Academic literature on the topic 'Blindage électromagnétique'

La caractérisation d'un câble coaxial présentant une symétrie de révolution parfaite, à l'aide de deux paramètres complexes dépendant de la fréquence, ne peut être directement transposée à des câbles ne présentant pas la symétrie de révolution. Nous justifions qu'il est en première approximation suffisant de retenir cinq principaux types de couplage pour caractériser le comportement d'un câble multiconducteur blindé soumis à l'action de sources extérieures. Pour cette démonstration, nous avons construit une classification des réponses d'un écran généralisé cylindrique excité par des sources extérieures, puis une classification des excitations possibles. Sur la base de cette dernière, nous avons pu définir rigoureusement la matrice d' écrantage le long d'un écran cylindrique, et les sources de tension et de courant équivalentes aux champs dans le cas d'un câble multiconducteur blindé. Par ailleurs, en utilisant la réciprocité, nous avons constaté que cette méthode de caractérisation nous permettait de déterminer l'émission d'un écran cylindrique ou d'un câble par un développement en ondes cylindriques. Sur le plan expérimental, nous avons procédé à des mesures locales et à des mesure globales, qui nous ont notamment permis de déterminer les paramètres caractérisant les performances d'écrantage d'un câble multiconducteur pourvu d'un écran à simple tresse. Enfin, les essais d'illumination globale nous ont permis de mettre en évidence une configuration précise dans laquelle les couplages de type 3 et de type 5 jouent un rôle aussi important que le couplage de type l, auquel se limitent encore de nombreuses analyses.

Ce travail de thèse s’inscrit dans une thématique de recherche de techniques novatrices de blindage électromagnétique pour répondre aux besoins des fabricants de circuits intégrés et intégrateurs finaux de systèmes électroniques. En effet les résultats de ce travail, donnent les grands axes d’orientation vers l’industrialisation d’une technique de blindage par dépôts de couches métalliques minces, de type, Cuivre, Nickel et Or. Cette technique permet d’avoir une efficacité de blindage d’au moins 15dB à 35dB sur une large bande de fréquence de 500Mhz à 2. 5 Ghz pour des perturbations de nature Electrique ou Magnétique. Et ce, malgré les faibles performances qualité du capot avec ses blindages. Le calcul théorique, ainsi que les simulations nous ont permis d avoir une idée précise sur les éléments principaux qui influencent l’efficacité du blindage (à savoir l’épaisseur du dépôt, la continuité de la masse). Les mesures électriques en champ proche de l’efficacité de blindage étaient en forte corrélation avec les simulations électromagnétiques et ont prouvé la grande performance de ce blindage en basses fréquences (jusqu’ à 1GHz) contre les perturbations de type magnétiques<br>This thesis is part of an innovation thematic research in the electromagnetic shielding, to meet the needs of integrated circuits manufacturers and final integration of electronic systems. The results of this work, provide the main orientation of industrialisation of a shielding technique by deposition of thin metal layers, such as, Copper, Nickel and Or. This technique provides a shielding effectiveness of at least 15dB to 35dB over a wide frequency range of 500Mhz to 2. 5 Ghz for disturbances such as electric or magnetic. And, despite the low quality of the performance hood with its shielding. The theoretical calculations and simulations have allowed us to have a clear idea about the main elements that influence the effectiveness of shielding (the thickness of the deposit, the continuity of ground). The near-field measurements of shielding effectiveness were highly correlated with the electromagnetic simulations and proved the high performance of the shielding at low frequencies (up to 1GHz) against the type of magnetic disturbances

