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1THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
PROTECTION DES EQUIPEMENTSPROTECTION DES EQUIPEMENTSPROTECTION DES EQUIPEMENTSPROTECTION DES EQUIPEMENTS
PAR BLINDAGE ELECTROMAGNETIQUEPAR BLINDAGE ELECTROMAGNETIQUE
2THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
ÉÉquipement électronique simplifiéquipement électronique simplifié
Carte alim
Carte protections
Carte UC + E/S
Carte protections
3THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
!! ThéorieThéorie
!! Technique de protectionTechnique de protection
!! Solutions technologiquesSolutions technologiques
!! Mesure de lMesure de l ’atténuation’atténuation
!! Exemples pratiquesExemples pratiques
!! RèglesRègles--conseilsconseils
4THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
ThéorieThéorie
Problème : Solution :
Agressionélectromagnétique
Agressionélectromagnétique
Électroniquesensible
Électroniquesensible
Boîtiermétallisé
Présence de dysfonctionnements Fonctionnement normal
5THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Nature du champ EMNature du champ EM
Z (!!!!)
Champ électrique
!== 377120"H
E
En champ lointain,
Distance source - observateur
Champ magnétique
####/2""""
!377
champ proche champ lointain
6THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
ThéorieThéorie
La nature du champ est fonction de :" son impédance (Z)" de la longueur d ’onde (#)" la distance source - observateur (d)
Onde plane (champ lointain) :" Z = 120 " = 377!" d > # / 2 "
)(
300)(
MHzfm =#
" d > # / 2 "
Champ électrique (champ proche) : " Z > 120 "" d < # / 2 "
Champ magnétique (champ proche) : " Z < 120 "" d < # / 2 "
7THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
ThéorieThéorie
Définition :
EB (Efficacité de Blindage) : Atténuation d ’écran
!!"
#$$%
&=
écranavecChamp
écransansChamplog20)(dBEB
8THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Théorie Théorie
Plaque conductrice infinie
Onde EM
incidente
Blindage
EB(dB) = A (dB) + R (dB) + B (dB)
EB (dB)= Atténuation d ’écran (en dB)
1ère perte de
réflexion de
surface
Perte par
réflexion de
2ème surface
Perte par
absorption
Onde EM
transmise
Réflexion
interne
Mil
ieu
«S
ou
rce
»
Milieu
«V
ictime
»
EB (dB)= Atténuation d ’écran (en dB)
A (dB) = Pertes par absorption (en dB)
R (dB) = Pertes par réflexion (en dB)
B (dB) = Coefficient de re-réflexion (en dB)
9THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Effet de peauEffet de peau
Les courants circulent préférentiellement en surface des conducteurs: c’est l’effet de peau
e" e = épaisseur de la paroi (en m)" $ = épaisseur de peau (en m)
$
" ou encore
" f = fréquence en Hz" µ = perméabilité absolue du matériau = µ0.µr
" % = conductivité du matériau = %r. %cu
" %cu = conductivité du cuivre = 5,82.107 siemens/m
f...
1
%µ"$ =
)(..
66)(
Hzfmm
rr µ%$ =
10THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
AbsorptionAbsorption
" e = épaisseur de la paroi (en m)" $ = épaisseur de peau (en m)
$
edBEB .70,8)( =
" $ = épaisseur de peau (en m)
Exemple 1 : A 50 Hz, l’atténuation par absorption d’une paroi en acier de 1mm d’épaisseur est égale à 5 dB.
Exemple 2 : A 50 Hz, l’atténuation par absorption d’une paroi en mumétal de 1mm d’épaisseur est égale à 22 dB
11THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
RéflexionRéflexion
Cas d’une plaque infinie :
onde plane onde de type électrique
(haute impédance)
onde de type magnétique (basse impédance)
f = fréquence en Hzr = distance de la source à la paroi en mµr = perméabilité relative du matériau%r = conductivité relative du matériau par rapport au cuivre
R dBf
r
r
( ) log.
= +&
%$
#
"!168 10
%
µR dB
r f
r
r
( ) log. .
= +&
%$
#
"!322 10
2 3
%
µ!!"
#$$%
&+=
r
r frdBR
µ
% ..1015)(
2
log
12THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
ReRe--réflexionréflexion
" Pour un bon conducteur
( )AdBB.1,0101log.20)( &
&=
A : Pertes par absorption (en dB)
B est toujours '''' 0
Pour A > 10 dB , B = 0dB
13THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
µµµµµµµµrr et %%%%%%%%rr de quelques matériauxde quelques matériaux
Matériau %%%%%%%%rr µµµµµµµµrr
Cuivre 1 1
Aluminium 0.61 1
Acier commercial 0.15 200
Acier inoxydable 0.028 1
Mumétal 0.028 20000
14THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
TECHNIQUES DE PROTECTIONTECHNIQUES DE PROTECTION
15THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
AssemblagesAssemblages
" Fréquences élevées (# < dimensions écran)
o Traiter les discontinuités
" Fréquences basses : (# > dimensions écran)" Fréquences basses : (# > dimensions écran)
o Champ E :
Forte conductivitéFaible épaisseur
o Champ H :
Forte perméabilitéForte épaisseur
16THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
AssemblagesAssemblages
Critères du choix de la matière
" Caractéristiques mécaniques
" Poids" Poids
" Résistance à la corrosion
" Coût
" Efficacité de blindage
" Facilité d'assemblage
17THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
AssemblagesAssemblages
Matière :
" Métaux massifs :o Cuivre
o Aluminium
o Aciero Acier
o Inox
" Plastiques métallisés :o Shoopage (projection de zinc fondu)
o Métallisation sous vide (aluminium)
o Métallisation chimique (cuivre, nickel)
o Peintures conductrices (pigment conducteur nickel, cuivre, argent, graphite, dans liant organique)
" Matériaux composites
" Polymères conducteurs
18THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
AssemblagesAssemblages
Corrosion et traitement de surface :
" Présence d ’humidité
" Couple électrochimique ( 300 mV
il faut donc pour réduire le couple galvanique
Corrosion
19THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Tableau des couples galvaniquesTableau des couples galvaniques
20THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Corrosion et traitement de surfaceCorrosion et traitement de surface
M atériaux T raitem ent surface Perform ances C E M R ésistance corrosion P rix
A lodyne M oyen M édiocre B on m arché
C hrom ital TC P
Surtec 650
N ickel B on Très bon C her
A lum inium
Irid ite C orrect M édiocre B on m arché
E lectrozingage A ssez bon M auvaise B on m arché
E tam age B on M oyen A ssez cher
Shoopage
C om posé
C uivreux
B on M édiocre A ssez cher A cier
C adm iage M édiocre M oyen M oyen
21THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Traitement de surface sur aluminiumTraitement de surface sur aluminium
22THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Techniques d’assemblageTechniques d’assemblage
" Raccord continu (soudure) :
o Contact électrique excellent
o Bon comportement au vieillissement
o Pas démontable
" Raccord par point :
o Distance entre points de fixation < #/20 (# = correspondant à la fréquence la plus élevée du o Distance entre points de fixation < #/20 (# = correspondant à la fréquence la plus élevée du signal perturbateur)
o Surfaces en contact conductrices (épargnes de peinture, pas de graisse isolante, etc..)
