Lorsqu'une salle de blindage EMI a été installée, l'examen des murs et des portes finis ne vous indique pas si la pièce offre réellement l'isolation électromagnétique requise.
Le seul moyen pratique de confirmer ses performances est de mesurer l’efficacité du blindage du boîtier terminé.
Ceci est particulièrement important pour les laboratoires CEM, les installations de test d'équipements électroniques et les environnements de test-haute tension. L'exigence de blindage est normalement définie sur une plage de fréquences particulière, de sorte qu'une pièce qui fonctionne bien à une fréquence ne peut pas automatiquement être considérée comme fonctionnant aussi bien sur toute la plage.
Dans un projet d’ingénierie, les tests d’efficacité du blindage ne sont donc pas qu’une formalité finale. C'est le processus utilisé pour vérifier si le système de blindage fini répond aux exigences de conception.
Que signifie l’efficacité du blindage ?
L'efficacité du blindage décrit dans quelle mesure une enceinte réduit le champ électromagnétique passant d'un côté à l'autre de la structure de blindage.
Il est normalement exprimé en décibels, ou dB.
La relation de base peut être représentée comme suit :
SE(dB)=20 log₁₀(E₁/E₂)
où E₁ représente l'intensité du champ électromagnétique mesurée sans la barrière de blindage et E₂ représente l'intensité du champ mesurée avec la barrière de blindage en place.
Par exemple, si l'intensité du champ est réduite d'un facteur 100, l'atténuation correspondante est de 40 dB.
Dans les tests réels en salle de blindage-, la configuration de mesure est plus compliquée que le simple placement d'un compteur à l'intérieur et à l'extérieur de la pièce. La méthode de test, la gamme de fréquences, la configuration de l'antenne, la position de la source et l'emplacement de la mesure affectent tous le résultat.
C'est pourquoi l'efficacité du blindage doit être mesurée selon une procédure de test établie plutôt que par le biais d'une comparaison informelle.
Pourquoi la gamme de fréquences est-elle importante ?
Une salle de blindage n’a pas une seule valeur d’efficacité de blindage qui s’applique à chaque fréquence.
Le blindage électromagnétique dépend de la fréquence-.
La même pièce peut fournir une atténuation différente à différentes fréquences car l'interaction entre le champ électromagnétique et la structure de blindage change avec la fréquence.
Pour cette raison, un cahier des charges du projet doit définir la plage de fréquences qui doit être testée.
Ceci est particulièrement important pour les installations CEM car l'équipement et les méthodes de test peuvent couvrir une gamme de fréquences relativement large.
Si un fabricant déclare simplement qu'une pièce offre une « efficacité de blindage élevée » sans identifier la plage de fréquences et les conditions de test pertinentes, les informations ne sont pas suffisantes pour une comparaison technique.
Comment se déroule normalement le test ?
Le concept général consiste à générer un champ électromagnétique connu à l'extérieur de l'enceinte de blindage et à mesurer le niveau de champ à la position de test correspondante.
La mesure est ensuite répétée avec la salle de blindage située entre la source et l'équipement de réception.
La différence entre la mesure de référence et la mesure obtenue à travers l'enceinte de blindage représente l'atténuation apportée par le système de blindage.
Lors des tests pratiques, la mesure peut être effectuée à plusieurs fréquences et positions.
La disposition exacte dépend de la méthode d'essai applicable et du type d'installation de blindage évaluée.
Le but n’est pas simplement d’obtenir un chiffre impressionnant. L'objectif est de déterminer si la salle achevée conserve les performances de blindage requises tout au long de la plage de test spécifiée.
Quel équipement est utilisé ?
Une configuration typique de test d'efficacité du blindage peut inclure une source de signal ou un système de transmission, des antennes de transmission et de réception, un analyseur de spectre ou un récepteur de mesure approprié, des câbles et des équipements de mesure associés.
La configuration de l'équipement dépend de la plage de fréquences et de la procédure de test applicable.
L'antenne émettrice génère le champ électromagnétique, tandis que le système de réception mesure l'intensité du champ.
