Vue d’ensemble

La mise sur le marché d’équipements électroniques dans l’Union européenne implique le respect de la directive CEM 2014/30/UE. Celle-ci exige que les produits :

• ne génèrent pas de perturbations électromagnétiques excessives (émissions) ;
• conservent un niveau de performance acceptable en présence de perturbations électromagnétiques (immunité).

La conformité est généralement démontrée au moyen d’essais CEM structurés, d’une documentation technique complète et d’une Déclaration UE de Conformité (DoC) dans le cadre du marquage CE.

Cet article présente :

• la différence entre essais d’émissions CEM et essais d’immunité CEM ;
• la préparation d’un montage d’essai reproductible pour les émissions conduites ;
• les critères de sélection des équipements et systèmes d’essais d’immunité CEM ;
• le passage de la pré-conformité à la certification CEM formelle.

Points clés

• La directive européenne CEM constitue la base réglementaire des exigences CEM dans le cadre du marquage CE.
• Une démarche structurée inclut la planification, la pré-conformité, les essais en laboratoire accrédité et une documentation rigoureuse.
• La répétabilité des mesures d’émissions conduites dépend notamment du positionnement du LISN, de la mise à la terre et du routage des câbles.
• Les essais d’immunité évaluent le comportement fonctionnel sous des perturbations électromagnétiques définies.
• Le choix d’un laboratoire accrédité et expérimenté peut contribuer à limiter les risques techniques et les retards de planning lors de la certification.

Essais d’émissions CEM : maîtriser les perturbations à la source

Les essais d’émissions CEM vérifient que l’énergie électromagnétique non intentionnelle générée par un équipement reste dans les limites prévues par les normes applicables.

Deux catégories principales sont considérées.

Émissions rayonnées

• Mesurées en chambre anéchoïque ou semi-anéchoïque
• Utilisation d’antennes calibrées et de récepteurs EMI
• Évaluation du champ électromagnétique sur des plages de fréquences spécifiées

Émissions conduites

• Mesurées à l’aide d’un LISN (Line Impedance Stabilization Network)
• Analyse des perturbations sur les lignes d’alimentation et de signal
• Évaluation au moyen de détecteurs normalisés, par exemple quasi-peak (QP) et average (AVG)

Mise en place d’un montage d’essai reproductible pour les émissions conduites

Un montage d’essai maîtrisé contribue à réduire l’incertitude de mesure et à éviter des itérations inutiles de conception. Les paramètres critiques incluent :

• la longueur et le routage des câbles ;
• la configuration du plan de masse ;
• le positionnement et le raccordement du LISN ;
• les réglages du récepteur et la bande passante utilisée.

De légères variations dans la configuration peuvent influencer les résultats. Une documentation détaillée et un montage cohérent sont donc essentiels pour assurer la répétabilité.

Essais d’immunité CEM : évaluer la robustesse fonctionnelle

Contrairement aux émissions, qui concernent les perturbations émises par l’équipement, les essais d’immunité CEM analysent son comportement lorsqu’il est soumis à des contraintes électromagnétiques externes.

Les essais d’immunité courants comprennent :

• champs RF rayonnés ;
• perturbations RF conduites ;
• décharges électrostatiques (ESD) ;
• transitoires rapides en salves (EFT/Burst) ;
• surtensions (Surge) ;
• creux de tension et interruptions ;
• champs magnétiques à la fréquence du réseau.

Un laboratoire CEM intègre générateurs de signaux, amplificateurs, antennes, réseaux de couplage, pistolets ESD et systèmes de surveillance dans un système d’essais d’immunité CEM calibré. L’équipement soumis à essai (EUT) est exposé à des niveaux de perturbation définis, et ses performances sont évaluées selon les critères spécifiés dans la norme applicable.

Ces essais permettent d’apprécier la capacité d’un produit à fonctionner dans des environnements électromagnétiques typiques.

De la pré-conformité à la certification CEM

Une approche méthodique contribue à limiter les risques techniques en phase finale de développement.

1. Planification

• Identifier les normes harmonisées applicables (UE et, le cas échéant, autres marchés).
• Définir les modes de fonctionnement, accessoires et configurations représentatives.
• Stabiliser les versions matérielles et logicielles avant les essais formels.

