ne signifie pas qu’elle n’existe pas. Cette affirmation peut bien sûr s’appliquer à de nombreux aspects, mais cette fois-ci, il s’agira des ondes électromagnétiques. Leur action n’est généralement pas directement visible. Néanmoins, nous avons tous été confrontés à toutes les formes d’action des vagues sur les équipements. Le premier exemple est celui des tempêtes et des éclairs. Il arrive parfois qu’une tempête imminente interrompe le visionnage de la télévision en raison d’une perte de signal ou d’artefacts étranges dans l’image. Il en va de même pour la radio. Ici, cependant, les problèmes de réception sont moins importants et prennent la forme de grésillements. De nombreux utilisateurs plus âgés, équipés d’une radio Safari dans leur Fiat 126p, ont été informés de l’approche de la tempête en écoutant simplement l’émission. Et il ne s’agissait pas du tout d’annonces météorologiques…. Dans le premier de ces deux articles, nous examinerons le rôle que jouent les interférences électromagnétiques dans l’industrie automobile.
Il s’agit d’une question qui existe depuis longtemps, mais qui n’a pas été réglementée dès le départ. En effet, au début du développement de l’automobile, les interférences électromagnétiques étaient associées à l’allumage par étincelle. Et ils n’ont pas vraiment été un problème pendant de nombreuses années. À ce stade, il convient de préciser qu’une voiture peut être à la fois une source et un récepteur d’interférences. Au départ, la plupart des systèmes embarqués à bord du véhicule étaient de conception électromécanique. Tels que les appareils d’allumage, les contrôleurs d’alternateurs relayés, etc. Ces systèmes émettaient de nombreuses interférences qui n’affectaient pas les autres véhicules mais commençaient à gêner les auditeurs de radio.
Et c’est la production d’interférences qui interfèrent (sont perçues) qui est devenue l’une des raisons les plus importantes pour lesquelles diverses organisations se penchent sur ce sujet. C’est à leur instigation, par exemple, que la première étape a été l’introduction de câbles d’allumage tressés en métal ou de tuyaux de bougies d’allumage comme blindage. Cela a permis de réduire considérablement les interférences générées. De même, les constructeurs ont commencé à ajouter des fonctions dites “embarquées”. le condensateur antiparasite (également appelé condensateur de la bobine d’allumage, unité d’allumage). Il s’agit d’une nouvelle étape importante dans la lutte contre les interférences. C’est souvent la défaillance de ce condensateur qui fait entendre à l’auditeur le grésillement caractéristique de la radio. Par la fenêtre, il aperçoit une moto qui passe à toute allure et dont le propriétaire n’est malheureusement au courant de rien. De son point de vue, le bon fonctionnement des composants du système d’allumage était correct. Cela est dû au fait que la capacité de ce condensateur diminuait et que le moteur fonctionnait correctement. Malheureusement, dans la pratique, les habitants de la rue ont été les premiers à être informés de la défaillance.
C’est le slogan que de nombreuses personnes ont probablement rencontré. Plus sous l’acronyme CEM (compatibilité électromagnétique). Si vous avez eu l’occasion de lire le manuel d’un appareil électronique (en particulier d’un équipement radio, comme les utilisateurs d’un smartphone ou d’un routeur Wi-Fi), vous trouverez souvent dans les spécifications des informations sur le respect d’une norme relative à cette question. En général, ce terme désigne la capacité d’un appareil donné à fonctionner dans un environnement électromagnétique particulier , mais aussi à ne pas émettre un champ électromagnétique qui interfère avec le bon fonctionnement d’autres appareils fonctionnant dans cet environnement. Pour l’industrie automobile, deux normes sont particulièrement importantes : EN55012 / EN55025.
Aujourd’hui, l’électronique doit satisfaire à de nombreux tests, y compris ceux spécifiquement liés à la CEM. Les fabricants doivent respecter des normes mais, d’un autre côté, ils s’efforcent de veiller à ce que les solutions qu’ils utilisent pour respecter ces normes soient optimisées en termes de coûts. Le processus d’essai de compatibilité électromagnétique lui-même pour les véhicules électriques, hybrides ou à combustion est réalisé en examinant les interférences électromagnétiques des composants individuels. Mais il est également nécessaire d’obtenir des données en examinant l’ensemble du produit automobile. Si les produits qui sont des composants spécifiques sont plus faciles à tester, l’ensemble du véhicule nécessite des installations spéciales pour ces tests.
En règle générale, les essais de compatibilité électromagnétique doivent être effectués soi-disant chambre sans réflexion. Cette salle d’essai CEM a des murs, un plafond et un sol isolés des champs électromagnétiques externes. Les matériaux de finition absorbant les ondes électromagnétiques utilisés confèrent une immunité aux effets du monde extérieur sur les circuits testés. Il est coûteux de fabriquer une telle chambre pour un objet de grande taille tel qu’une voiture, qui nécessite en outre une alimentation en air et un système d’échappement. Sans oublier tous les appareils de contrôle et de mesure nécessaires à l’exécution de ces tests.
