Guide de conformité CEM

• Principes fondamentaux de la CEM : explique la CEM comme l’association d’émissions limitées et d’une immunité suffisante, puis définit les perturbations, les interférences et la susceptibilité électromagnétiques.

• Émissions CEM : présente les émissions conduites et rayonnées. La norme applicable définit les ports, les plages de fréquences, les méthodes de mesure et les limites.

• Immunité CEM : présente des phénomènes courants tels que les décharges électrostatiques, les surtensions, les transitoires rapides et les perturbations RF. Les normes de produit définissent les essais, niveaux et critères de performance requis.

• Procédure d’essai CEM : décrit les moyens d’essai et le déroulement, de la sélection des exigences au rapport d’essai.

• Conformité CEM sur les marchés internationaux : montre, à partir d’exemples concernant l’UE, les États-Unis, le Canada, le Japon, la Corée du Sud et la Chine, comment les exigences varient selon le produit et le marché.

La compatibilité électromagnétique (CEM) décrit la capacité des équipements électriques et électroniques à fonctionner comme prévu dans leur environnement électromagnétique sans y produire de perturbations électromagnétiques inacceptables.

La CEM associe deux aspects complémentaires :

• Émissions : perturbations électromagnétiques produites par un équipement et transmises à son environnement par conduction ou rayonnement

• Immunité : capacité d’un équipement à maintenir la fonction requise lorsqu’il est exposé à des perturbations électromagnétiques

Lorsqu’une perturbation dégrade le fonctionnement d’un équipement, il s’agit d’une interférence électromagnétique (IEM). La susceptibilité électromagnétique indique la facilité avec laquelle un équipement est affecté. Une immunité plus élevée correspond donc à une susceptibilité plus faible.

Les émissions CEM sont des perturbations électromagnétiques produites par les équipements électroniques pendant leur fonctionnement. Elles peuvent être transmises par les câbles sous forme d’émissions conduites ou propagées dans l’environnement par les boîtiers, câbles et circuits sous forme d’émissions rayonnées.

Principaux modes de propagation :

• Émissions conduites : perturbations transmises par les lignes d’alimentation, de signal ou de communication

• Émissions rayonnées : énergie électromagnétique propagée dans l’environnement

La norme de produit, de famille de produits ou la norme générique applicable définit les ports, les plages de fréquences, les méthodes de mesure et les limites à prendre en compte.

Les perturbations électromagnétiques peuvent être produites par des équipements ou présentes dans leur environnement. Identifier leurs sources aide à détecter les faiblesses de conception et à planifier les essais de préconformité.

Sources courantes de perturbations :

• Alimentations à découpage : produisent des harmoniques et des perturbations électromagnétiques à large bande en raison des commutations à haute fréquence.

• Circuits numériques : harmoniques d’horloge et fronts de commutation rapides provenant des processeurs, des interfaces mémoire et des lignes de données à haut débit.

• Câbles et faisceaux : agissent comme des antennes non intentionnelles qui rayonnent ou captent des perturbations, notamment en cas de blindage insuffisant ou de cheminement défavorable.

• Moteurs, relais et charges inductives : les arcs électriques et les rebonds de contacts produisent des perturbations électromagnétiques à large bande.

• Équipements industriels : les systèmes de soudage, variateurs et machines lourdes produisent de fortes perturbations à large bande dans les environnements industriels.

• Systèmes d’éclairage : émissions des lampes fluorescentes, alimentations LED et ballasts électroniques.

• Émetteurs RF : émetteurs intentionnels, tels que les téléphones mobiles, le Wi-Fi, le Bluetooth et d’autres systèmes radio proches.

• Phénomènes naturels et électrostatiques : foudre, décharges électrostatiques et perturbations géomagnétiques susceptibles d’affecter les équipements.

L’identification de ces sources de perturbations pendant la conception permet de cibler les mesures de réduction.

L’immunité électromagnétique est la capacité d’un équipement à maintenir la fonction requise lorsqu’il est exposé à des perturbations électromagnétiques. La susceptibilité électromagnétique indique la facilité avec laquelle ces perturbations affectent l’équipement. Une immunité plus élevée correspond à une susceptibilité plus faible.