o Vissage ou boulonnage
contact par filets -> bon contact mais attention au frein filet
contact par rondelle éventail -> bon contact mais attention à la corrosion
o Rivetage
attention à la qualité du rivet
bonne tenue au vieillissement mécanique
23THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Traitement des ouverturesTraitement des ouvertures
Porte et couvercle :
" Avec contact électrique
o contact métal / métal : cas d’une excellente planéité
o contact métal / joint / métal : le joint compense les défauts de planéité
o points de contact : tous les #/20o points de contact : tous les #/20
" Sans contact électrique
o Effet de chicane : chevauchement des bords de la fente
Si # >> L (longueur de la fente) on peut avoir atténuation = 10 à 15 dB
o Pas de corrosion o Vieillissement sans dégradations électromagnétiqueso Moins de problèmes mécaniques
24THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Traitement des ouverturesTraitement des ouvertures
# Impédance fente )))) R // C
Augmenter surface de recouvrement # Augmenter surface de recouvrement
$$$$ Augmenter capacité
$$$$ Diminuer l ’impédance
25THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Traitement des ouverturesTraitement des ouvertures
Conception des chevauchements :
Assemblages classiques Assemblages meilleurs en CEMAssemblages classiques Assemblages meilleurs en CEM
26THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Traitement des ouverturesTraitement des ouvertures
Exemples de chicanes :
27THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Traitement des écrans de visualisationTraitement des écrans de visualisation
Solution 1
Vitre blindée + joint HF
joint conducteur
Solution 2
Capot blindée + joint HF + filtre
reprise de blindagepériphérique
verre conducteurface en verre
avant
capot métallique
capacitéde traversée
28THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Traitement des discontinuitésTraitement des discontinuités
Joint HF:
" Généralité :Le joint conducteur doit assurer une bonne continuité électrique entre les pièces à assembler
" Mais :" Mais :
Le joint a souvent d'autres contraintes :
o Compenser des défauts mécaniqueso Assurer une étanchéité aux fluideso Être simple à installero Garantir ses performances dans le tempso Présenter un coût raisonnable
29THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Traitement des discontinuitésTraitement des discontinuités
Joint :
" Règles d'installation
Contraintes environnementales :
o Présence d'hydrocarbures -> choix élastomère (silicone fluoré)
il est préférable de séparer les fonctions étanchéité aux fluides et aux ondes EM en utilisant un joint bi matière, sinon utiliser un joint élastomère chargé en particules utilisant un joint bi matière, sinon utiliser un joint élastomère chargé en particules conductrices
o Compatibilité galvanique
limiter le couple galvanique métal / joint / métalaugmenter les surfaces de contact pour limiter la corrosion
Contraintes mécaniques :
o Respecter les compressions indiquées par le fabricant
o Tenir compte des irrégularités de surface
30THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Calcul de l’atténuation d’une ouvertureCalcul de l’atténuation d’une ouverture
LdBEB
2log20)(
#=
Ouverture unique :
)().(
150)(
mLMHzfdBEB =
Avec L : plus grande dimension de l’ouverture
31THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Calcul de l’atténuation d’un guide d’ondeCalcul de l’atténuation d’un guide d’onde
Arrivée fluide :
" Traversée de paroi de fluide isolant
" Fréquence de coupure guide circulaire
soudure
d
L
fc = fréquence de coupure en MHz
d = diamètre en m interne du tube
" Atténuationf = fréquence en MHz
L = longueur totale du tube en m
" En pratique, on prend L > 5 d
fc = 176
d
1)(...182,0)( 2&=
f
ffLdBEB c
32THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Traitement des aérationsTraitement des aérations
" Grilles et tôles perforées
" Atténuation moyenne :Limitation : - HF par dimension des mailles
- BF par nature du métal
" Pas cher" Pas cher
" Exemple : tôle perforée : épaisseur 1 mm, aluminium
33THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Calcul de l’atténuation d’une grilleCalcul de l’atténuation d’une grille
Remarque : si d ' a/2 alors on ne
Avec N : nombre d’ouvertures
)log(202
log20)( NL
dBEB &=#
LdBEB
2log20)(
#=
Remarque : si d ' a/2 alors on ne
considère qu’une seule ouverture
a d
34THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Calcul de l’atténuation d’un nid d’abeilleCalcul de l’atténuation d’un nid d’abeille
Formule approchée :
W
)log(102.27)( NW
TdBEB &=
" Cher N = nombre de cellules" Montage : soudé ou boulonné" Pertes en charge minimisée
T
35THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Traitement des ouvertures optiquesTraitement des ouvertures optiques
" Écrans blindés:
o Grillage à mailles fines(mesh)
inconvénient : effet moirage
avantage : meilleure atténuation au champ magnétique
o Verre recouvert de pellicule métalliqueo Verre recouvert de pellicule métallique
inconvénient : effet miroir
avantage : meilleures performances optique( transparence et contraste)
" Dans tous les cas, la reprise du blindage doit être périphérique.
36THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Vitre grillagéeVitre grillagée
" Caractéristique du tissu : en OPI(Openings Per Inch) ex: 125 OPI
" Caractéristiques du fil : diamètre, matériau et traitement ex: fil monel noirci diamètre 0.05 mm
" Atténuation électromagnétique : En champ lointain ,
g : pas du grillage en mm10.5,1 5
= g : pas du grillage en mm
" Technologie:
)().(
10.5,1log20)(
MHzfmmgdBEB =
Joint conducteur ou bi-matière
Mesh
Verre ou polycarbonate
37THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Vitre coatingVitre coating
" Caractéristiques du coating (dépôt) : matériau ex ITO (Indium Tin Oxyde), épaisseur, transmission optique, résistance de surface en ! / ! ex: 5! / !
" Atténuation électromagnétique : En champ lointain ,
Rs : résistance de surface en ! / !
