Les circuits électroniques et leurs composants sont omniprésents dans les applications civiles, industrielles ou encore de défense. Des normes obligent les fabricants à vérifier les niveaux électromagnétiques émanant de ces matériels. Découvrez les chambres anéchoïques et leur fabrication, véritables forteresses des ondes électromagnétiques, qui servent à mesurer les perturbations électromagnétiques par rayonnement des appareils électroniques. 

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L'absorption des ondes désigne le phénomène par lequel l'énergie électromagnétique est transformée en une autre forme d'énergie : la chaleur. 

De la même façon que les molécules d'eau contenues dans votre déjeuner s'agitent et chauffent lorsque vous mettez celui-ci dans votre micro-ondes, les structures magnétiques microscopiques d'un matériau absorbant traversé par une onde électromagnétique vont s'agiter, se frotter les unes aux autres et s'échauffer, comme lorsque vous frottez vos mains très fort l'une contre l'autre.

Conséquence : au lieu de traverser le matériau ou de rebondir comme sur un miroir, les ondes vont être fortement absorbées jusqu'à disparaître à l'intérieur du matériau absorbant.

On parle plus souvent des "chambres sourdes" qui absorbent les ondes sonores. Celles-ci sont connues pour leur absence totale de bruit et pour les études qui y sont menées sur les capacités auditives des êtres humains, attestant de leur incapacité à rester à l'intérieur plus de 45 minutes sous peine de devenir fous. Ces études peuvent aussi avoir des fins industrielles. Par exemple, elles peuvent permettre d’élaborer ou d’améliorer des implants pour des personnes atteintes de surdité.

Sur le même principe, une chambre anéchoïque électromagnétique est une pièce fermée tapissée d’un matériel absorbant empêchant de réfléchir l'onde électromagnétique incidente sur ses parois. Ainsi, le rayonnement électromagnétique ne rebondit pas sur les murs et permet entre autres de bénéficier d'une absence d'ondes interférentes pour mener des expérimentations diverses.

  
Plus particulièrement, ces chambres peuvent servir aux industriels pour mesurer un signal indésirable émis par leurs objets. Les tests effectués sont des tests de compatibilité électromagnétique (CEM), et correspondent à des normes obligatoires dans tous les pays membres de l’Union Européenne ayant pour but d'empêcher les appareils d'interférer avec d’autres équipements.

Ainsi, lors de ces tests, les niveaux des champs électromagnétiques émis par tous les matériels fonctionnant avec de l’électricité vont être vérifiés.       

Pour ce faire, ces appareils doivent être à l’abri de toutes sortes de perturbations venant de l’extérieur ou rebondissant sur les murs. Ceci explique l’utilité des chambres anéchoïques, où on pourra mener des essais d’émissions conduites dans les câbles et rayonnées dans l'air. Des tests d’immunité aux émissions peuvent aussi être menés, en envoyant des ondes de perturbations électromagnétiques sur le produit pour déterminer son bon fonctionnement. Au préalable, lors de sa conception, celui-ci aura été protégé grâce à un blindage approprié, en utilisant dans certains cas des matériaux absorbants.

Les murs de ces salles d’expérimentations sont en général tapissés de matériaux poreux telles que des mousses polymères et des fibres de verre absorbant les ondes électromagnétiques. Sur les parois, on pourra trouver des pyramides en mousse de polyuréthane chargée d’un complexe à base de carbone, ou encore des carreaux de ferrite, incorporés seuls ou en combinaison avec d'autres absorbants. 

En combinant chimiquement la magnétite avec d'autres éléments comme le manganèse, le zinc ou le nickel par exemple, on peut augmenter significativement ses capacités absorbantes grâce à ses propriétés magnétiques avancées. On pourra ainsi l'employer sous forme de poudre comme charge dans les matériaux utilisés pour l'absorption des ondes des chambres anéchoïques.  

Crédit : Austest Laboratories (2017)

Pour conclure, la poudre de magnétite dopée, c'est-à-dire combinée avec d'autres éléments chimiques dans le but d'améliorer ses capacités absorbantes, est un matériau pouvant être ajouté dans différents supports (mousses, polymères, films, peintures etc.) pour obtenir des propriétés avancées. Un tel matériau peut être utilisé dans le cas particulier des chambres anéchoïques afin de maximiser l'absorption des ondes électromagnétiques. Cette particularité a pour but d'empêcher que les ondes se réfléchissent sur les parois, afin de supprimer les perturbations et réaliser les différents tests de type CEM.

Pour en apprendre davantage : 

https://www.tyroremotes.fr/actualites/les-telecommandes-testees-dans-une-chambre-anechoique

https://fr.wikipedia.org/wiki/Chambre_anéchoïque

Youtube video - Word-class Panasonic Anechoic chamber