1 INTRODUCTION Le Couplage électromagnétique est un phénomène commun au câblage électrique et les circuits où un champ électromagnétique résultant dans une charge électrique dans un autre élément. Il est souvent appelé couplage inductif parce que le processus se produit en raison de l'inductance électrique, où un transfert des propriétés électromagnétiques d'un endroit à l'autre se produit sans contact physique en cours. Pour que le couplage électromagnétique puisse avoir lieu, il doit y avoir un changement dans le champ électromagnétique qui le génère. Le principe de couplage électromagnétique a été découvert par Michael Faraday et Joseph Henry en 1831, et est connue comme la loi de Faraday. Comme le rayonnement électromagnétique est une double condition dans la nature où les ondes électromagnétiques sont constituées de deux propriétés électriques et magnétiques, les couplages sont également de deux types. Un des résultats du couplage électrique lorsque une densité de charge positive ou négative dans un fil ou circuit changements, ce qui repousse comme charges dans un autre fil du circuit. Le Couplage magnétique est le revers de cet effet. Comme un courant circule dans un fil, il génère un champ magnétique. En courant alternatif, ce champ magnétique fluctue et provoquer un champ magnétique changeant dans des circuits ou des fils couplés. Les champs magnétiques sont directement perpendiculaires aux champs électriques en couplage électromagnétique, de sorte que la modification d'un champ magnétique dans un circuit peut modifier le flux de courant dans un autre. I. PRINCIPE DU COUPLAGE ELECTROMAGNETIQUE : On appelle couplage, le processus par lequel l'énergie du perturbateur atteint la victime. Chaque fois que l'on parle de courant, de tension ou de champ, on n'oubliera pas qu'il s'agit de grandeurs électriques variables dans le temps. Pour décrire le fonctionnement des perturbations électromagnétiques, prenons pour exemple un modèle très simple composé d’une source génératrice d’interférences, d’un processus ou d’un mode de couplage et d’un système perturbé, victime des perturbations électromagnétiques.
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INTRODUCTION
Le Couplage électromagnétique est un phénomène commun au câblage électrique et les circuits
où un champ électromagnétique résultant dans une charge électrique dans un autre élément. Il est
souvent appelé couplage inductif parce que le processus se produit en raison de l'inductance
électrique, où un transfert des propriétés électromagnétiques d'un endroit à l'autre se produit sans
contact physique en cours.
Pour que le couplage électromagnétique puisse avoir lieu, il doit y avoir un changement dans le
champ électromagnétique qui le génère. Le principe de couplage électromagnétique a été découvert
par Michael Faraday et Joseph Henry en 1831, et est connue comme la loi de Faraday.
Comme le rayonnement électromagnétique est une double condition dans la nature où les ondes
électromagnétiques sont constituées de deux propriétés électriques et magnétiques, les couplages
sont également de deux types. Un des résultats du couplage électrique lorsque une densité de charge
positive ou négative dans un fil ou circuit changements, ce qui repousse comme charges dans un
autre fil du circuit.
Le Couplage magnétique est le revers de cet effet. Comme un courant circule dans un fil, il génère
un champ magnétique. En courant alternatif, ce champ magnétique fluctue et provoquer un champ
magnétique changeant dans des circuits ou des fils couplés. Les champs magnétiques sont
directement perpendiculaires aux champs électriques en couplage électromagnétique, de sorte que
la modification d'un champ magnétique dans un circuit peut modifier le flux de courant dans un
autre.
I. PRINCIPE DU COUPLAGE ELECTROMAGNETIQUE :
On appelle couplage, le processus par lequel l'énergie du perturbateur atteint la victime. Chaque
fois que l'on parle de courant, de tension ou de champ, on n'oubliera pas qu'il s'agit de grandeurs
électriques variables dans le temps.
Pour décrire le fonctionnement des perturbations électromagnétiques, prenons pour exemple un
modèle très simple composé d’une source génératrice d’interférences, d’un processus ou d’un mode
de couplage et d’un système perturbé, victime des perturbations électromagnétiques.