SRdBEB
94log20)( =
" Technologie:
SR
Joint conducteur ou bi-matière
Dépôt conducteur
Verre ou polycarbonate
Bus barre
38THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
SOLUTIONS TECHNOLOGIQUESSOLUTIONS TECHNOLOGIQUES
39THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
JointJoint
% Joints tricotés :
fils métalliques tricotés avec ou sans âme élastomère– fil monel– fil cuivre étamé – fil aluminium étamé– fil acier cuivré étamé – fil acier cuivré étamé – fil acier inox particules nickel
% Joints à fils orientés
Plaques métalliquesFils métalliques noyés dans un élastomère
40THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
JointJoint
% Joints en élastomère chargé– particules cuivre argenté– particules argent– particules nickel– particules verre argenté– particules carbone
Particules % Joints ressorts métalliques
cuivre au béryllium
Particules conductrices noyés dans un élastomère
41THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
JointJoint
% Joints bi-matière2 fonctions :
- étanchéité aux fluides élastomère
- étanchéité électromagnétiquetricot métalliqueélastomère chargéjoint à fils orientésressorts métalliques (rare)
42THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Tableau comparatif efficacité dTableau comparatif efficacité d ’écran / coût ’écran / coût pour différents procédés de métallisationpour différents procédés de métallisation
Procédé
techniqueEpaisseur en µ
Efficacité d’écran
aux hautes
fréquences
Coût relatif
Matières
CompositesMédiocre 10
Peintures Argent 25 moyen 5Peintures Argent 25 moyen 5
Peintures Cuivre 50 moyen 1
Peintures Nickel 60 médiocre 0,8
Zingage à l'arc 70 moyen2
Aluminium sous
vide5 moyen 3
Plasma
Aluminium40 bon 5
Métallisation
chimique5 bon 2
43THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
MESURE DE LMESURE DE L ’EFFICACITE DE BLINDAGE’EFFICACITE DE BLINDAGE
44THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Contrôle de la faradisationContrôle de la faradisation
Mesure des enceintes :
La valeur de l'atténuation d'écran (ou efficacité de blindage)n'est significative que si l'on connaît la manière dont elle a été mesurée
" Normes usuelles :
& GAM T 20 (valide pour : Cages, ATM, extension possible aux baies)
& MIL STD 285 (valide pour : Cages, ATM) remplacée par IEE 299
" Essais en impulsionnel (valides pour : coffrets)
45THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Contrôle de la faradisationContrôle de la faradisation
Mesure des enceintes :
" Principe des mesures :
D
Antennes
d1 d2
e
Calibrage en espace libre Mesure
D = d1 + d2 + e
A Ne constant, l ’atténuation d ’écran est donnée par : EB (dB) = N1 (dB) - N2 (dB)
Emetteur Récepteur
Ne N1
Emetteur Récepteur
Ne N2
46THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Contrôle de la faradisationContrôle de la faradisation
Mesure des enceintes :
" La norme définit :
& Les distances d1, d2
& Les fréquences de mesures
Atténuation(dB)
Champ HChamp E
& Les fréquences de mesures
& Les différentes antennes :
boucles
dipôles
bi-coniques
cornetsLe gabarit d'atténuation
" L'atténuation mesurée en tout point de l'enceinte doit être supérieure au gabarit
fréquence
Onde plane
47THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Contrôle de la faradisationContrôle de la faradisation
Mesure des enceintes :
" Essais en impulsionnel
Antenne
Strip line
.
" Il s ’agit d ’une méthode comparative par rapport à un coffret de référence
" La méthode n ’est pas normalisée ' caractérisation de nouveaux matériaux
Récepteur
48THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
EXEMPLE PRATIQUE
Perturbations émises par un coffret
49THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Montage expérimental
50THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
% Un émetteur alimenté par batterie est placé à l ’intérieur du coffret en regard de l ’ouverture
% On mesure les niveaux de champ électrique pour différentes configurations:
" sans blindage,
Principe de l ’essai
" sans blindage,
" plaque alu,
" vitre blindée,
" peinture conductrice,
" papier aluminium,
" grille de ventilation
51THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Exemple de perturbations émises - vitre blindée ITO 1!!!! / !
52THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Résultats - Atténuation
53THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
REGLES / CONSEILSREGLES / CONSEILS
54THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Joint Joint -- Règles dRègles d ’installation ’installation
55THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
FARADISATION DES BOITIERSFARADISATION DES BOITIERS
Conception des boîtiersConception des boîtiers
Importance de l ’implantation des cartes et sous-ensembles :
" Ségrégation des circuits
o Éloigner les circuits bas niveau des circuits de puissance
o Séparer les circuits continus des circuits alternatifs
o Éloigner les circuits B-F des circuits H-F
o Éloigner les câbles puissance des câbles signaux (éviter les cheminements parallèles)
56THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
FARADISATION DES BOITIERSFARADISATION DES BOITIERS
Conception des boîtiersConception des boîtiers
Résumé :
" Utiliser des boîtiers conducteurs (métal ou plastique métallisé)
" Fente ) fuite (caractérisée par la plus grande dimension de la fente)
" Limiter les fuites à proximité des connecteurs" Limiter les fuites à proximité des connecteurs
" Éloigner les cartes et les câbles et des fuites potentielles (fentes, aération, ...)
" Attention aux déformations mécaniques
" Attention à la corrosion
" Attention au vieillissement
1THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
PROTECTION DES EQUIPEMENTSPROTECTION DES EQUIPEMENTSPAR BLINDAGE ELECTROMAGNETIQUEPAR BLINDAGE ELECTROMAGNETIQUE
2THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
ÉÉquipement quipement éélectronique simplifilectronique simplifiéé
Carte UC
+ E/S
Carte alim
Carte
pro
tectio
ns
3THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
!! ThThééorieorie
!! Technique de protectionTechnique de protection
!! Solutions technologiquesSolutions technologiques
!! Mesure de lMesure de l ’’attattéé nuationnuation
!! Exemples pratiquesExemples pratiques
!! RRèèglesgles--conseilsconseils
4THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
ThThééorieorie
Problème : Solution :
Électronique
sensible
Agression
électromagné tique
Électroniquesensible
Agressionélectromagné tique
Boîtier
métallis é
Présence de dysfonctionnements Fonctionnement normal
5THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Nature du champ EMNature du champ EM
Z (!)
Distance source - observateur
Champ électrique
Champ magnétique
"/2#
!== 377120!H
E
En champ lointain,
!377
champ proche champ lointain
6THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
ThThééorieorie
La nature du champ est fonction de :" son impédance (Z)
" de la longueur d ’onde (")" la distance source - observateur (d)
Onde plane (champ lointain) : " Z = 120 #= 377!" d > " / 2 #
Champ électrique (champ proche) : " Z > 120 #" d < " / 2 #
Champ magnétique (champ proche) : " Z < 120 #" d < " / 2 #
)(
300)(
MHzfm ="
7THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
ThThééorieorie
Définition :
EB (Efficacité de Blindage) : Atté nuation d ’écran
!!"
#$$%
&=
écranavecChamp
écransansChamplog20)(dBEB
8THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
ThThééorie orie
Plaque conductrice infinie
Onde EMincidente
1ère perte de
réflexion desurface
Perte par
réflexion de2ème surface
Blindage
Perte parabsorption
Onde EMtransmise
Réflexioninterne
Mil
ieu
«S
ou
rce
»
Milieu
«V
ictime
»
EB(dB) = A (dB) + R (dB) + B (dB)
EB (dB)= Atténuation d ’écran (en dB)
A (dB) = Pertes par absorption (en dB)
R (dB) = Pertes par réflexion (en dB)
B (dB) = Coefficient de re-réflexion (en dB)
9THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Effet de peauEffet de peau
Les courants circulent préf érentiellement en surface des
conducteurs: c’est l’effet de peau
e
'
! e = épaisseur de la paroi (en m)
! ' = épaisseur de peau (en m)
! ou encore
! f = fréquence en Hz
! µ = perméabilité absolue du matériau = µ0.µ r
! ( = conductivité du matériau = (r. (cu
! (cu = conductivité du cuivre = 5,82.107 siemens/m
f...
1
!µ"# =
)(..
66)(
Hzfmm
rrµ!
