La compatibilité électromagnétique
Matériel électrique

Les réseaux de communication et la compatibilité électromagnétique

La compatibilité électromagnétique correspond à l’acronyme CEM (Compatibilité électromagnétique). Elle correspond pour un réseau de communication, à l’équilibre de fonctionnement du système dans son environnement. Et sans perturber à son tour d’autres matériels électriques, électroniques ou de données. C’est ce que communique la directive européenne 89/336/CEE en la matière.

La CEM implique par conséquent une limitation des émissions du matériel formant le réseau de communication considéré. Ainsi qu’une excellente protection des divers éléments le constituant, contre des perturbations électromagnétiques issues de son environnement ou il est installé.

Pour la France, la Directive CEM 2014/30/UE du Parlement s’applique. En englobe les diverses réglementations requises, les normes et les limites de niveau de perturbations matériel à ne pas dépasser ou à supporter dans un biotope précis.

La recherche d’une fonctionnement normal

Dans les réseaux de communication, le matériel hertzien constitue la source majeure de champs électromagnétiques rayonnés. La directive européenne 2014/53/UE, dite RE-D leur accorde quelques dérogations en comparaison de la CEM.

La norme fondamentale d’immunité aux champs électromagnétiques autorise un maximum 6 GHz d’émission, mais le projet prévoit des extensions dans les années à venir de l’ordre de 18 GHz. Le maximum de6 GHz permet d’accepter les fréquences plus élevées e certains émetteurs tels que le Wifi en 802.11a, etc.

Un biotope Type sert de référence pour fixer les limites d’immunité dans le civil :

  • 1 V/m pour une atmosphère protégée
  • 3 V/m pour un bâtiment résidentiel
  • 10 V/m pour les applications industrielles
  • 30 V/m dans certains cas exceptionnels

Les environnements automobiles, aéronautiques et militaires ont des applications autorisant des niveaux d’immunité exprimés en kV/m !

En définitive, quel que soit le niveau d’immunité du matériel de communication, l’objectif est que le réseau et tout ce qui l’entoure marche normalement en présence d’un ou plusieurs émetteurs. Pour rappel, il peut s’agir d’une perturbation rayonnées en installation VDI (diaphonie du câble, la télédiaphonie câble, diaphonie exogène, borne Wi-fi, etc.) ou/et d’une perturbation conduite (surtension du câblage, surtension appareils actifs,
décharges électrostatiques terre de l’installation, etc.).

La Compatibilité électromagnétique s’obtient notamment avec un blindage adéquat. Il diminue le niveau d’émission des sources perturbantes, et diminue le niveau de vulnérabilité du l’équipement pouvant être perturbé. Le perturbateur est appelé « la source », le perturbé est appelé « la victime ». Le moyen de transmission des perturbations électromagnétiques est appelé couplage.

La continuité et la Terre assurent la fiabilité de l’installation

Dans l’optique de cheminer les données de façon fiable pour l’immunité électromagnétique, l’ensemble de la liaison doit être homogène. Et de qualité évidement. Ce qui impose de choisir des câbles de même catégorie. Et les interfaces de raccordement doivent être adaptés aux conducteurs. Dans une situation de mélange des catégories de câbles et/ou de connexions, la qualité du réseau de communication a pour limite celle du matériel de catégorie la plus basse.

Il faut vous assurer et contrôler également de la continuité du blindage de toute la liaison, depuis les cordons de raccordement, jusqu’aux prises terminales, en passant par le câblage horizontal. Ceci est d’autant plus important que les installations VDI sont souvent étendues, en interconnectant des équipements situés dans des zones différentes. Pour les professionnels des réseaux de communication, cela signifie de jouer avec des schémas de liaison à la terre différents. Ce qui suppose qu’elles soient équipotentielles. Sinon des courants transitoires perturbateurs vont probablement entraver la qualité.

L’utilisation d’un système de liaison à la terre TN-S et une bonne équipotentialité de l’installation VDI permettent de minimiser ce problème. Les professionnels recommandent en complément d’installer des parafoudres. Notez qu’en cas de connexion à la terre TN-C ou IT et/ou un problème d’équipotentialité, choisissez plutôt une fibre optique sans pièce métallique.

Bien choisir un cheminement de câble pour la Compatibilité électromagnétique

Les cheminements métalliques

La performance de l’immunité électromagnétique dépend aussi des différents conduits, à la fois en terme de type comme de mise en œuvre. Les cheminements métalliques sont souvent recommandés quelle que soit l’installation. La qualité du réseau de communication est toutefois soumise à la forme du conduit et la position du faisceau de câbles à l’intérieur de celui-ci. D’autres contraintes d’environnement entre en compte : chimique, mécanique, climatique, etc. Ainsi dans un bâtiment industriel ou un risque/produit chimique est présent, ne posez pas de conduits métalliques. Un cheminement de câbles non métallique est nécessaire.

