Une question revient souvent lors de la phase de sp\u00e9cification d\u2019un c\u00e2blage sur mesure: ai-je besoin d\u2019un c\u00e2ble blind\u00e9 ou non? La r\u00e9ponse habituelle est: \u00ab cela d\u00e9pend \u00bb. Mais cela d\u00e9pend de crit\u00e8res tr\u00e8s concrets. Les conna\u00eetre permet d\u2019\u00e9viter deux erreurs tout aussi co\u00fbteuses: blinder un c\u00e2ble lorsque ce n\u2019est pas n\u00e9cessaire, ou ne pas le blinder lorsque cela l\u2019est. <\/p>\n\n
La premi\u00e8re erreur augmente inutilement le co\u00fbt du faisceau, tout en ajoutant de la rigidit\u00e9 et du poids sans b\u00e9n\u00e9fice r\u00e9el. La seconde peut provoquer des interf\u00e9rences, des signaux corrompus, des pannes intermittentes difficiles \u00e0 diagnostiquer et, dans le pire des cas, des \u00e9quipements qui ne passent pas les tests de compatibilit\u00e9 \u00e9lectromagn\u00e9tique. <\/p>\n\n
Dans cet article, nous expliquons ce que fait exactement le blindage, quels types de blindage existent, quand il est n\u00e9cessaire et quand il ne l\u2019est pas, ainsi que les d\u00e9cisions de conception qui influencent son efficacit\u00e9 r\u00e9elle.<\/p>\n\n
Le blindage est une couche conductrice qui entoure le ou les conducteurs d\u2019un c\u00e2ble afin de r\u00e9duire l\u2019influence des champs \u00e9lectromagn\u00e9tiques externes sur le signal transport\u00e9, et de r\u00e9duire les \u00e9missions \u00e9lectromagn\u00e9tiques du c\u00e2ble lui-m\u00eame vers son environnement.<\/p>\n\n
Autrement dit: le blindage prot\u00e8ge le signal de ce qui se trouve \u00e0 l\u2019ext\u00e9rieur du c\u00e2ble, et prot\u00e8ge l\u2019environnement de ce qui se trouve \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur du c\u00e2ble.<\/p>\n\n
En revanche, le blindage n\u2019augmente pas la capacit\u00e9 de courant du c\u00e2ble, ne r\u00e9duit pas la r\u00e9sistance \u00e9lectrique du conducteur et ne remplace pas une installation correcte. Un blindage mal termin\u00e9 peut \u00eatre pire qu\u2019une absence de blindage, car il peut agir comme une antenne au lieu de fonctionner comme un \u00e9cran. <\/p>\n\n
Note d\u2019ing\u00e9nierie:<\/strong> l\u2019efficacit\u00e9 du blindage d\u00e9pend en tr\u00e8s grande partie de la mani\u00e8re dont il est termin\u00e9, et non uniquement de l\u2019\u00e9cran lui-m\u00eame. Chez JM Cableados, nous consid\u00e9rons la terminaison de l\u2019\u00e9cran comme une op\u00e9ration critique du processus, avec v\u00e9rification \u00e9lectrique incluse. Un blindage bien fabriqu\u00e9 mais mal termin\u00e9 au niveau du connecteur offre une protection r\u00e9elle proche de z\u00e9ro. <\/p>\n\n Tous les blindages ne sont pas identiques. Les trois types les plus courants dans le c\u00e2blage industriel sont les suivants: <\/p>\n\n Blindage par tresse<\/strong>: maillage de fils de cuivre ou de cuivre \u00e9tam\u00e9 tress\u00e9s autour du c\u00e2ble. Il offre une bonne couverture m\u00e9canique, une excellente efficacit\u00e9 aux basses fr\u00e9quences et facilite la terminaison avec collier ou reprise de tresse. Sa couverture typique se situe entre 85 et 98 %. <\/p>\n\n Blindage par feuillard<\/strong>: feuille d\u2019aluminium ou de cuivre coll\u00e9e sur un support polyester, avec un fil de drainage permettant la connexion \u00e0 la terre. Il offre une couverture de 100 % aux hautes fr\u00e9quences, ainsi qu\u2019un poids et un diam\u00e8tre inf\u00e9rieurs \u00e0 ceux de la tresse. En revanche, il est plus fragile m\u00e9caniquement et plus difficile \u00e0 terminer correctement. <\/p>\n\n Blindage combin\u00e9<\/strong>: il associe les avantages des deux syst\u00e8mes. C\u2019est la solution de r\u00e9f\u00e9rence pour les applications exigeantes sur l\u2019ensemble du spectre de fr\u00e9quences : signaux analogiques de pr\u00e9cision, communications industrielles \u00e0 haute vitesse ou environnements pr\u00e9sentant de fortes interf\u00e9rences. <\/p>\n\n Le blindage est n\u00e9cessaire lorsque l\u2019une des conditions suivantes est pr\u00e9sente:<\/p>\n\n Signaux analogiques de faible amplitude<\/strong>: capteurs de temp\u00e9rature, thermocouples, RTD, cellules de charge, signaux 4\u201320 mA, sorties d\u2019encodeur. Tout signal de faible amplitude dans un environnement comportant des sources d\u2019interf\u00e9rences \u2014 variateurs de fr\u00e9quence, moteurs, alimentations \u00e0 d\u00e9coupage \u2014 n\u00e9cessite une protection contre le bruit inductif et capacitif susceptible de le corrompre ou de le d\u00e9caler. <\/p>\n\n Communications s\u00e9rie \u00e0 haute vitesse<\/strong>: les protocoles tels que RS-485, CAN bus, EtherCAT, Profibus ou DeviceNet ont des exigences d\u2019int\u00e9grit\u00e9 du signal qui, dans des environnements industriels perturb\u00e9s, ne peuvent \u00eatre garanties qu\u2019avec un c\u00e2ble blind\u00e9 et une terminaison correcte.<\/p>\n\n Exigences de compatibilit\u00e9 \u00e9lectromagn\u00e9tique (CEM)<\/strong>: si l\u2019\u00e9quipement final doit passer des essais CEM \u2014 marquage CE, directive CEM 2014\/30\/UE \u2014 les \u00e9missions rayonn\u00e9es et conduites du c\u00e2blage sont un facteur d\u00e9terminant. Un blindage correct peut faire la diff\u00e9rence entre un test r\u00e9ussi et un test \u00e9chou\u00e9. <\/p>\n\n Environnements avec sources d\u2019interf\u00e9rences intenses<\/strong>: proximit\u00e9 de variateurs de fr\u00e9quence, servomoteurs, alimentations \u00e0 d\u00e9coupage, soudage \u00e0 l\u2019arc ou \u00e9quipements radiofr\u00e9quence. Dans ces environnements, m\u00eame les signaux num\u00e9riques peuvent \u00eatre affect\u00e9s si le c\u00e2blage n\u2019est pas prot\u00e9g\u00e9. <\/p>\n\n Normes sectorielles sp\u00e9cifiques<\/strong>: des secteurs tels que le m\u00e9dical, le ferroviaire ou la d\u00e9fense imposent des exigences de blindage dans la conception de l\u2019\u00e9quipement, ind\u00e9pendamment de l\u2019analyse des interf\u00e9rences.<\/p>\n\n Le blindage n\u2019est pas n\u00e9cessaire et ajoute du co\u00fbt, du poids et de la rigidit\u00e9 sans b\u00e9n\u00e9fice dans les situations suivantes: Signaux num\u00e9riques robustes dans des environnements propres<\/strong>: lignes d\u2019alimentation 24 V DC, signaux num\u00e9riques de PLC avec niveaux de tension \u00e9lev\u00e9s dans des environnements sans sources significatives d\u2019interf\u00e9rences. L\u2019immunit\u00e9 au bruit de ces signaux est suffisamment \u00e9lev\u00e9e pour fonctionner sans \u00e9cran. <\/p>\n\n C\u00e2bles de puissance basse tension sans exigences CEM<\/strong>: alimentation d\u2019actionneurs, d\u2019\u00e9lectrovannes ou de r\u00e9sistances chauffantes, lorsque l\u2019objectif principal est la capacit\u00e9 de courant et non l\u2019int\u00e9grit\u00e9 du signal.<\/p>\n\n Longueurs de c\u00e2ble tr\u00e8s courtes<\/strong>: en dessous de quelques m\u00e8tres, la susceptibilit\u00e9 aux interf\u00e9rences diminue fortement. Dans les parcours internes d\u2019armoire \u00e9lectrique avec une bonne s\u00e9paration des circuits, le blindage apporte rarement une valeur ajout\u00e9e. <\/p>\n\n Environnements \u00e0 faible densit\u00e9 d\u2019interf\u00e9rences<\/strong>: machines sans variateurs de fr\u00e9quence, sans moteurs de forte puissance \u00e0 proximit\u00e9 et sans alimentations \u00e0 d\u00e9coupage haute fr\u00e9quence.