La these concerne la compatibilite electromagnetique et plus particulierement la recherche de moyens d'essai alliant des performances techniques et economiques. Notre travail a donc contribue a mettre en oeuvre des mesures au moyen d'une chambre reverberante a brassage de modes. Cette technique qui commence a etre intensement utilisee aux usa, apporte des avantages determinants que nous allons exploiter. Notamment, rapidite d'execution des mesures liee a des proprietes d'isotropie des champs puis quelques arguments en faveur d'une reproductibilite acceptable de comportements electromagnetiques. La these est organisee en trois parties. Tout d'abord, elle concerne la mise en oeuvre d'essais d'immunite sur des cartes electroniques depourvues de composants actifs. La gamme de frequences exploree par les champs perturbateurs qui va de 500 mhz a 10 ghz, permet de reconnaitre des couplages electromagnetiques specifiques au domaine micro onde. Effets des plans de masse, resonances propres et role imparti au couplage par mode commun seront interpretes<br>La seconde partie de la these concerne une application plus fondamentale dans laquelle on met en oeuvre la chambre reverberante, afin de determiner le rayonnement electromagnetique provoque par des discontinuites angulaires reparties sur une ligne de transmission, ce supplement de rayonnement representant 10 a 20% du rayonnement total de la ligne. La precision relative exigee pour deceler ces phenomenes a ete obtenue par un traitement des mesures specifiques utilisant le principe du double brassage de modes. La troisieme partie qui vient conclure la these s'adresse aux mesures d'objets rayonnants, pour lesquels une correlation possible avec des mesures en chambre anechoique est proposee. Une methode de calibrage sera experimentee a l'aide d'eprouvettes rayonnantes offrant differents criteres de directivite electromagnetique. Il sera montrer a partir des mesures que le critere quantitatif passant de l'une a l'autre methode d'essai est quasi independant de la frequence de la source

Notre travail de thèse concerne l'élaboration d'une méthode de mesure de l'immunité électromagnétique basée sur l'utilisation des chambres réverbérâtes a brassage de modes. L'étude sera particulièrement consacrée à la technique récente du brassage électronique. Dans un premier temps, nous expliquons les principes physiques de cette méthode de mesure. L'approche classique, que nous rappelons, considère la chambre comme une cavité surdimensionnée par rapport à la longueur d'onde. La perturbation des modes propres de cette cavité conduit à un champ statistiquement homogène et isotrope. Apres avoir montré les limitations de la théorie modale, nous proposons une approche nouvelle basée sur les propriétés d'ergodisme de la distribution statistique de l'amplitude du champ em. Nous nous intéressons ensuite aux propriétés des antennes immergées dans l'ambiance em caractéristique d'une chambre réverbérant. Le cas simple du monopole électrique est d'abord étudie pour être étendu ensuite au cas d'une antenne quelconque. La notion de coefficient de qualité est également abordée de manière à relier l'amplitude du champ em à la puissance injectée dans la chambre. En dernier lieu, nous traitons des applications des chambres réverbérâtes dans le cadre d'essais d'immunité em. La première application concerne l'évaluation de l'efficacité de blindage. Nous comparons alors les techniques de brassage mécanique et électronique en insistant sur les avantages et inconvénients de cette dernière technique de brassage. Nous proposons également une méthodologie permettant de relever rapidement et précisément les fréquences caractéristiques d'un système résonant. Nous montrons enfin, par comparaison avec un essai en chambre anechoique, qu'un essai mené en chambre réverbérant apporte des informations quantitatives sur le seuil de susceptibilité d'un équipement électronique.

