Une pièce bleue. Des cônes en fibre de verre. Un silence assourdissant de l’intérieur. Que l’on ne se s’y trompe pas, il s’agit bien d’une chambre anéchoïque. Altyor en possède une sur son site de Saint-Cyr-en-Val. Elle fait près de 40m² et 4m de hauteur.
Baptiste Didé, ingénieur électronique chez Altyor, nous présente les composantes de son outil du quotidien.
Qu’est-ce qu’une chambre anéchoïque ?
C’est une cage servant à tester les produits électroniques en étant isolé du monde extérieur et inversement. Les mesures ne sont ainsi pas perturbées par des champs rayonnés à l’extérieur et on ne perturbe pas non plus l’extérieur avec des champs assez forts émis à l’intérieur de la chambre. Cette « mise en quarantaine » est possible grâce à l’armature métallique. A l’intérieur, il y a également des isolants spécifiques sous forme de cône pour éviter la réflexion, c’est-à-dire éviter que les ondes rebondissent sur les parois telles des boules de billard. Un champ directionnel vers l’antenne ou à partir de l’antenne est donc créé.
A quoi sert une chambre anéchoïque ?
Il y a donc 3 raisons d’utiliser une chambre anéchoïque :
- faire des essais CEM (compatibilité électromagnétique) et donc mesurer si le rayonnement du produit rentre bien dans le gabarit des normes afin de ne pas perturber les autres produits lors de son utilisation réelle
- vérifier également l’immunité du produit afin qu’il ne soit pas perturbé en présence d’autres produits
- mesurer les performances radio du produit
Quels outillages sont nécessaires, en plus de la chambre ?
Il faut différents types d’antennes, elles diffèrent selon leur puissance d’émission et la bande de fréquence. Concernant la puissance, chez ALTYOR nous pouvons mesurer du 3V par mètre dès 80 Mhz. Au niveau des bandes de fréquences, nous pouvons étendre le signal de 30 Mhz à 18 Ghz. Cela permet de couvrir une large bande. Donc tous les champs lointains, que ce soit les sub-GHz comme LoRa, Sigfox et Enocean et au-dessus du GHz, Wifi, Bluetooth, 2G et 4G, sont mesurables.
L’antenne est reliée par des câbles vers des instruments à l’extérieur pour ne pas perturber les mesures. On y trouve un analyseur de spectre, des amplificateurs/générateurs, des atténuateurs…
Comment ça marche ?
Le produit est mesuré dans différentes positions (généralement X, Y, Z) afin d’obtenir une représentation graphique de la puissance reçue.
Si vous avez cherché à ce que votre produit émette un signal omnidirectionnel, donc avec une puissance optimale sur toutes les directions, le diagramme montrera un seul lobe central.
Mais vous pouvez aussi chercher à produire un signal directionnel mais avec une puissance supérieure (comme une antenne de télévision). Le diagramme montrera donc un lobe principal allongé vers la direction souhaitée.
Voici 2 diagrammes de produits sortant de cette chambre :
Les résultats de votre chambre anéchoïque sont-ils certifiants ?
Pour un nouveau produit, nos résultats vont être en réalité une pré-certification qui va permettre au client de se présenter à la certification dans un laboratoire en sachant que son produit respecte les normes sur les parties testées. Cela évitera des allers-retours avec les labos souvent longs et coûteux. Il faut parfois attendre un ou deux mois, voire plus pour obtenir un rendez-vous.
Lors d’investigations ou d’évolutions de produit, la chambre anéchoïque peut être utilisée afin de vérifier la modification, par comparaison, avant de retourner en laboratoire.
Quel est le coût d’une chambre anéchoïque ?
Le coût d’une chambre dépend de sa surface, de 20 000 euros à des millions d’euros. Plus la chambre est grande et haute, plus vous pourrez tester dans les conditions normatives (à 10m sur une hauteur de 1 à 4m). Chez Altyor, nous pouvons réaliser des essais à 3 m et à 1m30 de hauteur, ce qui est déjà bien. Les laboratoires ont des chambres immenses. La plus grande du monde est en Californie, elle mesure 80,4m de long, 76,2m de large et 21.3 m de haut.
A quel moment du process de développement doit-on faire ces tests ?
S’il s’agit de la pré-certification en vue d’une certification, il faut le faire avec des produits finaux avec les vraies matières. Donc il faut attendre les premiers produits de la pré-série.
Par contre s’il s’agit d’investigation, vous pouvez déjà commencer avec des prototypes fonctionnels avec mécanique. Les tests devront évidemment être confirmés avec des produits finaux, car beaucoup de choses peuvent perturber le produit.
Quelles sont les choses qui peuvent perturber le rayonnement d’un produit ?
Il y a des facteurs internes au produit et des facteurs externes. C’est pour cela que les simulations de rayonnement qui peuvent être faites pendant la conception du produit ne remplacent en rien un test en chambre en condition réelle avec un produit final.
Tout d’abord, les composants (et leur matière) placés à côté de l’antenne et le type d’alimentation peuvent troubler le fonctionnement RF (radio fréquence) du produit. De même la peinture, par exemple le noir, peut être chargée en carbone et peut changer le rayonnement du produit. Et puis, il faut prendre en compte son environnement proche, son environnement d’installation. Par exemple, on sait que les produits domotiques, comme les produits NodOn, seront encastrés dans un mur, il faut donc prendre en compte la possibilité d’un mur en béton, d’un mur en placo. L’environnement de la peau, pour les bracelets connectés par exemple, influe aussi sur le rayonnement.
Comment améliorer alors le signal ?
Le signal RF peut être amélioré via des condensateurs et des inductances. La mécanique joue aussi un grand rôle, ainsi que le placement pile et batterie. Notre retour sur expérience, la conception mécanique/électronique et les tests en chambre nous permettent d’améliorer les performances du produit.
En savoir plus sur la pré-certification et la certification des produits connectés :
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