Essais d’immunité CEM courants

• Décharge électrostatique (ESD) : transfert soudain d’électricité statique

• Transitoires électriques rapides en salves (burst) : pics de tension rapides couplés aux lignes d’alimentation ou de signal

• Ondes de choc (surge) : surtensions dues aux commutations ou à la foudre

• Immunité aux RF rayonnées : exposition à des champs électromagnétiques radiofréquences

• Immunité aux RF conduites : perturbations radiofréquences couplées aux câbles

La norme de produit ou de famille de produits applicable détermine les essais requis et définit les ports, les modes de fonctionnement, les plages de fréquences, les niveaux d’essai et les critères de performance.

Les équipements raccordés à un réseau public basse tension peuvent également devoir respecter des limites concernant les courants harmoniques et les fluctuations de tension.

• Courants harmoniques (EN 61000-3-2) : limite les courants harmoniques absorbés par les équipements dont le courant assigné d’entrée est inférieur ou égal à 16 A par phase.

• Fluctuations de tension et papillotement (EN 61000-3-3) : limite les variations de tension et le papillotement produits par les équipements dont le courant assigné est inférieur ou égal à 16 A par phase, qui ne sont pas soumis à un raccordement conditionnel et qui sont raccordés à des réseaux publics basse tension de 220 à 250 V à 50 Hz.

Lorsque ces normes s’appliquent, leurs résultats font partie des preuves techniques utilisées pour l’évaluation de la conformité et le marquage CE.

Une procédure d’essai CEM structurée permet une évaluation cohérente et reproductible selon les exigences applicables au produit et au marché cible.

Moyens et environnements d’essai

Les évaluations CEM utilisent des instruments spécialisés et des environnements contrôlés adaptés à chaque méthode d’essai d’émission ou d’immunité, par exemple :

• Analyseurs de spectre et récepteurs EMI : mesure des émissions indésirables dans des plages de fréquences définies

• Générateurs de signaux : production de perturbations électromagnétiques contrôlées pour les essais d’immunité

• Chambres anéchoïques et semi-anéchoïques : environnements blindés pour les mesures d’émissions rayonnées et d’immunité

• Réseaux de stabilisation d’impédance de ligne (LISN) : impédance définie et mesure des émissions conduites sur les lignes CA ou CC

• Réseaux de couplage et de découplage (CDN) : injection de perturbations RF dans les câbles pour les essais d’immunité conduite

La série CISPR 16 définit les instruments et méthodes utilisés pour mesurer les perturbations radioélectriques lors des essais d’émission. Les montages d’essai d’immunité suivent la méthode de base correspondante, notamment la série EN 61000-4, ainsi que la norme de produit ou de famille de produits applicable.

Les évaluations de préconformité complètent le travail de conception en détectant les problèmes CEM potentiels avant les essais de conformité en laboratoire. Des évaluations précoces aident à réduire les cycles de reconception et les coûts de développement.

En savoir plus sur nos essais CEM de préconformité.

Les exigences de compatibilité électromagnétique dépendent du produit, de son usage et de son installation prévus ainsi que du marché cible.

Dans l’Union européenne, le cadre juridique applicable dépend du produit et du secteur :

• Équipements radioélectriques relevant de la RED : ils sont évalués selon la RED (2014/53/UE), qui contient sa propre exigence CEM.

• Autres équipements électriques et électroniques : ils sont évalués selon la directive CEM (2014/30/UE) lorsqu’ils relèvent de son champ d’application. Une législation sectorielle peut s’appliquer à la place ou imposer des exigences supplémentaires.

Il faut d’abord définir les fonctions du produit, son usage prévu et les marchés cibles. Ces éléments déterminent les normes et la procédure d’évaluation de la conformité applicables.

Hors de l’UE, les autorités utilisent des systèmes propres aux produits et aux procédures. Les exigences concernant les émissions, l’immunité, la documentation, l’autorisation des équipements et la reconnaissance des laboratoires s’appliquent selon différentes combinaisons. Les tableaux suivants présentent une sélection d’exemples.