Le blindage électromagnétique consiste à réduire le champ électromagnétique au voisinage d'un objet en interposant une barrière entre la source du champ et l'objet à protéger. L’objectif de la thèse est le développement de techniques de caractérisation et prédiction de performances de blindage nouvelle génération à base de textiles et polymères pour des applications avioniques entre le DC et 1 GHz. Elle se déroule dans le cadre du projet FUI NextGen qui s’inscrit dans le domaine de la protection de câblage aéronautique.La thèse est composée de deux grandes parties : 1) la caractérisation de l’efficacité de blindage à partir des tests sur des échantillons plans (matériau plein ou tresse métallique), 2) la mesure d’impédance de transfert pour des gaines.Dans la littérature, la mesure de l’efficacité de blindage (SE en anglais pour shielding efficiency) est généralement obtenue soit en espace libre soit dans une chambre réverbérante ou anéchoïque. Dans ces méthodes, le matériau sous test est placé entre deux antennes, la valeur de l’efficacité de blindage mesurée dépend alors de la bande d’opération des antennes (&gt; à quelques MHz) ne permettant pas d’atteindre des fréquences basses de quelques kHz. L’efficacité de blindage est obtenue en mesurant l’atténuation du champ électromagnétique à travers un matériau par rapport à la transmission du champ sans matériau. Dans notre cas, la mesure d’efficacité de blindage est réalisée à l’aide d’une cellule coaxiale en prenant en compte les paramètres affectant la mesure comme le contact électrique, le dynamique de mesure… Dans cette cellule, l’efficacité de blindage peut être mesurée à partir du DC, ce qui est en accord avec la demande du domaine aéronautique. Ces mesures sont validées à l’aide de modélisations théoriques et de simulations électromagnétiquesConcernant la mesure d’impédance de transfert Z_t des gaines, elle est réalisée avec une cellule triaxiale. L’impédance de transfert est alors définie comme le quotien de la tension V_1 induite au circuit intérieur par le courant I_2 introduit dans le circuit externe sur une longueur de couplage donnée. La norme actuelle de la mesure de l’impédance de transfert est définie jusqu’au 100 MHz. Dans la cellule développée dans le cadre de cette thèse, la mesure atteint la fréquence de 300 MHz sans adaptation.Enfin pour faire le lien entre l’efficacité de blindage et l’impédance de transfert, un modèle de prédiction de l’impédance de transfert à partir de la mesure de l’efficacité de blindage est proposé.Jalal ALAA EDDINE<br>Electromagnetic shielding consists in reducing the electromagnetic field in the vicinity of an object by interposing a barrier between the source of the field and the object to be protected. The objective of the thesis is the development of techniques for characterizing and predicting new generation armor performance based on textiles and polymers for avionics applications between DC and 1 GHz. It takes place within the framework of the FUI NextGen project which is part of the field of aeronautical wiring protection. The thesis is composed of two main parts: 1) the characterization of the shielding efficiency from tests on plane samples (solid material or metal braid), 2) the transfer impedance measurement for sheaths.In the literature, the measurement of shielding efficiency (SE) is generally obtained either in free space or in a reverberating or anechoic chamber. In these methods, the material under test is placed between two antennas. The value of the measured shielding efficiency depends on the operating band of the antennas which starts at a few MHz and cannot reach low frequencies in the band of a few kHz. Shielding efficiency is obtained by measuring the attenuation of the electromagnetic field through a material relative to the transmission of the field without material. Herein, the shielding efficiency measurement is made by a coaxial cell, considering all the parameters that affect the measurement such as electrical contact, measurement dynamics, etc., allowing leasuring the effectiveness of shielding from DC to 1 GHz and this suits the demand in the aeronautical field. These measurements are validated with theoretical modeling and electromagnetic simulations.Concerning the sheath transfer impedance, its measurement is carried out with a triaxial cell. The transfer impedance (Z_t) is defined as the quotient of the voltage (V1) induced in the internal circuit by the current (I2) introduced into the external circuit over a given coupling length. The current standard of transfer impedance measurement is defined up to 100 MHz while in our developed cell the measurement reaches the frequency of 300 MHz without adaptation.Finally, to make the link between the shielding efficiency and the transfer impedance, a model for predicting the transfer impedance from the measurement of the shielding efficiency is proposed.Jalal ALAA EDDINE