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Quand un courant alternatif dans un circuit ou d'un fil induit une tension dans un autre fil, il est
généralement dû au fait qu'ils sont tous deux à proximité de l'autre, comme dans les enroulements
des transformateurs électriques. Ceci n’est pas toujours vrai, cependant le couplage à une distance
qui n’est pas intentionnelle, appelé diaphonie, peut se produire avec les transmissions de radio et
téléphoniques. Le Couplage électromagnétique intentionnel est le principe sur lequel les
transformateurs sont basés, où le courant peut être intensifié ou alors démissionner la tension dans
fil enroulement secondaire en fonction du niveau actuel dans un enroulement primaire sur l'appareil.
Le principe de couplage électromagnétique est celui à partir duquel tous les moteurs électriques,
les relais et transformateurs modernes sont construits. Les Générateurs électriques l’utilisent
également, comme le font une grande variété de dispositifs liés aux communications, serrures de
porte sans fil pour les bâtiments et voitures. Il peut également être préjudiciable à la façon dont
fonctionne un circuit et provoquer des interférences dans les télécommunications. Dans ce cas, il est
souvent désigné comme l'interférence électromagnétique (EMI). Tout EMI n’est pas
intentionnelle, cependant, comme il peut être utilisé comme une forme d'onde porteuse pour
augmenter la force de signal aussi bien.
Figure I : Modèle élémentaire de transmission d’une perturbation électromagnétique.
La source de perturbations mentionnée ci-dessus peut provenir des câbles de puissance
d’alimentation du système électrique, des antennes de réseaux LAN sans fil, etc. Le couplage est
établi par les courants si des conducteurs communs de différents circuits sont reliés par des champs
électriques, magnétiques ou électromagnétiques. Les victimes peuvent être n’importe quel appareil
ou partie de l’installation. Bien sûr, l’interaction électromagnétique complète de toute installation
dans un bâtiment est une combinaison complexe de ces interactions élémentaires.
Pendant la phase de planification d’une installation neuve ou d’une rénovation d’installation, une
matrice contenant toutes les informations relatives aux sources de perturbations possibles, aux
modes de couplage et aux équipements susceptibles d’être affectés, est établie. Grâce à cette matrice,
la résultante des interférences est estimée dans le but d’identifier toutes les perturbations possibles
pouvant apparaître et celles qui semblent être pertinentes.
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Suite aux résultats obtenus à partir de la matrice d’interaction des perturbations électromagnétiques,
il est possible d’envisager la mise en place de mesures curatives et assurer une mise en service rapide
et économique de l’installation.
Il existe quatre grands types de couplages de perturbation électromagnétiques :
• le couplage par impédance commune
• le couplage capacitif
• le couplage inductif
• le couplage par rayonnement
Les principes physiques de base des différents modes de couplage sont résumés dans le tableau
suivant :
Par ordre d’importance, les phénomènes perturbateurs dominants dans les bâtiments ont pour
cause des couplages de type inductif, suivis en moindre mesure par des couplages de type
capacitif. Enfin, les couplages par impédance commune sont plus rares. Jusqu’à récemment, le
couplage par rayonnement n’avait pas ou peu d’incidence du fait de la faible valeur des intensités
de champs mis en œuvre (très inférieures aux limites CEM normatives imposées).
On observe, cependant, que le nombre croissant des applications type « sans fils » conduit à une
augmentation des perturbations électromagnétiques par rayonnement, et donc une importance
accrue de ce type de couplage.
II. QUELQUES TYPES DE COUPLAGE
En fonction de certaines grandeurs et de l’emploi, on peut différencier certains types de couplage :
Pour les hautes fréquences, on utilise presque exclusivement le couplage
electromagnétique ou par induction mutuelle, qui consiste en deux circuits résonnants LC
liés inductivement.
Pour les basses fréquences, on utilise le plus souvent le couplage par résistance et capacité,
très simple et à large bande passante.
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Le couplage par transformateur est employé lorsque le signal d'excitation doit être élevé ;
il provoque des distorsions et on lui préfère de plus en plus le couplage RC.
Le couplage par impédance, variante du couplage RC, n'est utilisé que dans des applications
spéciales.
Le couplage direct, qui s'applique aux signaux aussi bien alternatifs que continus, est surtout
employé pour les très basses fréquences. Le couplage critique, ou serré, donne naissance à
un dédoublement du pic de résonance. Dans le couplage réactif ou rétroactif, une partie du
signal amplifié est mélangée au signal d'entrée de l'étage précédent.
Figure II: Couplage par conduction et par rayonnement