# =
10THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
AbsorptionAbsorption
! e = épaisseur de la paroi (en m)
! ' = épaisseur de peau (en m)
#
edBEB .70,8)( =
Exemple 1 : A 50 Hz, l’atténuation par absorption d’une paroi
en acier de 1mm d’épaisseur est égale à 5 dB.
Exemple 2 : A 50 Hz, l’atténuation par absorption d’une paroi
en mumétal de 1mm d’épaisseur est égale à 22 dB
11THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
RRééflexionflexion
Cas d’une plaque infinie :
f = fréquence en Hzr = distance de la source à la paroi en m
µr= perm éabilité relative du matériau
(r= conductivité relative du matériau par rapport au cuivre
R dBf
r
r
( ) log.
= +&
%$
#
"!168 10
(
µR dB
r f
r
r
( ) log. .
= +&
%$
#
"!322 10
2 3
(
µ!!"
#$$%
&+=
r
rfr
dBRµ
! ..1015)(
2
log
onde plane onde de type électrique
(haute impédance)
onde de type magnétique (basse impédance)
12THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
ReRe--rrééflexionflexion
! Pour un bon conducteur
A : Pertes par absorption (en dB)
B est toujours ! 0
Pour A > 10 dB , B = 0dB
( )AdBB .1,0101log.20)( ))=
13THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
mm rr et ssrr de quelques matde quelques matéériauxriaux
Matériau ssrr
mmrr
Cuivre 1 1
Aluminium 0.61 1
Acier commercial 0.15 200
Acier inoxydable 0.028 1
Mumétal 0.028 20000
14THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
TECHNIQUES DE PROTECTIONTECHNIQUES DE PROTECTION
15THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
AssemblagesAssemblages
! Fréquences élevées (!< dimensions écran)
o Traiter les discontinuités
! Fréquences basses : (!> dimensions écran)
o Champ E :
Forte conductivité
Faible épaisseur
o Champ H :
Forte perméabilité
Forte épaisseur
16THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
AssemblagesAssemblages
Critères du choix de la matière
! Caractéristiques mécaniques
! Poids
! Résistance à la corrosion
! Coût
! Efficacité de blindage
! Facilité d'assemblage
17THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
AssemblagesAssemblages
Matière :
! Métaux massifs :
o Cuivre
o Aluminium
o Acier
o Inox
! Plastiques métallisés :
o Shoopage (projection de zinc fondu)
o Métallisation sous vide (aluminium)
o Métallisation chimique (cuivre, nickel)
o Peintures conductrices (pigment conducteur nickel, cuivre, argent, graphite, dans liant organique)
! Matériaux composites
! Polymères conducteurs
18THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
AssemblagesAssemblages
Corrosion et traitement de surface :
! Présence d ’humidité
! Couple électrochimique " 300 mV
il faut donc pour réduire le couple galvanique
Corrosion
19THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Tableau des couples galvaniquesTableau des couples galvaniques
20THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Corrosion et traitement de surfaceCorrosion et traitement de surface
M a t é r i a u x Traitement surface Performances CEM Résistance corrosion Prix
Alodyne Moyen M é d i o c r e Bon marché
Chromita l TCP
Surtec 650
Nickel Bon Très bon Cher
Aluminium
Iridite Correct M é d i o c r e Bon marché
Electrozingage Assez bon M a u v a i s e Bon marché
Etamage Bon M o y e n Assez cher
Shoopage
C o m p o s é
Cuivreux
Bon M é d i o c r e Assez cher Acier
Cadmiage M é d i o c r e M o y e n M o y e n
21THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Traitement de surface sur aluminiumTraitement de surface sur aluminium
22THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Techniques dTechniques d’’assemblageassemblage
! Raccord continu (soudure) :
o Contact électrique excellent
o Bon comportement au vieillissement
o Pas démontable
! Raccord par point :
o Distance entre points de fixation < !/20 (!= correspondant à la fréquence la plus élevée du signal perturbateur)
o Surfaces en contact conductrices (épargnes de peinture, pas de graisse isolante, etc..)
o Vissage ou boulonnage
contact par filets -> bon contact mais attention au frein filet
contact par rondelle éventail -> bon contact mais attention à la corrosion
o Rivetage
attention à la qualité du rivet
bonne tenue au vieillissement mécanique
23THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Traitement des ouverturesTraitement des ouvertures
Porte et couvercle :
! Avec contact électrique
o contact métal / métal : cas d’une excellente planéité
o contact métal / joint / métal : le joint compense les défauts de planéité
o points de contact : tous les !/20
! Sans contact électrique
o Effet de chicane : chevauchement des bords de la fente
Si ! >> L (longueur de la fente) on peut avoir atténuation = 10 à 15 dB
o Pas de corrosion o Vieillissement sans dégradations électromagnétiques
o Moins de problèmes mécaniques
24THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Traitement des ouverturesTraitement des ouvertures
" Impédance fente ! R // C
" Augmenter surface de recouvrement
# Augmenter capacité
# Diminuer l ’impé dance
25THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Traitement des ouverturesTraitement des ouvertures
Conception des chevauchements :
Assemblages classiques Assemblages meilleurs en CEM
26THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Traitement des ouverturesTraitement des ouvertures
Exemples de chicanes :
27THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Traitement des Traitement des éécrans de visualisationcrans de visualisation
Solution 1
Vitre blindée + joint HF
reprise de blindagepériphérique
verre conducteurface en verre
avantcapot métallique
capacitéde traversée
joint conducteur
Solution 2
Capot blindée + joint HF + filtre
28THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Traitement des discontinuitTraitement des discontinuitééss
Joint HF:
! Généralité :Le joint conducteur doit assurer une bonne continuité électrique entre les pièces à assembler
! Mais :
Le joint a souvent d'autres contraintes :
o Compenser des défauts mécaniqueso Assurer une étanchéité aux fluideso Être simple à installero Garantir ses performances dans le tempso Présenter un coût raisonnable
29THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Traitement des discontinuitTraitement des discontinuitééss
Joint :
! Règles d'installation
Contraintes environnementales :
o Présence d'hydrocarbures -> choix élastomère (silicone fluoré)
il est préférable de séparer les fonctions étanchéité aux fluides et aux ondes EM en utilisant un joint bi matière, sinon utiliser un joint élastomère chargé en particules conductrices
o Compatibilité galvaniquelimiter le couple galvanique métal / joint / métalaugmenter les surfaces de contact pour limiter la corrosion
Contraintes mécaniques :
o Respecter les compressions indiquées par le fabricant
o Tenir compte des irrégularités de surface
30THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Calcul de lCalcul de l’’attattéénuation dnuation d’’une ouvertureune ouverture
LdBEB
2log20)(
!=
Ouverture unique :
L
)().(
150)(
mLMHzfdBEB =
Avec L : plus grande dimension de l ’ouverture
31THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Calcul de lCalcul de l’’attattéénuation dnuation d’’un guide dun guide d’’ondeonde
Arriv ée fluide :
! Travers ée de paroi de fluide isolant
! Fréquence de coupure guide circulairefc = fréquence de coupure en MHz
d = diamètre en minterne du tube
! Atténuationf = fréquence en MHz
L = longueur totale du tube en m
! En pratique, on prend L > 5 d
fc =
176
d
1)(...182,0)(2!=
f
ffLdBEB
c
soudure
d
L
32THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Traitement des aTraitement des aéérationsrations
! Grilles et tôles perforées
! Atténuation moyenne :Limitation : - HF par dimension des mailles
- BF par nature du métal
! Pas cher
! Exemple : tôle perforée : épaisseur 1 mm, aluminium
33THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Calcul de lCalcul de l’’attattéénuation dnuation d’’une grilleune grille
LdBEB
2log20)(
!=
Remarque : si d " a/2 alors on ne
considère qu’une seule ouverture
a d
Avec N : nombre d’ouvertures
)log(202
log20)( NL
dBEB !=!