L’usage accru de l’électronique embarquée et l’électrification des moyens de transports (automobile,..) rend critique les problèmes d’interférence électromagnétique qui peuvent engendrer un dysfonctionnement du système. Afin de réduire ces perturbations, les concepteurs ont recours de plus en plus à la modélisation et cela dès la phase de la conception. Parmi les perturbations à réduire, on peut citer le rayonnement électromagnétique. La modélisation physique de ce type de problème dans des simulateurs numériques devient de plus en plus compliquée. De ce fait, il est nécessaire de disposer de modèles simples permettant de reconstruire le champ rayonné par des sources de perturbations. Les travaux réalisés au dans la première partie ont permis la mise en place de modèles permettant de reproduire le rayonnement des dispositifs d’électronique de puissance. Plusieurs approches à base de dipôles élémentaires ont été mises en place en se basant sur la mesure en champ proche. Ces différentes approches ont été comparées et validées sur des applications réelles (convertisseurs de puissance). Dans la deuxième partie, notre étude est sur l’utilisation de ces modèles dans le but de prédire l’efficacité de blindage magnétique (SEH) en champ proche basse fréquence. La gamme de fréquence va du DC jusqu’à quelques mégahertz (aux alentours de 10 MHz). Un des objectifs que nous nous sommes fixés pour la prédiction de l’efficacité de blindage est le développement de modèles simples et rapides permettant de s’affranchir des modèles numériques<br>The increased use of on-board electronics and the electrification of the transport means (automobile, ..) makes critical the problems of electromagnetic interference which can cause a dysfunction of the system. In order to reduce these disturbances, designers are resorting more and more to modeling since the design phase. Among the disturbances to be reduced are electromagnetic radiation. Physical modeling of this problem type in digital simulators is becoming more and more complicated. Therefore, it is necessary to have simple models for reconstructing the field radiated by sources of disturbances. The work carried out in the first part has allowed the establishment of models to reproduce the radiation of power electronics devices. Several approaches based on elementary dipole have been implemented using the near-field measurement. These different approaches have been compared and validated on real applications (power converters). In the second part, our study is on the use of these models in order to predict the magnetic shielding efficiency (SEH) in near-field low frequency. The frequency range is from DC up to a few megahertz (around 10 MHz). One of the goals, we have set for the prediction of shielding effectiveness is the development of simple and fast models to overcome the numerical models

On étudie comparativement les différentes méthodes permettant de mesurer l'efficacité d'un blindage électromagnétique envers les tensions parasites que peuvent subir les liaisons coaxiales assurant les échanges d'informations. Moyennant quelques précautions, la solution du banc de mesures à structure triaxiale permet d'accéder à des valeurs très faibles de ce paramètre. La modélisation de l'évolution de ce paramètre par le formalisme des lignes couplées offre un moyen de prédiction efficace de mesure permettant d'accéder à l'impédance de transfert aux fréquences voisines de 1000 MHz permise pour l'utilisation du principe des discontinuités de blindage combinées à l'emploi de signaux transitoires très brefs.

L’électronisation de l’industrie a mené à l’augmentation de la pollution électromagnétique pouvant être néfaste pour les systèmes électroniques sensibles et les êtres vivants. L’un des moyens pour limiter la propagation des champs électromagnétiques est l’utilisation d’un blindage. L’étude s’est ainsi focalisée sur l’élaboration à froid d’un composite bimétallique pour le blindage magnétique. Le composite étudié allie les propriétés physiques de l’aluminium et de l’acier via le trilame Al8011/AcierDC01/Al8011. Le trilame est élaboré par colaminage à température ambiante. Il s’est avéré que la qualité de l’adhérence des interfaces Al/Acier et l’architecture du trilame dépendent fortement des paramètres du colaminage. Une préparation minutieuse des tôles et de leurs surfaces concomitantes se révèle être tout aussi importante que le colaminage en lui-même. De plus, au cours du colaminage, la tôle d’acier s’est montrée sensible à des instabilités plastiques qui amènent par la suite à sa striction et à sa fragmentation. Ces instabilités plastiques favorisent l’adhérence grâce à des soudages Al/Al mais n’en sont pas un prérequis. Au niveau de l’efficacité de blindage, le trilame s’est révélé être particulièrement intéressant puisque, grâce à sa composition et à sa structuration, il est capable d’atténuer aussi bien les champs magnétiques basses fréquences (&lt; 1 kHz) que les champs magnétiques de plus hautes fréquences (&gt; 1 kHz). Dans une étude à iso-masse, le trilame a présenté une meilleure efficacité de blindage que les tôles d’Al, de Cu et d’acier. Cependant, la fragmentation de l’acier dans le trilame s’est révélée être néfaste pour le blindage magnétique, nécessitant de faire alors un compromis entre tenue mécanique et efficacité de blindage<br>The growth of electronic devices has led to an increase in electromagnetic pollution that can be harmful to sensitive electronic systems and living beings. One of the means of limiting the propagation of electromagnetic fields is the use of shielding. Then, the study focused on the elaboration of a bimetallic composite for magnetic shielding. The studied composite combines the physical properties of aluminum and steel via the Al8011/SteelDC01/Al8011 trilayer. The trilayer is produced by cold roll bonding (CRB). It has been found that the adherence quality of the Al/Steel interfaces and the architecture of the composite heavily depend on the CRB parameters. Careful preparation of the sheet and their concomitant surfaces is just as important as CRB itself. Furthermore, during CRB, the steel sheet was sensitive to plastic instabilities which subsequently led to its necking and fragmentation. These plastic instabilities promote adherence through Al/Al welds but are not a prerequisite. In terms of shielding effectiveness, the bimetallic composite has proved to be particularly interesting. Thanks to its composition and its structuring, it can attenuate both low (&lt; 1 kHz) and high frequency (&gt; 1 kHz) magnetic fields. In an iso-mass study, the composite showed a higher shielding effectiveness than Al, Cu and steel sheets. However, the steel fragmentation in the composite proved to be detrimental to magnetic shielding, then requiring a compromise between mechanical strength and shielding effectiveness

