Sommaire et contenu du livre "La compatibilité électromagnétique et nucléaire"
TABLE DES MATIÈRES
CHAPITRE 1
. COMPATIBILITE ELECTROMAGNETIQUE
DEFINITION ET ENJEUX 1
CHAPITRE 2 -L'ARCHITECTURE D'UN SIMULATEUR CEM
L'APPROCHE TOPOLOGIQUE 13
2.1
Le cahier des charges d'un simulateur industriel 13
2.2
Les différentes approches quantitatives 15
2.3
L'approche topologique 17
2.3.1
Les spécificités de la méthode 17
2.3.2
Les hypothèses simplificatrices 18
2.3.3
La fonnalisation du problème 21
2.4
L'architecture du simulateur 38
CHAPITRE 3 -LA FARADISATION DES SYSTEMES 45
3.1
Les mécanismes physiques mis en jeu 45
3.1.1
Le théorème d'équivalence 45
3.1.2
L'application aux « choix élémentaires» du bureau d'études mécaniques 46
3.1.3
La notion d'impédance de surface 47
3.2
La diffraction: les sources équivalentes internes localisées 49
3.2.1
Les ouvertures libres en champ uniforme 50
3.2.2
Les ouvertures électromagnétiquement chargées en champs unifonnes 61
3.2.3
L'illumination non uniforme 65
3.2.4
Les limites de la modélisation par une impédance de surface pour traiter les
problèmes de diffraction 70
3.2.5
Les limites pratiques de la modélisation des contacts par le modèle de CASAY
pour traiter le problème de la diffraction 72
3.3
La diffusion: les sources équivalentes internes réparties 80
3.3.1
Généralités 80
3.3.2
Les géométries canoniques: solutions analytiques 80
3.3.3
Les géométries non canoniques: solutions numériques 82
3.3.4
Les limites de la modélisation par une impédance de surface pour traiter les
problèmes de diffusion 83
3.4
Le couplage sur les lignes internes 85
3.4.1
Généralités 85
3.4.2
Le couplage associé à des sources localisées: diffraction 85
3.4.3
Fonnulaire pratique 87
3.4.4
Le couplage associé aux sources répanies : la diffusion 89
3.5
Les méthodes de caractérisation des éléments constitutifs 93
3.5.1
Mesure de l'impédance de surface: les matériaux électriquement minces 93
3.5.2
Caractérisation des connecteurs et autre inserts 94
3.5.3
Exemple d'application: protections électromagnétiques des ouvertures de ventilation 97
CHAPITRE 4 -L'INTERCONNEXION DES SYSTEMES 105
4.1
Présentation du problème 105
4.1.1
Vue générale de la CEM au Bureau d'Etudes électriques 105
4.1.2
Aspects théoriques relatifs à la captation de l'énergie perturbatrice dans un
champ électromagnétique 109
4.2
Formulation du couplage sur les lignes monofilaires placées il J'intérieur
de structures 115
4.2.1
Généralités 115
4.2.2
Le couplage des sources localisées Ils
4.2.3
La propagation 118
4.2.4
Exemples d'application 131
4.3
Rappels théoriques concernant les lignes multifilaires 142
4.3.1
Description électrique des lignes multifilaires 142
4.3.2
Le couplage sur les lignes multifilaires 145
CHAPITRE 5 -LA SPEciFICATION DES ELEMENTS
CONSTITUTIFS 153
5.1
Méthode pratique d'utilisation des outils algorithmiques définis dans les
chapitres 2, 3 et 4 153
5.2
La répartition des contraintes 154
CHAPITRE 6-COMPATIBILITE NUCLEAIRE DEFINITION
ET ENJEU 165
6.1
Notions de compatibilité nucléaire 165
6.2
Les spécificités de la compatibilité nucléaire: pourquoi est-ce différent de la
compatibilité électromagnétique 168
CHAPITRE 7 -MATIE RE, RAYONNEMENTS, INTERACTIONS 171
7.1
Notions de physique nucléaire 171
7.1.1
Atome, noyau et radioactivité 171
7.1.2
La fission nucléaire 174
7.1.3
La fusion nucléaire 175
7.2
Mécanismes d'interaction 176
7.2.1
Introduction 176
7.2.2
Interactions panicules chargées -matière 176
7.2.3
Interaction photons -matière 180
7.2.4
Interaction neutrons -matière 182
7.3
Traduction macroscopique des mécanismes d'interaction 183
7.3.1
Introduction 183
7.3.2
Notiondedoseetdedébitdedose 183
7.3.3