L
34THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Calcul de lCalcul de l’’attattéénuation dnuation d’’un nid dun nid d’’abeilleabeille
Formule approchée :
! Cher N = nombre de cellules! Montage : soudé ou boulonné! Pertes en charge minimisée
T
W
)log(102.27)( NW
TdBEB !=
35THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Traitement des ouvertures optiquesTraitement des ouvertures optiques
! Écrans blindés:
o Grillage à mailles fines(mesh)
inconvénient : effet moirage
avantage : meilleure atténuation au champ magnétique
o Verre recouvert de pellicule métallique
inconvénient : effet miroir
avantage : meilleures performances optique( transparence et contraste)
! Dans tous les cas, la reprise du blindage doit être périphérique.
36THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Vitre grillagVitre grillagééee
! Caractéristique du tissu : en OPI(Openings Per Inch) ex: 125 OPI
! Caractéristiques du fil : diamètre, matériau et traitement ex: fil monel noirci diamètre 0.05 mm
! Atténuation électromagnétique : En champ lointain ,
g : pas du grillage en mm
! Technologie:
)().(
10.5,1log20)(
5
MHzfmmgdBEB =
Joint conducteur ou bi-matiè re
Mesh
Verre ou polycarbonate
37THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Vitre coatingVitre coating
! Caractéristiques du coating (dépôt) : matériau ex ITO (Indium Tin Oxyde), épaisseur,
transmission optique, résistance de surface en ! / "ex: 5! / "
! Atténuation électromagnétique : En champ lointain ,
Rs : résistance de surface en ! / "
! Technologie:
SRdBEB
94log20)( =
Joint conducteur ou
bi-matiè re
Dépôt conducteur
Verre ou polycarbonate
Bus barre
38THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
SOLUTIONS TECHNOLOGIQUESSOLUTIONS TECHNOLOGIQUES
39THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
JointJoint
# Joints tricotés :
fils métalliques tricotés avec ou sans âme élastomère
– fil monel
– fil cuivre étamé
– fil aluminium étamé
– fil acier cuivré étamé
– fil acier inox particules nickel
# Joints à fils orientés
Plaques métalliquesFils métalliques
noyés dans un
élastomère
40THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
JointJoint
# Joints en élastomère chargé
– particules cuivre argenté
– particules argent
– particules nickel
– particules verre argenté
– particules carbone
# Joints ressorts mé talliquescuivre au béryllium
Particules
conductrices noyés
dans un élastomère
41THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
JointJoint
# Joints bi-matière
2 fonctions :
- étanchéité aux fluides
élastomère
- étanchéité électromagnétique
tricot métallique
élastomère chargé
joint à fils orientés
ressorts métalliques (rare)
42THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Tableau comparatif efficacitTableau comparatif efficacitéé dd ’é’écran / cocran / coûût t pour diffpour difféérents procrents procééddéés de ms de méétallisationtallisation
Procédé
techniqueEpaisseur en µ
Efficacité d’écran
aux hautesfréquences
Coût relatif
Matières
CompositesMédiocre 10
Peintures Argent 25 moyen 5
Peintures Cuivre 50 moyen 1
Peintures Nickel 60 médiocre 0,8
Zingage à l'arc 70 moyen2
Aluminium sous
vide5 moyen 3
PlasmaAluminium
40 bon 5
Métallisationchimique
5 bon 2
43THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
MESURE DE LMESURE DE L ’’EFFICACITE DE BLINDAGEEFFICACITE DE BLINDAGE
44THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Contrôle de la faradisationContrôle de la faradisation
Mesure des enceintes :
La valeur de l'atténuation d' écran (ou efficacité de blindage)n'est significative que si l'on connaît la manière dont elle a été mesur ée
! Normes usuelles :
" GAM T 20 (valide pour : Cages, ATM, extension possible aux baies)
" MIL STD 285 (valide pour : Cages, ATM) remplacée par IEE 299
! Essais en impulsionnel (valides pour : coffrets)
45THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Contrôle de la faradisationContrôle de la faradisation
Mesure des enceintes :
! Principe des mesures :
D = d1 + d2 + e
A Ne constant, l’atténuation d ’écran est donnée par : EB (dB) = N1 (dB) - N2 (dB)
Emetteur Récepteur
D
Antennes
Ne N1
Emetteur Récepteur
Ne
d1 d2
e
N2
Calibrage en espace libre Mesure
46THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Contrôle de la faradisationContrôle de la faradisation
Mesure des enceintes :
! La norme définit :
" Les distances d1, d2
" Les fréquences de mesures
" Les différentes antennes :
boucles
dipôles
bi-coniques
cornets
Le gabarit d'atténuation
! L'atténuation mesurée en tout point de l'enceinte doit être supérieure au gabarit
Atténuation(dB)
fréquence
Champ HChamp E
Onde plane
47THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Contrôle de la faradisationContrôle de la faradisation
Mesure des enceintes :
! Essais en impulsionnel
.
! Il s ’agit d ’une méthode comparative par rapport à un coffret de référence
! La méthode n’est pas normalisée ! caractérisation de nouveaux matériaux
Récepteur
Antenne
Strip line
48THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Perturbations émises par un coffret
EXEMPLE PRATIQUE
49THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Montage exp érimental
50THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
! Un émetteur alimenté par batterie est placé à l ’intérieur du coffret
en regard de l ’ ouverture
! On mesure les niveaux de champ électrique pour différentes
configurations:
" sans blindage,
" plaque alu,
" vitre blindée,
" peinture conductrice,
" papier aluminium,
" grille de ventilation
Principe de l ’essai
51THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Exemple de perturbations émises - vitre blindée ITO 1W / •
52THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Résultats - Atténuation
53THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
REGLES / CONSEILSREGLES / CONSEILS
54THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
Joint Joint -- RRèègles dgles d ’’installation installation
55THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
FARADISATION DES BOITIERSFARADISATION DES BOITIERS
Conception des boConception des boîîtierstiers
Importance de l ’implantation des cartes et sous -ensembles :
! Ségrégation des circuits
o Éloigner les circuits bas niveau des circuits de puissance
o Séparer les circuits continus des circuits alternatifs
o Éloigner les circuits B-F des circuits H-F
o Éloigner les câbles puissance des câbles signaux (éviter les cheminements parallè les)
56THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGEPROTECTION DES EQUIPEMENTS PAR BLINDAGE
FARADISATION DES BOITIERSFARADISATION DES BOITIERS
Conception des boConception des boîîtierstiers
Résumé :
! Utiliser des boîtiers conducteurs (métal ou plastique métallisé)
! Fente ! fuite (caractérisée par la plus grande dimension de la fente)
! Limiter les fuites à proximité des connecteurs
! Éloigner les cartes et les câbles et des fuites potentielles (fentes, aération, ...)