De nos jours, le développement des systèmes électroniques complexes qui consiste à regrouper plusieurs composants dans un seul boitier engendre de plus en plus des perturbations EM. Le composant magnétique tel qu’inductance est désigné comme le composant le plus perturbateur à cause de ses émissions EM. Les travaux présentés dans ce document concernent l’étude des perturbations EM en émission rayonnée de 3 types d’inductances : inductance à air, inductance à une et deux couches de matériau magnétique. Ce manuscrit présente notre apport scientifique qui a permis de :- Quantifier par le moyen de simulation et mesure, les émissions rayonnées en champ proche de ces inductances ;- Limiter ces émissions en utilisant un blindage magnétique ;- Évaluer l’influence des paramètres tels que : l’épaisseur et la perméabilité relative µr du blindage magnétique sur la limitation des émissions de ces composants.Les résultats obtenus en simulation et mesure, présentes de très bonnes corrélations<br>Nowadays, the development of complex electronic systems consists of embedding several components in a single box generates more and more electromagnetic disturbances. The magnetic component such as inductor, is referred as the most disruptive component because of its EM emissions. The presented works in this document concerns the study of EM disturbances in radiated emission of 3 types of inductors: coreless, inductor with one and two layers of magnetic material. This manuscript, presents our scientific contributions that allow to:- Quantify through simulation and measurement, the near field radiated emissions of theses inductors;- Limit these electromagnetic emissions by using magnetic shielding;- Evaluate the influence of some parameters such as: relative permeability µr and the magnetic shielding thickness on the limitation of components emissions.The obtained results in measurement and simulation, present very good correlations

La recherche d'une fiabilité accrue de la part des équipements électroniques fonctionnant sous faible niveau implique qu’ils soient protégés contre les parasites engendres par les interférences électromagnétiques. Les cordons multifilaires qui véhiculent de faibles signaux représentent les composants les plus vulnérables. Si l'usage de blindages adéquats est le moyen le plus efficace pour protéger les câbles, il est devenu impératif de contrôler la qualité de ces blindages aussi bien lors de leur conception que lors de leur fabrication. Notre thèse est consacrée à l'élaboration d'un testeur de qualité de blindage. L'appareil doit équiper une chaîne de fabrication de cordons blindés et y pratiquer un test rapide et fiable. A l'aide d'expériences significatives, nous proposons plusieurs alternatives pour mener le test et nous montrons que l'analyse d'une signature temporelle répond tout à fait au cahier des charges. La description du prototype, élaborée dans notre thèse, y est faite ainsi que l'étude du logiciel chargé de gérer le test en temps réel. Quelques résultats effectués sur un échantillon de cordons nous permettront d'apprécier les possibilités de cet outil. La seconde partie de notre thèse concerne l’efficacité de blindage des câbles coaxiaux protégés contre des perturbations dont la fréquence peut atteindre quelques GHz. Compte tenu des difficultés rencontrées pour mettre en œuvre des mesures à de telles fréquences, nous avons choisi de confronter plusieurs techniques de mesures. A partir d’interprétations phénoménologiques nous justifions le choix de deux méthodes qui semblent convenir aux essais pratiqués au laboratoire sur de petits échantillons de câbles. C’est dans ce but que nous expérimentons de façon approfondie les méthodes de la ligne d’injection et de la discontinuité de blindage développées récemment par l’administration Suisse des télécommunications et par notre laboratoire.