2. Essais de pré-conformité

Des essais en amont permettent de détecter des points sensibles avant la réservation d’une chambre accréditée.

Outils fréquemment utilisés :

• sondes de champ proche ;
• récepteurs EMI portables ;
• cellules GTEM ou salles avec absorbants.

La pré-conformité ne se substitue pas aux essais normatifs, mais elle peut contribuer à réduire les cycles de modification.

3. Essais formels en laboratoire accrédité

En laboratoire :

• les essais d’émissions et d’immunité sont réalisés selon les normes applicables ;
• le comportement de l’EUT est documenté pour chaque condition d’essai ;
• les versions logicielles et observations pertinentes sont consignées.

4. Documentation technique

Conformément à la directive CEM, le dossier technique comprend notamment :

• schémas électriques et layouts de PCB ;
• nomenclature (Bill of Materials) ;
• analyse de risques ;
• rapports d’essais ;
• Déclaration UE de Conformité.

Ce dossier doit pouvoir être présenté aux autorités de surveillance du marché sur demande.

Bonnes pratiques de conception favorisant la conformité CEM

Certaines mesures de conception peuvent contribuer à améliorer le comportement CEM :

• réduire les surfaces de boucle par un routage différentiel maîtrisé et des chemins de retour adaptés ;
• contrôler les temps de montée et les harmoniques d’horloge ;
• positionner filtres et selfs de mode commun à proximité des interfaces I/O ;
• assurer un raccordement des blindages à 360° avec faible impédance, en évitant les connexions de type « pigtail » ;
• intégrer des stratégies logicielles adaptées (retries, timeouts, gestion du brownout) en cohérence avec les profils d’essais d’immunité.

Aucune mesure isolée ne garantit la conformité. L’intégration précoce des exigences CEM dans la conception peut toutefois limiter les ajustements ultérieurs.

Choisir un laboratoire CEM adapté

Le choix du laboratoire doit s’appuyer sur des critères techniques et organisationnels, tels que :

• accréditation selon ISO/IEC 17025 ;
• dimensions de la chambre et compatibilité avec la plage de fréquences requise ;
• disponibilité des équipements d’essais d’émissions et d’immunité ;
• délais d’intervention et flexibilité de planification ;
• capacité d’accompagnement dans l’interprétation des résultats.

Des ingénieurs d’essais expérimentés peuvent apporter un éclairage sur l’application des normes et proposer des pistes d’amélioration en cas de non-conformité.

FAQ

Q1. En quoi consistent les essais d’immunité CEM ?

Ils consistent à exposer un produit à des perturbations électromagnétiques définies (par exemple champs rayonnés, RF conduite, ESD, Surge) et à évaluer son comportement selon les critères prévus par la norme applicable.

Q2. Quelle est la différence entre essais d’émissions et essais d’immunité ?

• Les essais d’émissions mesurent les perturbations générées par l’équipement.
• Les essais d’immunité évaluent sa réaction face à des perturbations externes.

Ces deux volets sont requis dans le cadre de la conformité à la directive européenne CEM.

Q3. Quels essais d’immunité posent fréquemment des difficultés ?

Parmi les points sensibles :

• ESD sur les surfaces accessibles ;
• perturbations RF conduites sur des câbles longs ;
• faiblesses de blindage au niveau des jonctions de boîtier.

Une attention précoce au blindage, au filtrage et aux liaisons de masse peut contribuer à réduire ces risques.

Q4. Les essais de pré-conformité sont-ils obligatoires ?

Ils ne sont pas imposés par la directive. Toutefois, ils peuvent permettre d’identifier des écarts avant les essais normatifs et de limiter les modifications ultérieures.

Q5. Comment un montage d’essai d’émissions conduites est-il documenté ?

Les laboratoires consignent généralement :

• la longueur et le positionnement des câbles ;
• le type et la configuration du LISN ;
• les réglages des détecteurs (QP/AVG) ;
• les conditions environnementales.

Cette documentation assure la traçabilité et la comparabilité des résultats lors de campagnes d’essais ultérieures.