Le niveau de référence est établi avant l'introduction de l'enceinte de blindage dans le trajet de mesure. Le test est ensuite répété avec la salle de blindage en place.
La différence entre les deux mesures constitue la base du calcul de l’efficacité du blindage.
L'équipement de mesure lui-même doit également être adapté à la gamme de fréquences testée. Un système de test conçu pour une gamme de fréquences ne doit pas simplement être supposé fournir des résultats fiables sur une autre.
La salle est testée comme un système complet
Un point important est que le test évalue la salle de blindage terminée, et pas seulement l'acier ou tout autre matériau conducteur utilisé pour ses murs.
Cette distinction est importante.
Une salle de blindage peut avoir un excellent matériau de paroi mais néanmoins produire des résultats globaux médiocres en raison d'un problème avec la porte, un joint, une interface de câble ou une ouverture de ventilation.
Lors des tests, tous ces composants font effectivement partie de la même enceinte électromagnétique.
C'est pourquoi les tests d'efficacité du blindage peuvent révéler des problèmes qui ne peuvent être identifiés par une inspection visuelle de la pièce.
Les portes blindées nécessitent une attention particulière
La porte blindée est souvent l’une des zones les plus importantes à vérifier.
Une porte blindée fermée doit maintenir une continuité électrique avec le cadre environnant. Si la surface de contact est endommagée, contaminée, mal alignée ou n'établit pas suffisamment de contact, une fuite électromagnétique peut se produire.
Les grandes portes blindées coulissantes peuvent nécessiter une attention supplémentaire en raison de leur taille et de leur mouvement mécanique.
Une porte coulissante à blindage étanche à l'air peut également devoir satisfaire à la fois aux exigences de blindage électromagnétique et d'étanchéité, selon l'application.
Si une salle de blindage échoue à son test à certaines fréquences, la porte doit donc faire partie des zones étudiées.
Les entrées de câble peuvent affecter le résultat du test
Le même principe s'applique aux interfaces de puissance et de signal.
Une salle de blindage ne peut pas fonctionner sans câbles, mais chaque câble qui traverse la limite du blindage crée un chemin potentiel pour les interférences électromagnétiques.
Si un filtre ou un système d'entrée de câble-n'est pas correctement installé, la pièce risque de ne pas atteindre les performances de blindage attendues, même si l'enceinte principale est correctement construite.
Lors du dépannage, les ingénieurs doivent donc examiner les interfaces des câbles plutôt que de supposer que le problème doit provenir des panneaux muraux.
Ceci est particulièrement important pour les salles de test CEM contenant de grandes quantités d'équipements de test et de câbles de mesure.
Les ouvertures de ventilation doivent également être prises en compte
La ventilation est une autre pénétration nécessaire.
Une ouverture de ventilation normale créerait un chemin électromagnétique direct à travers l'enceinte de blindage. Les structures de ventilation blindées sont donc conçues pour permettre la circulation de l'air tout en maintenant l'atténuation électromagnétique requise.
Si le système de ventilation est mal installé, endommagé ou inadapté à la plage de fréquence spécifiée, cela peut affecter le résultat global du test.
C'est pourquoi l'efficacité du blindage doit toujours être évaluée avec la pièce dans sa configuration de fonctionnement terminée.
Que se passe-t-il si la salle de protection échoue au test ?
Un test échoué ne signifie pas nécessairement que l’ensemble de la structure de blindage doit être reconstruit.
La première étape consiste normalement à identifier l’endroit où se produit la fuite électromagnétique.
Les ingénieurs peuvent vérifier la porte de blindage, les joints des panneaux, les connexions au sol et au plafond, les passages de câbles, les filtres, les structures de ventilation et autres interfaces.
La fréquence à laquelle le problème survient peut également fournir des informations utiles.
Par exemple, si la salle fonctionne bien sur la majeure partie de la plage de test mais présente une réduction significative de l'atténuation dans une région de fréquence particulière, les ingénieurs peuvent déterminer si une ouverture, une interface ou un composant spécifique influence le résultat.
