Propagation des signaux sur les lignes d'énergie électrique : étude des risques de compromission par rayonnement

Signals propagation on electric power lines : study on risks of compromission by radiation

• Auteur / Autrice : Laurent Diquélou
• Direction : Pierre Degauque
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance le 17/05/2010
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille ; 1992-2021)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Haute tension

Basse tension

Simulation par ordinateur

Réseaux électriques (énergie)

Ondes électromagnétiques -- Propagation

Compatibilité électromagnétique

Lignes électriques -- Transmission par courants porteurs

Mots clés libres

Canaux de propagation

Résumé

L’objectif de cette thèse était d’étudier la possibilité de compromissions électromagnétiques par le rayonnement des lignes d’énergie électrique. Nous nous sommes concentrés sur deux cas de figure. Le premier, à l’intérieur de bâtiments, concerne la technologie CPL « courant porteur en ligne ». Le second, en extérieur, sur un site industriel, porte sur la problématique de la propagation et du rayonnement de signaux caractéristiques d’un matériel industriel.Dans le premier cas, nous détaillons les mécanismes mis en jeu dans le rayonnement des câbles « basse tension » (BT) par la mesure et la modélisation. On distingue deux canaux de propagation. Le premier « filaire » correspond au canal usuel d’une liaison CPL entre deux modems. Le second est le canal « sans fil », qui correspond à la réception, aux bornes d’une antenne magnétique, d’une injection en mode différentiel sur 2 fils du câble. Ces deux types de canaux de propagation sont caractérisés expérimentalement, ce qui permet de déduire grâce à un logiciel les possibilités de décodage de l’information portée par le rayonnement compromettant. Dans le second cas, qui prend en compte les lignes « haute tension » (HT), nous considérons les fonctions de transfert successives du courant, associées à la propagation sur les lignes BT, au passage du transformateur BT/HT, puis à la propagation sur les lignes HT. Des modélisations ont été réalisées à l’aide du logiciel commercial EMTP, dont les résultats ont été comparés aux mesures expérimentales obtenues au cours de ce travail. Le rayonnement des lignes HT est abordé tant d’un point de vue théorique qu’expérimental.

The aim of this thesis was to study the possibility for power lines to emit compromising electromagnetic radiations. We focused on two cases. The first one was inside buildings, on PLC “Power Line Communication”. The second one was outside, on an industrial site, and about propagation and radiation of the characteristic signals produced by an industrial material.In the first case, we describe, measuring and modeling, the mechanisms involved in radiation cable Low Voltage (LV). There are two channels of propagation. The first is ''wired'' and the usual channel of a PLC link between two modems. The second channel is ''wireless'', which corresponds to the reception, across a magnetic antenna, of a differential injection of 2 lines of the cable. Both types of propagation channels are characterized experimentally, which enable us to deduced, using software, the decoding possibility of the information carried out by the compromising emanations.In the second case, considering ''High Voltage'' (HV) lines, we studies the successive transfer functions of the current associated with the spread on LV lines, crossing the transformer LV / HV, and then spreading on HV lines. Modelings were performed using commercial software EMTP. The results were compared with experimental measurements obtained during our study. HV lines radiations are discussed both from a theoretical and an experimental perspective.