Les champs électromagnétiques, une menace pour l'automobile ?

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On l'appelle la CEM, ou compatibilité électromagnétique. Derrière ce sigle se cache un domaine qui obsède depuis plus de vingt ans le monde de l'automobile. Qu'ils soient constructeurs, équipementiers, fabricants de composants ou consultants, pour tous, une même problématique se pose au moment de la fabrication d'un modèle : s'assurer que l'électronique embarquée - soit aujourd'hui 40 % d'un véhicule haut de gamme, et parfois sur des fonctions concernant directement la sécurité - ne sera pas perturbée par l'environnement électromagnétique qui nous entoure. Une tâche considérable, car un élément électronique perturbé, et c'est potentiellement tout le système qui peut être atteint. Au final, une source de danger pour les automobilistes.

Travail fastidieux

Qu'elles soient naturelles (foudre, orage, décharge électrostatique) ou industrielles (ligne à haute tension, émetteur de télécommunication, panneau d'autoroute, radar d'aéroport, radars automatiques, caténaires des voies ferrées), les sources d'agression pour une automobile ne manquent pas. A cela, il faut ajouter l'ensemble des éléments placés à l'intérieur du véhicule (alarmes, mobiles, assistants personnels, talkies-walkies, CB, récepteurs radio en tous genres : radiodiffusion, radiolocalisation, radiocommunication, etc.)  et le matériel radio embarqué par les pompiers ou les ambulanciers. Autant d'agressions contre lesquelles le monde de l'automobile doit se protéger.

Pour ce faire, les constructeurs délivrent à leurs sous-traitants un cahier des charges très précis - comprenant parfois plusieurs centaines de pages - , leur indiquant à quel niveau de champ rayonné doivent résister les divers équipements embarqués dans le véhicule. Une fois le système électronique assemblé, les constructeurs procèdent à des tests en interne. Tous possèdent en effet leurs propres installations, leur permettant de vérifier l'immunité de leurs véhicules face à la CEM. Les véhicules sont placés dans une cage de Faraday, sanglés sur un banc à rouleaux permettant des tests à l'arrêt comme en mouvement. On leur inflige alors des champs électromagnétiques de différentes fréquences permettant de vérifier la CEM du véhicule. Les éléments dits "de sécurité" (contrôle moteur, freinage, airbag, régulateur de vitesse), partiellement blindés, sont soumis à des champs très forts, ; les éléments dits "de confort" (climatisation, vitres électriques, horloge…), eux, font l'objet de tests moins poussés.

"Le milieu de l'automobile est extrêmement sécuritaire"

Lorsque les constructeurs considèrent que leur système est conforme à leurs attentes, le véhicule prend la direction d'un organisme certificateur qui va se charger de son homologation. "Le constructeur arrive avec son cahier des charges et dit : 'Par rapport à la CEM, voici ce que l'on veut' ", explique le dirigeant d'un bureau de contrôle. Dans le domaine de la compatibilité électromagnétique, en effet, il y a autant de cahier des charges que de constructeurs. Et des contrôles plus ou moins poussés, selon les desiderata des grandes marques. Car tout a un coût : plus l'analyse est poussée, et plus la note sera salée. De là à affirmer que les constructeurs réalisent des économies sur la sécurité des usagers en faisant des tests a minima, il y a un pas que la plupart des spécialistes interrogés par tf1.fr se refusent à franchir. "Le milieu de l'automobile est extrêmement sécuritaire", assure Serge Ficheux, responsable CEM à l'UTAC, un laboratoire spécialisé dans la certification et l'homologation automobile.

La compatibilité électromagnétique automobile est soumise à une directive européenne plutôt souple, à entendre certains experts interrogés par tf1.fr. "Elle dresse le tableau et fixe le contexte", constate sobrement Serge Ficheux. Michel Mardiguian, consultant automobile, la juge "raisonnablement contraignante", tandis qu'Alain Charoy, le patron d'AEMC, un laboratoire de conseil et formation en CEM, assure qu'elle "garantit un haut niveau de confiance". Ce n'est pas l'avis de ce dirigeant d'un bureau de contrôle : "Ce que l'on demande aux constructeurs est tellement insuffisant qu'ils vont plus loin. Mais, en faisant trois fois plus, on a l'impression qu'ils font beaucoup ; en réalité, ils ne font pas grand-chose". De fait, les constructeurs appliquent des normes trois ou quatre fois supérieures à la directive européenne. "Non pas qu'ils veuillent faire des cadeaux à la clientèle, mais l'effet médiatique lié à un problème de CEM serait tel qu'ils craignent ce genre d'ennui", explique Michel Mardiguian.