! Attention aux déformations mécaniques
! Attention à la corrosion
! Attention au vieillissement
1
1THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
PROTECTION ELECTROMAGNETIQUE PROTECTION ELECTROMAGNETIQUE DES LIAISONS FILAIRESDES LIAISONS FILAIRES
2THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Carte UC
Carte alim
Carte protections
3THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ThéorieThéorie
Technique de protectionTechnique de protection
Solutions technologiquesSolutions technologiques
Exemples pratiquesExemples pratiques
RèglesRègles--conseilsconseils
4THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ThéorieThéorie
Définition : Efficacité de blindage d ’un câble blindé
Ce n’est pas une propriété intrinsèque du câble
Définition : Impédance de transfert d ’un câble blindé
C’est une propriété intrinsèque du câble
blindageavecinterneconducteursurCourantblindagesansinterne conducteursurCourantlog20)( =dBEB
)()()()( int longueurdeunitépar
IVZext
t ωω
ω =
Iext
Vint
Vi
5THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
2.. LIZ
V gto =
••
Mesure et contrôle du blindageMesure et contrôle du blindage
Principe de mesure de l ’impédance de transfert :
On applique un courant Ig dans le blindageOn mesurela tension induiteVo entre l’âme et le
blindage
Pour L < λ/2 :
Pour L >λ/2 :
I
I
IV
V
g
0
0
L
λ...7,0 gto IZV ≈
Rc
Rc
6THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Mesure et contrôle du blindageMesure et contrôle du blindage
Mesure dite du fil d’injection :
L : Longueur de l’écran sous test
injecté
induit
IV
LZt .2
=
Avantage: possibilité de mesurer le Zt d’un cordon (câble+connecteurs)
2
7THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ThéorieThéorie
Quelques exemples :
8THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ThéorieThéorie
En dessous de 100kHz, Zt est assimilable à une résistance ohmiqueordre de grandeur: quelques mΩ /m
Au dessus de quelques MHz, Zt est assimilable à une inductanceordre de grandeur: 1 nH/m pour un blindage simple tresse
0.1 nH/m pour un blindage double tresse
ttt LjRZ ω+=
9THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ThéorieThéorie
Relation entre Efficacité de blindage et Impédance de transfert:
blindageavecinduitVblindagesansinduitV
EB log20=
).log(2040 LZEB t−=
blindageavecinduitIblindagesansinduitI
EB log20=
10THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
TECHNIQUES DE PROTECTIONTECHNIQUES DE PROTECTION
11THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Liaisons de mode commun
Le couplage est proportionnel à la surface entre la liaison et la masse⇓
Router les câbles au plus près de la masse pour diminuer le couplage
Surface de couplage
Surface de couplage
12THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Liaisons de mode différentiel
La boucle de couplage entre les deux câbles est réduite⇓
Améliorer la réjection en torsadant les câbles
Surface de couplage
3
13THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Liaison simple entre deux équipements
Description dDescription d ’une liaison’une liaison
structure
Tresse de surblindage
Raccord arrière
Fiche
Embase
EQUIPEMENT 1 EQUIPEMENT 2
14THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ConnecteurConnecteur
Connecteur : partie mobile d ’une liaison ⇒ Fonction démontabilitéFiche : connecteur mobileEmbase : connecteur fixe
Jonction fiche/embase :
Résiste milliers manœuvres Pas d ’outillage nécessaire Pas de compétences particulières pour faire la connexion Fourniture même provenance
Fiche et embase : matériau conducteur ⇒ Tenir compte de l ’environnement climatique
15THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ConnecteurConnecteur
Forme du connecteur
Connecteur à section circulaire (MIL-C-38 999) :Répartition homogène des courants
Meilleures performances de blindage
Connecteurs à sections rectangulaire ou trapézoïdale (DOD-C-83527)Aux fréquences élevées, concentration des courants et difficultés de continuité électrique dans les angles. Moins bonnes performances de blindage
16THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ConnecteurConnecteur
Jonction embase/équipement
Traitementsuperficiel de la jonction => minimiser la résistance de contact
Etablissementdu contact :
contact par points (embase fixée par plusieurs vis) : seul montage possible pour connecteur rectangulaire)
⇓performances électromagnétiques moyennes
contact périphérique (embase maintenue par écrou vissé)⇓
meilleures performances électromagnétiques
Tresse de surblindage
Raccord arrière
Fiche
Embase
Tresse de surblindage
Raccord arrière
Fiche
Embase
équipement
17THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ConnecteurConnecteur
Jonction fiche/embase
Traitementsuperficiel de la jonction => minimiser la résistance de contact
Etablissementdu contact :
Contact à baïonnettes : performances électromagnétiques médiocres en HF
Contact vissé : meilleures performances électromagnétiques
Surface de contact de la jonction => l'efficacitéde blindage croît avec la surface de contact
Tresse de surblindage
Raccord arrière
Fiche
Embase
Tresse de surblindage
Raccord arrière
Fiche
Embase
18THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ConnecteurConnecteur
Jonction tresse/raccord arrière
Indispensable pour assurer l'homogénéité de l'efficacité de blindage de la liaison complète mais souvent négligé.
Le raccordarrière doit s'adapterparfaitementau connecteur.
Le raccordarrière doitêtreadapté au câble.
Tresse de surblindage
Raccord arrière
Fiche
Embase
Equipement
Tresse de surblindage
Raccord arrière
Fiche
Embase
Equipement
4
19THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Autres techniques de raccordement de la tresse de blindageAutres techniques de raccordement de la tresse de blindage
Câble avec tresse de surblindage :
Prendre soin du raccordement des blindages des éléments
La meilleure reprise de blindage est la reprise à 360°
A EVITER
LA MEILLEURE
ACCEPTABLE
20THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Autres techniques de raccordement de la tresse de blindageAutres techniques de raccordement de la tresse de blindage
Câble avec tresse de blindage individuel :
éviter les reprises en chaînette préférer les reprises en étoile
21THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Règle de raccordement des tresses de Règle de raccordement des tresses de surblindagesurblindage::de quel côté fautde quel côté faut--il réaliser la il réaliser la connectionconnection??