C’est l’une des raisons pour lesquelles les tests sur une gamme de fréquences sont beaucoup plus instructifs que la vérification de la pièce en un seul point.
Pourquoi la qualité de l'installation affecte la mesure
Une salle de blindage peut être correctement conçue sur papier et ne pas parvenir au résultat attendu après l'installation.
La raison est simple : l’efficacité du blindage dépend de la structure achevée.
Les connexions des panneaux, les soudures, l'alignement des portes, les surfaces de contact, les filtres et les interfaces de câbles doivent tous être installés correctement.
Pour les locaux de blindage modulaires, la liaison entre panneaux mérite une attention particulière.
Pour les locaux de blindage soudés, la continuité et la qualité de la structure soudée deviennent importantes.
Les grandes portes blindées nécessitent également une installation précise car l’alignement mécanique affecte directement le contact entre la porte et son cadre.
La mesure finale renseigne donc à la fois sur la conception et sur la qualité de mise en œuvre.
Comment les résultats des tests doivent-ils être évalués ?
Les résultats mesurés doivent être comparés à l'exigence d'efficacité de blindage définie pour le projet.
Il est important de comparer ce qui est comparable.
La plage de fréquences, la méthode de test, la configuration de mesure et l'atténuation requise doivent tous être pris en compte lors de l'examen des résultats.
Une seule valeur dB sans la fréquence et les conditions de test correspondantes ne fournit pas suffisamment d'informations pour juger des performances d'une salle de blindage.
Pour l'achat et l'acceptation, les acheteurs doivent donc demander aux fabricants de définir clairement les conditions de test associées à l'efficacité du blindage indiquée.
Les tests d'efficacité du blindage sont également utiles pour le dépannage
Les tests ne sont pas seulement utiles lorsqu’une nouvelle pièce est terminée.
Il peut également aider à diagnostiquer les changements de performances au cours de la durée de vie d'une installation de blindage.
Si une pièce répondait auparavant à ses exigences de blindage mais présente par la suite des performances réduites, une nouvelle mesure peut aider à déterminer si le problème est lié à la porte de blindage, aux surfaces de contact, aux joints endommagés, aux interfaces de câbles modifiées ou à d'autres modifications apportées à l'installation.
Cela rend l'inspection périodique particulièrement utile pour les installations où les performances du blindage sont directement liées à la précision des tests.
Que devrait être inclus dans une exigence de test de blindage ?
Avant qu'une salle de blindage ne soit fabriquée, l'acheteur et le fabricant doivent se mettre d'accord sur les exigences de base en matière de tests.
Ceux-ci incluent normalement l'efficacité du blindage requise, la plage de fréquences, la méthode d'essai applicable, les conditions de mesure et les critères d'acceptation.
L'application réelle doit également être prise en compte.
Une salle de blindage EMI destinée à un usage général en laboratoire peut avoir des exigences différentes de celles d'une installation conçue pour les tests CEM ou d'une salle de test de décharge partielle.
La spécification de test doit donc être liée à l'utilisation prévue de la salle plutôt que copiée à partir d'une spécification générique de salle de blindage-.
Le test final mesure l'ensemble du système de blindage
Le point le plus important est que les tests d’efficacité du blindage évaluent la pièce comme une enceinte électromagnétique complète.
Le matériau du mur constitue la fondation, mais le résultat final est influencé par chaque partie de la limite du blindage.
Les portes, les joints, les entrées de câbles, les filtres, les structures de ventilation et la qualité de l'installation peuvent tous affecter la mesure.
C’est pour cette raison qu’un bon projet de blindage ne s’arrête pas une fois la pièce assemblée. L'enceinte terminée doit être testée par rapport aux exigences du projet, et tous les points faibles doivent être identifiés et corrigés avant que l'installation n'entre en fonctionnement normal.
Pour les laboratoires CEM et les installations d'essais industriels, cette vérification finale fournit quelque chose que l'inspection visuelle ne peut pas fournir : une preuve mesurable que la salle de blindage fournit l'atténuation électromagnétique requise sur la plage de fréquences spécifiée.
