment les racks, les armoires, les boîtes de jonction, les conduits et les tuyaux. Si les tests in situ ne sont pas conçus et effectués correctement, il peut y avoir une différence significative entre les tests en chambre et les tests in situ, parfois jusqu'à 20 dB. Par conséquent, il est essentiel d'examiner attentivement et de relever ces défis lors des tests in situ afin de garantir une évaluation précise des émissions rayonnées d'une unité.

Dans la référence [2], Wyatt a présenté une approche pratique en trois étapes pour l'évaluation des émissions rayonnées in situ. La démarche peut être résumée comme suit :

Cette approche est théoriquement valable et peut être mise en œuvre à un coût relativement faible. La figure 1 répertorie certains des équipements souvent impliqués dans la réalisation de mesures en champ proche et lointain. Cet article fournit une explication détaillée de chaque étape de l’approche pour faciliter une compréhension approfondie et une mise en œuvre efficace de la méthode d’évaluation des émissions rayonnées in situ.

Figure 1 : Outils de mesure en champ proche et lointain

Dans une grande unité, il peut y avoir de nombreux sous-systèmes/modules, chacun ayant ses propres caractéristiques CEM. Certains composants sont développés en interne. Par conséquent, les ingénieurs/intégrateurs de systèmes connaîtront l’architecture électrique et électronique (EEA) du sous-système. Du point de vue d’EMC, nous devons savoir :

Dans une grande unité, il est probable que de nombreux modules soient des pièces disponibles dans le commerce (COTS), ce qui signifie que les intégrateurs système n'ont peut-être pas les connaissances requises sur la conception interne de ces dispositifs. Les pièces COTS peuvent ou non être accompagnées des certifications réglementaires pertinentes (par exemple CE, FCC, etc.), et il est rare qu'elles soient accompagnées des résultats des tests CEM.