Paramètres à prendre en compte :
Caractéristiques du champ électromagnétique perturbateur
Fréquence du signal véhiculé par le conducteur à protéger
Niveau du signal véhiculé par le conducteur à protéger
Existence de fils blindés sous le surblindage
22THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Règle de raccordement des tresses de Règle de raccordement des tresses de surblindagesurblindage
Tresse reliée à une seule extrémité :
avantage : pas de boucle donc pas de courants BF circulant dans la tresse donc pas de risque de polluer le signal BF(ex : signal d’entrée d ’un ampli audio perturbé par le champ magnétique 50Hz du transfo))
inconvénient : mauvaise efficacité de blindage en HF
inconvénient : des tensions de forts niveaux peuvent se développer entre la tresse de surblindageet le châssis(ex : BCI, effets indirects de la foudre)
Tresse reliée aux deux extrémités :
avantage : excellente efficacité de blindage même en HF
avantage : pas de risque de surtensions importantes entre la tresse et la masse.
inconvénient : Circulation de courants perturbateurs dans la tresse de blindage(gênant en BF)
23THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Protection en BF et en HF :
protéger le conducteur sensible par un blindage interne relié qu’à une seule extrémité; la tresse de surblindage étant reliée des deux côtés
En présence d ’un seul blindage il est possible de relier la deuxième extrémité par l ’intermédiaire d ’un condensateur afin de rester isoler en BF tout en améliorant sensiblement les performances de blindage en HF.
Règle de raccordement des tresses de Règle de raccordement des tresses de surblindagesurblindage
24THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
SOLUTIONS TECHNOLOGIQUES
5
25THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ConnecteursConnecteurs
Exemple de choix de matériau
Connecteur : tube plein ⇒ analyse en continu
Connecteur rond en aluminium φ = 10 mm, épaisseur 1 mm, longueur 40 mm, ρ= 2,8 µΩ.cm
Résistance en continu du boîtier :
Connecteur rond en plastique métallisé φ = 10 mm, épaisseur 10 µm, longueur 40 mm, ρ = 1,6 µΩ.cm
Résistance en continu du boîtier :
Connecteur rond en plastique conducteur φ = 10 mm, épaisseur 1 mm, longueur 40 mm, ρ= 0,1 Ω.cm
Résistance en continu du boîtier :
Ω≈−−
−−== µ
πρ 40310.1.310.9.
310.40.810.8,2.slR
Ω≈== −−
−− m
sl
R 210.10.10.10.
10.40.10.6,1. 63
38
πρ
Ω≈== −−
−− 4,1
10.1.10.9.10.40
.10.1,0. 33
32
πρsl
R
26THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ConnecteursConnecteurs
Jonction câble / raccord arrière
Interface accessoire arrière / blindageou surblindagepar reprise filaire (ditequeue de cochon)
Fil soudé, thermo soudéou serti sur blindage. Fil terminé par cosse visséesur le connecteur
ou serti sur unebroche.Très mauvaisesperformances de
blindageen hautes fréquences Peu cher Malheureusement trèsutilisé !!!
Dans tous les cas, il faut :limiter la longueur de la queue de cochon
27THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ConnecteursConnecteurs
Jonction câble / raccord arrière
Interface accessoire arrière / blindage ou surblindageSystème normalisé HE308-13
Tressepeignéepuis comprimée entredeuxpiècesconiques.
Inconvénients :
La norme ne prévoit pas l'adaptation du diamètre du raccord arrière sur le câble.
Le peignage fragilise la tresse => mauvaisetenue au vieillissement mécanique
caractéristiques de blindage non reproductibles.
Application uniquement à des câbles simple tresse
28THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ConnecteursConnecteurs
Jonction câble / raccord arrière
Même technologieque précédemmentmais diamètre du raccordadapté au diamètre du câble
Tressenon peignée puis compriméeentre 2 piècesconiques
Peut être utilisésur des doubles tresses
Meilleuresperformances en vieillissement
Meilleure reproductibilité.
29THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ConnecteursConnecteurs
Jonction câble / raccord arrière
Interface accessoire arrière / blindageousurblindagepar filetageconique
Tressepositionnéesur raccord arrière filetépuis serrée par écrou.
Raccord arrièreadapté au diamètrede la tresse
Assezbonnes performances de blindage
Utilisable uniquement pour des simples tresses
30THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ConnecteursConnecteurs
Jonction câble / raccord arrière
Interface accessoire arrière / blindageou surblindage par soudure
Tressesoudéesur partieétamée du raccord.
Le raccorddoitêtreparfaitementadaptéà la tresse.
Bonnes performances de blindage.
Inconvénients :
Mal adapté aux gros diamètres Réalisation délicate Temps de chauffe important
6
31THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ConnecteursConnecteurs
Jonction câble / raccord arrière Interface accessoire arrière / blindageou surblindage par
manchonthermorétractable blindé.
Raccord réalisé par thermorétractablerevêtu d'un film conducteur.
Valablepour une ou plusieurs tresses Simple à réaliser
Très bonnes performances de blindage
Inconvénients : Mauvaise tenue au vieillissement mécanique et thermique Les conditions d'emploi prescrites par le constructeur
doivent être rigoureusement suivies
32THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ConnecteursConnecteurs
Jonction câble / raccord arrière
Interface accessoire arrière / blindageou surblindage par système à ressort
Tresseserréesur cheminéedu raccord arrièrepar ressortà bandemétallique
Très bonnes performances électromagnétiques
Système pratique pour du maquettage et du développementcar démontable
Peut être recouvert par manchon thermorétractable.