Les coûts de recherche sont importants, c’est pourquoi de nombreuses voies de conception sont soutenues par un logiciel spécial au stade de la conception. Ceci est d’autant plus important que l’électronique élaborée des voitures modernes rend plus difficile la compatibilité électromagnétique.
Les systèmes de conception basés sur la simulation présentent une autre caractéristique importante. Ils permettent de repérer les problèmes qui peuvent survenir lorsque tous les composants sont intégrés dans un système. Cela revêt une importance considérable en termes de coûts, car il est beaucoup moins coûteux de corriger les problèmes au stade du prototypage qu’au stade de la production.
Les exemples de méthodes visant à éliminer les interférences sont nombreux. Selon le principe qu’il vaut mieux ne pas faire quelque chose que de s’en protéger plus tard, il faut commencer à la source. L’une des meilleures méthodes est le blindage. Il s’agit de séparer l’appareil du monde extérieur par une couche de métal – par exemple une feuille, un boîtier métallique, des raccords, etc. Malheureusement, elle présente plusieurs inconvénients. Il est coûteux en raison du coût du matériau utilisé et de l’augmentation de poids qu’il entraîne. En même temps, plus la fréquence que nous voulons éliminer est élevée, plus les matériaux utilisés peuvent être fins. C’est pourquoi des méthodes moins coûteuses sont utilisées. On peut citer, par exemple, l’utilisation de composants inductifs qui ont la capacité de “stopper” les interférences électromagnétiques à la source.
Suppression du solénoïde de “mode commun” dans le circuit du contrôleur/moteur de réglage :
C’est précisément pour des raisons d’immunité aux interférences électromagnétiques que des bus de données spéciaux sont conçus pour l’industrie automobile. Un bon exemple est le CAN qui fonctionne sur le principe d’un signal symétrique. Une perturbation qui pénètre dans le faisceau de signaux provoquera une perturbation de la tension qui sera la même dans chacun des fils. Mais leur différence restera à un niveau que le contrôleur de bus pourra interpréter correctement.
En généralisant sur le sujet de la génération de perturbations, on peut dire que un courant plus important et une variation plus rapide de son intensité provoquent des interférences électromagnétiques plus importantes. Tant en termes d’intensité que de gamme de fréquences. Dans le cas des véhicules électriques, pratiquement tous les composants sont alimentés en électricité. Les systèmes électriques sont particulièrement importants dans ce cas, car les fonctions qu’ils remplissent impliquent la fourniture de courants importants avec des variations rapides. C’est notamment le cas des circuits de puissance des moteurs et de la récupération de l’énergie de freinage.
La sécurité et les systèmes qui l’accompagnent rendent la compatibilité électromagnétique importante, car de nombreux capteurs deviennent des émetteurs de radiofréquences. Les radars et les micro-ondes qu’ils utilisent doivent fonctionner de manière à ne pas interférer avec les autres véhicules sur la route. On peut dire qu’à l’intérieur de la voiture, une personne est en quelque sorte séparée des champs électromagnétiques extérieurs. Toutefois, comme la carrosserie n’est pas uniforme et qu’elle comporte, par exemple, une forte proportion de verre, elle est dans une certaine mesure perméable aux vagues. Si ce n’était pas le cas, même les smartphones ne fonctionneraient pas à l’intérieur.
Récemment, de nombreux constructeurs automobiles ont décidé de retirer le récepteur AM des véhicules électriques. En Pologne, suite au démantèlement progressif des émetteurs à ondes moyennes et longues, l’absence d’un tel récepteur ne pose pas de problème. Cependant, il y a des endroits où la radio AM est importante en raison de sa portée. Les États-Unis comptent plus de 4 000 radiodiffuseurs et plus de 80 millions d’auditeurs mensuels. Il est important de se rappeler que l’internet sans fil n’est pas disponible partout et qu’il n’y a pas de substitut à la réception en continu et à l’utilisation de ce que l’on appelle le “streaming”. radio internet. Aux États-Unis, la station de radio joue également un rôle d’information important dans les grandes régions agricoles. C’est la National Association of Agricultural Broadcasters qui a vivement protesté contre le retrait des récepteurs AM des véhicules.
Même des équipements aussi évidents que les vitres ou les rétroviseurs électriques peuvent être une source d’interférence qui empêche l’utilisation de la radio AM analogique. Mais ils sont utilisés de manière occasionnelle et il est possible de les sécuriser. Malheureusement, le blindage du groupe motopropulseur d’une voiture électrique est beaucoup plus difficile et coûteux. Les fabricants affirment en outre que les moyens supplémentaires permettant d’activer la radio AM entraîneraient une augmentation du poids. Et la réduction conséquente de la couverture …
D’autres perturbations et leur impact sur la vie quotidienne et la conduite automobile seront abordés dans la deuxième partie de l’article.
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