<\/p>\n\n Un blindage n\u2019est efficace que s\u2019il est correctement reli\u00e9 \u00e0 la terre. La mani\u00e8re dont l\u2019\u00e9cran est termin\u00e9 dans le connecteur ou dans l\u2019\u00e9quipement d\u00e9termine en grande partie son efficacit\u00e9 r\u00e9elle. <\/p>\n\n Les deux principales fa\u00e7ons de terminer un blindage sont les suivantes:<\/p>\n\n Terminaison par reprise de tresse<\/strong>: un faisceau de fils est extrait de la tresse puis soud\u00e9 ou serti sur une cosse reli\u00e9e \u00e0 la terre. C\u2019est la m\u00e9thode la plus courante et la plus \u00e9conomique, mais elle introduit une inductance parasite qui r\u00e9duit l\u2019efficacit\u00e9 du blindage aux hautes fr\u00e9quences. Pour les signaux de basse fr\u00e9quence, elle reste parfaitement valable. <\/p>\n\n Terminaison par collier de blindage<\/strong>: l\u2019\u00e9cran est reli\u00e9 \u00e0 la terre par un contact circonf\u00e9rentiel complet au niveau du connecteur. C\u2019est la m\u00e9thode correcte pour les applications haute fr\u00e9quence et pour les \u00e9quipements soumis \u00e0 des exigences CEM \u00e9lev\u00e9es. Elle n\u00e9cessite des connecteurs et accessoires sp\u00e9cifiques, mais garantit la continuit\u00e9 de l\u2019\u00e9cran sans introduire d\u2019inductance parasite. <\/p>\n\n Donn\u00e9e technique<\/strong>: une terminaison de blindage avec un pigtail de 50 mm introduit une inductance parasite qui peut r\u00e9duire l\u2019att\u00e9nuation du blindage de plus de 20 dB \u00e0 des fr\u00e9quences sup\u00e9rieures \u00e0 10 MHz. Pour les applications avec signaux haute fr\u00e9quence, la terminaison \u00e0 360\u00b0 n\u2019est pas optionnelle : c\u2019est la seule m\u00e9thode qui maintient l\u2019efficacit\u00e9 du blindage sur tout le spectre. <\/p>\n\n L\u2019\u00e9cran doit \u00eatre reli\u00e9 \u00e0 la terre. Mais \u00e0 quelle extr\u00e9mit\u00e9, et s\u2019il faut le faire \u00e0 une seule extr\u00e9mit\u00e9 ou aux deux, d\u00e9pend du type d\u2019interf\u00e9rence que l\u2019on souhaite combattre. <\/p>\n\n \u00c9cran reli\u00e9 \u00e0 la terre \u00e0 une seule extr\u00e9mit\u00e9<\/strong>: il prot\u00e8ge contre les interf\u00e9rences de champ \u00e9lectrique, c\u2019est-\u00e0-dire le couplage capacitif. C\u2019est la configuration correcte pour les signaux analogiques de basse fr\u00e9quence lorsque l\u2019on veut \u00e9viter la formation de courants de terre susceptibles d\u2019introduire du bruit en mode commun. <\/p>\n\n \u00c9cran reli\u00e9 \u00e0 la terre aux deux extr\u00e9mit\u00e9s<\/strong>: il prot\u00e8ge contre les interf\u00e9rences de champ magn\u00e9tique, c\u2019est-\u00e0-dire le couplage inductif, et il est n\u00e9cessaire pour les signaux haute fr\u00e9quence et pour le respect des exigences CEM. Il exige que la diff\u00e9rence de potentiel entre les deux points de terre soit n\u00e9gligeable ; dans le cas contraire, des courants de terre se forment et introduisent du bruit dans le signal. <\/p>\n\n Avant d\u2019indiquer \u00abc\u00e2ble blind\u00e9\u00bb dans une nomenclature ou sur un plan, il convient de r\u00e9pondre aux questions suivantes:<\/p>\n\nTypes de blindage: tresse, feuillard et blindage combin\u00e9<\/h2>\n\n
Type de blindage<\/strong><\/td> Couverture<\/strong><\/td> Fr\u00e9quence efficace<\/strong><\/td> R\u00e9sistance m\u00e9canique<\/strong><\/td> Facilit\u00e9 de terminaison<\/strong><\/td><\/tr><\/thead> Tresse<\/td> 85\u201398%<\/td> Basse et moyenne fr\u00e9quence<\/td> \u00c9lev\u00e9e<\/td> Bonne<\/td><\/tr> Feuillard<\/td> 100%<\/td> Haute fr\u00e9quence<\/td> Faible<\/td> N\u00e9cessite une attention particuli\u00e8re<\/td><\/tr> Feuillard + tresse<\/td> 100%<\/td> Tout le spectre<\/td> \u00c9lev\u00e9e<\/td> Plus complexe<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n Quand le c\u00e2ble blind\u00e9 est-il n\u00e9cessaire?<\/h2>\n\n
Quand le c\u00e2ble blind\u00e9 n\u2019est-il pas n\u00e9cessaire?<\/h2>\n\n
La terminaison de l\u2019\u00e9cran: l\u00e0 o\u00f9 tout se gagne ou se perd<\/h2>\n\n
Blindage et mise \u00e0 la terre: l\u2019erreur la plus fr\u00e9quente<\/h2>\n\n
Ce qu\u2019il convient de d\u00e9finir avant de sp\u00e9cifier le blindage<\/h2>\n\n