Analyse comparative de tests en immunité aux émetteurs embarqués d'organes électroniques automobiles - Expérimentation d'une nouvelle technique sur véhicule

Comparative analysis of the immunity tests to on-board transmitters of automotive electronic components - Experimentation of a new technique on vehicle

• Auteur / Autrice : Clovis Bule Mbo
• Direction : Lionel Pichon, Marco Klingler, Mohamed Bensetti
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance le 29/03/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Electrical, optical, bio-physics and engineering
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Génie électrique et électronique de Paris (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1998-....)
• Partenaire(s) de recherche : référent : CentraleSupélec
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Sciences de l'ingénierie et des systèmes (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Besnier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Élodie Richalot, Geneviève Duchamp, Mohammed Serhir
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Besnier, Élodie Richalot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Automobiles

Ondes électromagnétiques

Compatibilité électromagnétique

Mots clés libres

CEM

RF

Chambre réverbérante

CRBM

Chambre anéchoïque

Émetteur embarqué

Immunité rayonnée

EMC

RF

Reverberation chamber

MSRC

Anechoic chamber

On-board transmitter

Radiated immunity

Résumé

Durant leur phase de validation, les véhicules en développement sont soumis à des essais de validation des fonctions électriques et électroniques dans des moyens d'essais de compatibilité électromagnétique (CEM). Ces essais ont pour but de s'assurer de leur tenue aux différentes sources de rayonnement électromagnétique internes ou externes à leur environnement. Parmi ces sources, on distingue les émetteurs embarqués portables qui sont les dispositifs de radiocommunications, qu'utilisent les usagers des véhicules, tels que les téléphones mobiles, les tablettes et autres dispositifs d'assistance personnelle. Ces équipements peuvent se retrouver à tout moment, à n'importe quel endroit dans l'habitacle et perturber le fonctionnement des équipements à proximité. Les essais de validation en immunité aux émetteurs embarqués se basent sur les validations unitaires sur table et les validations sur véhicules complets. Le déploiement en cours des nouvelles normes de radiocommunication introduit les nouvelles bandes de fréquence (d'émission et de réception) beaucoup plus haute que les précédentes normes. Ceci augmente significativement les coûts et les délais de validation des nouvelles technologies. Nous proposons dans cette thèse, une étude comparative des niveaux de couplages entre une antenne de test et un équipement cas test ainsi que son faisceau de câbles dans différents environnements de test sur table et sur véhicule. Nous comparons dans un premier temps les couplages sur table aux couplages sur véhicule, ensuite nous comparons les couplages sur table en CRBM aux couplages sur table en immunité aux émetteurs embarqués. Nous proposons dans la deuxième partie de ces travaux une nouvelle méthode d'essais sur véhicule transformé en CRBM, et comparons les niveaux de couplages dans différentes configurations d'essais. Cette nouvelle méthode, au-delà de sa proximité avec essais sur table en CRBM, permet aussi de générer aléatoirement plusieurs zones de champs élevés dans l'habitacle du véhicule résolvant ainsi la problématique de la localisation des émetteurs portables dans l'habitacle d'un véhicule sous test.

During their validation phase, vehicles under development are submitted to the validation tests of electrical and electronic functions in electromagnetic compatibility (EMC) test facilities. The purpose of these tests is to guarantee their immunity to internal or external electromagnetic radiation sources. These sources include portable on-board transmitters, which are radio communication equipment used by vehicle users, such as cell phones, tablets and other personal digital assistance (PDA). Such equipment can be found at any location in the vehicle compartment and affect other equipment located nearby. Validation tests for immunity to on-board transmitters are based on unit validation on a table and validation on complete vehicles. The current deployment of new radio communication standards introduces new frequency bands higher than the previous standards. Consequently, the cost and time of validation of the new technologies are significantly increased. In this thesis, we propose a comparative study of the coupling levels between a test antenna and an equipment and its cable harness in different test environments . We first compare the couplings on table to the couplings on vehicles, then we compare the couplings on table in CRBM to the couplings on table in immunity to the embedded transmitters. In the second part of this work, we propose a new test method on vehicles converted to MSRC, and we compare the coupling levels in different test configurations. This new method, close to the MSRC tests, provides the possibility to generate random high field locations in the vehicle cabin, thus solving the challenge of locating portable transmitters in the vehicle under test.