EMI

IEM signifie interférence électromagnétique, et non interface de mémoire externe. C'est le bruit électrique indésirable qui rayonne d'un appareil et se couple à un autre, dégradant l'intégrité du signal ou provoquant un dysfonctionnement. Dans les environnements industriels, les IEM proviennent des alimentations à découpage, des variateurs de moteur, des équipements de soudage, des émetteurs radio et des circuits de commutation à courant élevé. Un servocontrôleur à proximité pourrait injecter du bruit dans une ligne de capteur analogique, provoquant une dérive ou un pic imprévisible d'une mesure de précision.

Les IEM prennent deux formes principales : conduites et rayonnées. Les IEM conduites se propagent le long des câbles d'alimentation et de signal sous forme de courants et de tensions qui se superposent au signal souhaité. Les IEM rayonnées se propagent dans l'air sous forme de champs électromagnétiques et se couplent aux circuits victimes par couplage capacitif ou inductif. Une alimentation à découpage fonctionnant à 100 kHz génère un bruit à large bande sur plusieurs bandes de fréquences. Ce bruit se couple à une ligne de signal analogique basse tension parallèle au câble de sortie de l'alimentation, et la mesure devient inutile.

Les équipements industriels doivent respecter les limites d'IEM définies par des normes telles que la CEI 61326 pour les instruments de mesure, la CEI 61800-3 pour les variateurs de fréquence ou l'EN 61000-6-2 pour l'immunité industrielle. Ces normes définissent la quantité de bruit qu'un appareil peut émettre et la quantité de bruit qu'il doit tolérer. La conformité nécessite un filtrage, un blindage, une discipline de routage des câbles et une topologie de mise à la terre conçus pour rompre le chemin de couplage. Les tores de ferrite sur les câbles, les connecteurs d'alimentation filtrés, les paires torsadées blindées et la mise à la terre en étoile servent tous à contenir ou à rejeter les IEM avant qu'elles n'atteignent les circuits sensibles.

Pourquoi c'est important en usine

Les IEM ne sont pas une nuisance à cacher en petits caractères ; c'est une contrainte de conception qui détermine le choix des composants et la disposition des cartes. Un système d'acquisition de données échantillonnant à une résolution de 16 bits près d'un variateur de fréquence fonctionnant à une fréquence porteuse de 5 kHz échouera sans une gestion minutieuse des IEM. Le coût d'un mauvais contrôle des IEM se manifeste par des défauts intermittents, des déclenchements intempestifs, une perte de données de production et des appels de service sur le terrain qui réduisent les marges.

Le terme « interférence électromagnétique » peut induire en erreur ; le phénomène n'est pas une interférence au sens courant du terme. C'est un couplage indésirable d'énergie électromagnétique. Comprendre les mécanismes, les fréquences sources et les chemins de couplage permet aux ingénieurs d'appliquer les bonnes contre-mesures : filtrage pour les chemins conduits, distance et orientation pour les chemins rayonnés, et stratégies de mise à la terre pour établir une référence commune. Sans cette discipline, les boucles de contrôle à grande vitesse et les mesures de précision échouent dans les environnements industriels où le bruit de fond électrique est des ordres de grandeur plus élevé que dans un laboratoire.