Inconvénients :
N'assure pas de pression calibrée sur la tresse
Résiste mal au vieillissement mécanique
33THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ConnecteursConnecteurs
Jonction câble / raccord arrière
Interface accessoire arrière / blindageou surblindage par magnétoformage
Sertissageélectromagnétiqued'une bague sur la cheminéedu raccord arrière
Excellentes performances de blindage
Inconvénients :
Nécessite un outillage très lourd
34THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ConnecteursConnecteurs
Jonction câble / raccord arrière InterfaceInterfaceaccessoire arrière / blindageou
surblindagepar bagueen alliage à mémoirede forme
Bague "tinel lock" réaliséedans un alliageà mémoire(nickel + titane) se restreint d'environ 6 % lorsqu'elleestchauffée.*
Outillagespécial très simple
Excellentes performances de blindage
Très bonne fiabilité, bon comportementau vieillissement
Inconvénients :
Cher Non démontable
35THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ConnecteursConnecteurs
Jonction câble / raccord arrière InterfaceInterfaceaccessoire arrière / blindageou
surblindagepar bagueen alliage à mémoirede forme
Bague "tinel lock" réaliséedans un alliageà mémoire(nickel + titane) se restreint d'environ 6 % lorsqu'elleestchauffée.*
Outillagespécial très simple
Excellentes performances de blindage
Très bonne fiabilité, bon comportementau vieillissement
Inconvénients :
Cher Non démontable
36THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Inconvénients des liaisons coaxialesInconvénients des liaisons coaxiales
7
37THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Utilisation d’une connectique TRIAX ou TWINAXUtilisation d’une connectique TRIAX ou TWINAX
38THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ConnecteursConnecteurs TRIAXTRIAX
39THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ConnecteursConnecteurs TRIAXTRIAX
40THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ConnecteursConnecteurs TWINAXTWINAX
41THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
ConnecteursConnecteurs TWINAXTWINAX
42THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Faisceau à blindage hélicoïdal
Applications statiques car mauvaise résistance à la flexion Faibles performances de blindage Difficultés pour raccord à connectique
CâblesCâbles
Gaine externe Feuillard métallique toron
Faisceau à blindage hélicoïdal(vue de côté)
8
43THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
CâblesCâbles
Faisceau à blindage hélicoïdal
Mêmes défauts quele faisceauprécédent Performances de blindageguèremeilleures
Faisceau à blindagehélicoïdalavec fil drain (coupe)Gaine externe
Feuillard métallique
câble élémentaire
Fil drain
44THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
CâblesCâbles
Blindage à enroulement hélicoïdal de fils jointifs
Très grande flexibilité (robotique) Performances de blindageacceptables en BF Performances de blindagetrès mauvaises en HF Peu de dégradationdes performances électromagnétiques en vieillissement
Gaine externe toronEnroulement jointif
45THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
CâblesCâbles
Faisceau à double enroulement hélicoïdal de fils jointifs
Très grande flexibilité (robotique) Performances de blindageacceptables en BF Performances de blindagemauvaisesen HF (meilleures que celles de l'enroulement
simple) Peu de dégradationdes performances électromagnétiques en vieillissement
Gaine externe toronEnroulement jointif
Enroulement jointif
46THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
CâblesCâbles
Faisceau blindé simple tresse
Réglage des paramètres de la tresse:
angle de tressage
épaisseur des brins
nombre de brins
Optimisation performances électromagnétiqueset performances mécaniques
Gaine externe
câble élémentaire
Tresse métallique
Gaine externe Tresse métallique toron
(Coupe)
(Vue de côté)
47THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
CâblesCâbles
Faisceau blindé double tresse
Tresses reliées ou isolées
Le matériau des tresses peutêtredifférent(attention au couple électrochimique ! )
Optimisation des caractéristiquesmécaniques et électromagnétiques pqrréglagedes paramètresdes tresses
⇓
(Coupe)
Gaine externe
Câble élémentaire
Tresse métallique
Tresse métallique
48THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
CâblesCâbles
Faisceau blindé double tresse avec absorbant
Faisceau blindé haute immunité
Excellentes performances de blindage
Bon compromis poids / efficacitéde blindage
Bonne flexibilité
Gaine externe
Câble élémentaire
Tresse métallique
absorbant
Tresse métallique
9
49THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
CâblesCâbles
Faisceau blindé double tresse avec µmétal
Excellentes performances de blindage(la meilleure en BF)
Câblepeu flexible supportemal la flexion
Gaine externe
Câble élémentaire
Tresse métallique
µmétal
Tresse métallique
50THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Vulnérabilité d ’une liaison filaire
Perturbations émises par une liaison filaire
EXEMPLES PRATIQUES
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Vulnérabilité d’une liaison filaireMontage expérimental
Cage de Faraday
52THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Vulnérabilité d’une liaison filaire Principe de l ’essai
La liaison filaire est connectée à l ’entrée d ’un Vu-mètre,
La liaison filaire est exposé à un champ électrique,
Pour chaque type de liaison filaire on note la valeur du champ qu ’il faut appliquer pour allumer les LEDs du Vu-mètre
53THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Vulnérabilité d’une liaison filaireRésultats
54THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Perturbations émises par une liaison filaireMontage expérimental
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55THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Perturbations émises par une liaison filaire Conditions de mesure
Selon la norme GAM-EG-13
Essai 62-R3 : Mesure des perturbations par rayonnement. Champ électrique
Bande étroite
Polarisation verticale
Limite : Courbe A1 – Planche 10
56THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Perturbations émises par une liaison filaire Liaison : filaire
57THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Perturbations émises par une liaison filaire Liaison : bifilaire torsadé
58THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Perturbations émises par une liaison filaire Liaison : câble blindé, reprise du blindage à une seule extrémité
59THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Perturbations émises par une liaison filaire Liaison : câble blindé, 10 cm reprise du blindage
60THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Perturbations émises par une liaison filaire Liaison : câble blindé, 1 cm reprise du blindage
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61THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Perturbations émises par une liaison filaire Liaison : câble blindé, reprise du blindage à 360°
62THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
REGLES / CONSEILS
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Routage des liaisonsRoutage des liaisons
Quelques règles simples et non coûteuses (câblages externes)Quelques règles simples et non coûteuses (câblages externes)
1. Réduire les longueurs de fils inutiles 2. Rapprocherles câblesdu plan de masse (les faire cheminer en goulottemétalliquepar exemple)
é q u i p e m e n t é q u i p e m e n t
é q u i p e m e n t é q u i p e m e n t
64THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Routage des liaisonsRoutage des liaisons
Quelques règles simples et non coûteuses (câblages externes)Quelques règles simples et non coûteuses (câblages externes)
3. Ne pas faire passer les câblesnon blindés près d'un générateur parasite
4. Torsader les paires
5. Veillerà maîtriser le cheminement du courant de retourEviter le toron de fils simples pour lesquels le retours'effectue dans un seul fil.Ne pas utiliser la masse mécaniquecomme retour du courant.
65THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Routage des liaisonsRoutage des liaisons
Quelques règles simples et non coûteuses (câblages externes))
Faire circuler les câbles à proximité d ’une structure équipotentielle de masse
Mettre les conducteurs de retour très proches du conducteur aller. Eviter les grandes boucles, ...
66THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Routage des liaisonsRoutage des liaisons
Quelques règles simples et non coûteuses (câblages externes)Quelques règles simples et non coûteuses (câblages externes)
Conducteur retours voisindu conducteuraller
UTILISER DES PAIRES
NON OUI
carte
alimentation
carte
alimentation
12
67THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Routage des liaisonsRoutage des liaisons
Quelques règles simples et non coûteuses (câblages externes)Quelques règles simples et non coûteuses (câblages externes)
Séparer et éloigner les différentes familles de liaison les unes des autres et interposer des écrans :
Liaisons signaux analogiques (très sensibles) Liaisons signaux numériques (sensibles et très perturbantes) Liaisons alimentation secteur et liaisons avec les circuits de puissance commutés ou
régulés par des convertisseurs à découpage (extrêmement perturbantes)
Exemple de bonne répartitiondes câbles dans une goulottes :
Câbles sensibles Câbles puissance
Câbles de commande/ contrôle
68THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Routage des liaisonsRoutage des liaisons
Eviter les faisceaux de fils simples
Eviter de toronner des fils véhiculant des signaux de nature différente
Dans un câble plat ségréguer les fils analogiques des fils numériques
Dans un câble plat, séparer toujours les fils numériques des fils analogiques par des fils de masse (0V des cartes)
69THALES LAND & JOINT SYSTEMS THALES LAND & JOINT SYSTEMS –– 20072007 PROTECTION DES LIAISONS FILAIRESPROTECTION DES LIAISONS FILAIRES
Routage des liaisonsRoutage des liaisons
Eviter de faire passer des liaisons de nature différentes par le même connecteur
Si on ne peut respecter la règle ci -dessus ⇒ isoler les fils numériques des fils analogiques par des broches de masse
Ne pas laisser les fils de réserve en l ’air. Les connecter à la masse
Ne pas faire cheminer le câble couplage et le câble victime parallèlement ⇒les croiser à angle droit
Victime
Victime