Les formes enveloppantes de types U et tube confèrent une meilleure CEM, grâce à la réduction du couplage. Les experts reconnaissent que les couvercles avec recouvrement augmentent la Compatibilité électromagnétique du chemin de câbles BT. Si vous devez installer des conduits en forme de U, achetez de préférence des produits avec de la profondeur puisque le champ magnétique décroît près des angles. Pour autant, la CEM est optimum si vous ne remplissez le conduit qu’à sa moitié, et pas davantage. Pour illustrer, la structure Cablofil de Legrand est de ce type (en U), et diminue les phénomènes de diaphonie par le fait qu’elle soit ouverte.

En termes de fixation et dans l’optique de d’optimiser la compatibilité électromagnétique du réseau de communication, préférez un cheminement avec des petits trous plutôt qu’avec des fentes. Si vous achetez des conduits fendus, alors choisissez des fentes parallèles au produit. La moindre efficacité CEM des fentes de fixation perpendiculaires à l’axe est en effet reconnue.

Les cheminements non métalliques

Sans entrer dans le sujet des contraintes, vous pouvez également acheter du matériel non métallique pour faire cheminer des câbles BT, lorsqu’il existe un environnement électromagnétique négligeable. Ou lorsque les câbles eux-mêmes ont un faible niveau d’émission. Vous pouvez opter pour un cheminement non métallique pour la fibre optique.

Il va de soi que des câbles électriques et de basse tension ne doivent pas s’installer dans un même conduit, ni faire partie intégrante d’un faisceau commun. Le réseau de communication s’en retrouverait fortement perturbé.

Le blindage est important. Sa qualité permet de raccourcir la distance de cheminement entre 2 câbles. Moins le blindage est protecteur, plus il faut éloigner les différents câblages.

Les précautions de déploiement du cheminement de câble BT

Les professionnels connectent toujours les conduits métalliques à la terre, à chaque extrémités. De préférence, elles doivent être courtes. Si le cheminement est de grande longueur, optez pour des intervalles irréguliers auxquels il faut ajouter des connexions additionnelles à la terre.

La solution CABLOFIL de la marque Legrand est intéressante, en raison notamment de sa structure ouverte qui facilite l’agencement des câbles (et leur contrôle).Elle est facile à mettre en œuvre avec ses éclisses, ses courbes, ses changements de niveaux et ses passages de mur.

Des tests d’experts montrent que sur la plage de fréquence 150 kHz -100 MHz qui gêne tant la Compatibilité électromagnétique, Cablofil et la tôle perforée reliés à la masse apportent le même effet réducteur. Pour les applications où le management du chemin de câble doit être muni d’un couvercle, il n’y a pas de différences notables entre Cablofil et une goulotte pleine reliés à la masse.

Pour les environnements à fortes perturbations, Les experts recommandent aujourd’hui de mettre un couvercle au chemin de câbles.

Les perturbations en installation VDI

Si tous les réseaux de communication sont la victime de perturbations, les récepteurs ou les appareilles de contrôle-commande sont encore davantage sensibles, puisqu’ils tiennent compte de la qualité de la tension qui leur est appliquée. Sans compter la contrainte des réseaux VDI à des phénomènes aléatoires accidentels.

Parfois les données utilisent la technologie du courant porteur pour transiter. Ce qui facilite les perturbations. Un moindre mal néanmoins quand il s’agit de l’unique solution en l’absence de Wi-fi !
Le câblage est le principal coupable, en tant que vecteur des parasites. Surtout à l’entrée et à la sortie du boîtier. Les normes européennes recommandent d’utiliser un système de câblage VDI blindé, notamment pour l’installation du réseau téléphone en milieu résidentiel pour illustrer.

Les normes européennes

Pour éviter les perturbations, des règles sont à respecter. Les normes européennes couvrent les performances des matériels – EN55022 et EN 55022/AD1.0.  De plus, les règles d’installation pour augmenter la CEM – EN 50174-2 et EN 50310 -. Elles garantissent une bonne immunité électromagnétique, un faible niveau de bruit. Par ailleurs, elles garantissent que l’utilisation la plus optimale de la bande passante disponible.  Ainsi, le débit réel se rapproche du débit théorique.

Un installateur de réseaux de communication pourrait arguer que malgré la bonne protection CEM par blindage, l’immunité existerait de la même manière avec les tresses. Vous trouvez ces tresses dans le coaxial jaune et le coaxial fin. Cela qui représente une recherche de compatibilité électromagnétique par blindage extérieur. Il dirait également que dans les paires torsadées, la CEM se réalise par symétrie. Et que malgré l’absence de blindage, elle est efficace. Avec l’évolution de l’Ethernet et ses débits de plus en plus rapides, seuls les conducteurs blindés répondent le mieux.

Il faudrait également parler de la baie de brassage. Aujourd’hui, le contact de masse avec le connecteur RJ est souvent automatique sur le panneau. La baie se raccorde à la Terre via la barrette. Par conséquent, il suffit que le connecteur soit en contact avec les montants de l’armoire technique de réseau.

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