"... A moins que la perturbation ne vienne du véhicule lui-même…"

Pour tenter de mieux comprendre un environnement électromagnétique en perpétuelle évolution, un projet, intitulé CEERF (Caractérisation de l'environnement électromagnétique routier en France) a été mené de 1999 à 2002. Il s'agissait de réaliser la cartographie routière des agressions auxquelles peuvent être soumises les automobiles à travers le territoire. Un outil qui a permis aux constructeurs - Renault et PSA étaient partenaires sur le projet - d'adapter au mieux leur cahier des charges, à défaut de prévoir les évolutions futures de l'environnement. Au final, des conclusions éclairantes. "Les niveaux maximum d'agression électromagnétique trouvés lors de cette étude sont 20 à 40 fois inférieurs à ceux infligés sur les automobiles lors des tests CEM", relève Fabrice Duval, le responsable du laboratoire CEM de l'Institut de Recherche en Systèmes Electroniques Embarqués (IRSEEM). "Lors de mesures effectuées sur l'autoroute Lillle-Paris, confirme Serge Ficheux, nous avons trouvé des champs de moins d'un volt par mètre (V/m) sur 99 % du parcours et jusqu'à 6 V/m en présence d'un téléphone mobile en fonctionnement. La directive européenne, c'est 30 V/m et les constructeurs, 100 V/m. Ça donne une idée de l'ordre de grandeur…" 

Ainsi, les tests  en CEM effectués aujourd'hui dans le secteur automobile seraient surdimensionnés par rapport aux rayonnements connus dans l'environnement. Evoquer la CEM pour expliquer certains problèmes de régulateurs de vitesse serait donc totalement incongru ? "Le concours de circonstances techniques qui rendraient coupable la CEM, j'ai du mal à y croire", plaide Michel Mardiguian. "A moins que la perturbation ne vienne du véhicule lui-même, c'est-à-dire que le parasite qui perturbe le régulateur de vitesse se situe sous le capot de la voiture. Dans ce cas, en effet, vous l'emportez toujours avec vous…". Le patron d'un bureau de contrôle confirme : "Pris isolément, un composant électronique est redoutablement efficace. Mais, compte tenu des impératifs actuels de miniaturisation des éléments sous le capot, un parasite qui, auparavant, n'avait pas l'énergie suffisante pour perturber le système électronique, peut tout à fait l'avoir aujourd'hui. Pour l'affaire des régulateurs, on peut imaginer soit que l'électronique s'est autoparasitée, soit que c'est un parasite extérieur qui a atteint le système".

Et les mobiles ?

Ce spécialiste cite un cas de figure : le téléphone mobile dans la voiture. "Lorsque votre téléphone n'a qu'une barrette de réception, lorsque vous tapez votre code PIN ou lorsque vous appelez quelqu'un, le mobile se met en puissance maximale d'émission. Même si ce ne sont que quelques watts, il se peut que l'électronique embarquée dans le véhicule voie arriver un événement auquel elle n'était pas sensibilisée quelques secondes avant". Serge Ficheux, qui contrôle les véhicules des constructeurs pour l'UTAC, reconnaît que son organisme ne teste pas les effets du mobile à l'intérieur du véhicule : "Cette tâche est dévolue aux constructeurs". "Mais, ajoute-t-il aussitôt, au vu des tests que nous effectuons à l'extérieur du véhicule, ça revient presque au même". Alain Charoy confirme : "Entre la puissance d'émission d'un mobile et les tests effectués sur les véhicules, l'ordre de grandeur n'y est pas". Là encore, difficile d'y voir clair.

Reste que "la CEM n'a jamais été une science exacte", note Fabrice Duval. "Aujourd'hui, on sait faire une simulation d'une voiture qui se jette sur un platane mais aucun ordinateur n'est capable de faire toutes les simulations possibles et imaginables sur un champ électromagnétique qui arrive sur une voiture. Même les supercalculateurs de Renault". En attendant donc un modèle mathématique qui permettra la "garantie zéro défaut", les ingénieurs automobiles seront encore, parfois, confrontés à des phénomènes CEM de très courte durée et quasi impossibles à reproduire en test. Sans compter qu' "un même composant électronique installé dans deux voitures différentes pourra avoir des comportements CEM différents, selon la façon dont il a été assemblé", assure un expert automobile.

"Un travail à la Sherlock Holmes ! "

Autre piste susceptible d'expliquer les problèmes de régulateurs de vitesse : la CEM conjuguée à des facteurs d'autre nature. Il y a quelques années, par exemple, un constructeur avait été confronté à un problème de taille dans ses véhicules de présérie : les airbags se déclenchaient inopinément. Impossible pour la marque de sortir les véhicules sur le marché tant que la cause n'était pas identifiée et le problème règlé. "On a été jusqu'à sortir l'ensemble du cablage lié à l'airbag, soit près de 5 mètres, se souvient un témoin. Des tests CEM très poussés ont été réalisés, en vain. Les airbags ne se déclenchaient pas. C'est finalement en combinant trois facteurs - touchant à la CEM, mais pas seulement - que la solution a été trouvée. Un fil, pincé dans un montant métallique d'un siège, se dénudait. Ajoutez à cela le chauffage de la voiture en marche et un facteur déclenchant (le déclenchement de la vitre électrique, par exemple), et l'airbag sortait du volant… Un travail à la Sherlock Holmes ! ".

En conséquence, il est clair que, tant que les configurations les plus défavorables n'ont pas été testées, des analyses extrêmement poussées ne suffiront pas toujours à élucider un problème technique mystérieux. Cet état de fait pourrait expliquer la difficulté qu'ont aujourd'hui les ingénieurs de Renault à identifier d'éventuelles causes à la quarantaine de cas de dysfonctionnements de régulateurs de vitesse. Comme le dit ce vieil observateur du monde de l'automobile : "L'électronique automobile moderne est tellement complexe qu'il est impossible de tester à 100 % les véhicules qui sortent sur le marché. Il est certain que, les premiers temps, ce sont les clients qui font les tests manquants…"