Notion de LET et de charge critique 187
7.3.4
Déplacement d'atome 190
7.4
Les codes d'interaction 192
7.4.1
Introduction 192
7.4.2
Méthode aux ordonnées discrètes 194
7.4.3
Méthode de Monte Carlo 194
7.4.4
Logiciels de calculs 195
CHAPITRE 8 -ENVIRONNEMENTS RADIATIFS 199
8.1
Introduction 199
8.2
Explosions nucléaires exoatrnosphériques 200
8.2.1
Présentation 200
8.2.2
Effets directs sur les systèmes aérospatiaux 202
8.2.3
Effets indirects sur les systèmes aérospatiaux 204
8.3
Explosions nucléaires endoatrnosphériques 205
8.3.1
Présentation 205
8.3,2
Effets non radiatifs 207
8.3.3
Effets radiatifs 208
8.3.4
Durcissement équilibré 211
8.4
Environnement spatial 212
8.4.1
Présentation 212
8.4.2
Les ceintures de radiation 213
8.4.3
Les éruptions solaires 216
8.4.4
Le rayonnement cosmique 217
8.4.5
Le vent solaire 218
8.4.6
Estimation des doses cumulées 218
8.4.7
Estimation des effets des ions lourds 221
8.5
Environnement atmosphérique 225
8.6
Autres environnements 227
8.6.1
Accélérateurs de particules 227
8.6.2
Robotique en milieu hostile 228
8.6.3
Centrale nucléaire 228
8.6.4
Réacteurs embarqués 228
8.6.5
Fusion par confinement magnétique 228
8.6.6
Démantèlement des centrales nucléaires 228
8.6.7
Irradiations industrielles 229
CHAPITRE 9 -LES DIFFERENTS EFFETS RADIATIFS ET LE
DURCISSEMENT TECHNOLOGIQUE ASSOCIE 233
9.1
Les effets de dose cumulée 233
9.1.1
Introduction 233
9.1.2
Variation de la tension de seuil du transistor MOS 235
9.1.3
Paramètres innuençant la tenue à la dose 236
9.1.4
Niveau de vulnérabilité à la dose des principales familles de composants 244
9.2
Les effets de débit de dose 246
9.2.1
Introduction 246
9.2.2
Revue des effets 251
9.2.3
Niveau de vulnérabilité au débit de dose des principales familles de composants 254
9.3
Les effets de la fluencc neutronique 256
9.3.1
Introduction 256
9.3.2
Revue des effets 257
9.3.3
Niveaux de vulnérabilité aux neutrons des principales familles de composants 258
9.4
Les effets des ions lourds et des protons 259
9.4.1
Introduction 259
9.4.2
Durcissement technologique 260
9.4.3
Niveau de vulnérabilité aux ions lourds des principales familles de composants 261
9.4.4
Niveau de vulnérabilité aux protons et neutrons (effet indirect) des
principales familles de composants 262
CHAPITRE 10 -PROTECTIONS AUX NIVEAUX
COMPOSANT, CIRCUIT, SYSTEME 269
10.1
Introduction 269
10.2
Niveau technologie / composant 270
10.2.1
Dose 270
10.2.2
Débit de dose 274
10.2.3
Neutrons 275
10.2.4
Ions lourds 276
10.3
Niveau circuit 277
10.3.1
Dose 277
10.3.2
Débit de dose 278
10.3.3
F1uence neutronique 280
10.3.4
Ions lourds 280
10.4
Niveau système 281
1004.1
Dose 281
1004.2
Débil de dose 283
1004.3
F1uence neulronique 284
100404 Ions lourds 284
10.5
Conclusion 284
CHAPITRE 11 -NORMES ET ASSURANCE DURCISSEMENT 287
Il.1
Inlroduction 287
Il.2
Aspects normatifs 288
11.2.1
Présentation 288
11.2.2
Effeldedose; norme MILSTD 883D 1019.4 291
11.2.3
Effel de débil de dose; les normes MIL STD 883D 1020, 1021 el 1023 295
11.204
Effets de fluence neulronique; la norme MIL STD 883D 1017 296
Il.2.5
Effels des ions lourds 298
Il.3
Assurance durcissement nucléaire 299
11.3.1
Inlroduction 299
11.3.2
Mélhodes de leSl 299
11.3.3
Classificalion des composants 301
11.304
Plan d'Assurance Durcissemenl Nucléaire 308
lIA Assurance durcissemenl spalial 314
1104.1
Introduction 314 Prise en compte des effels de dose 314 Prise en compte des effels d'ions lourds 316 318
1104.2
1104.3
110404
Coût de l'assurance durcissement spatiale
ANNEXES
323 323 329 333 335 339
Annexe 1
-Eléments bibliographiques
Annexe 2
-Eléments de fabrication des composanls élcctroniques
Annexe 3
-Evolution de la microélectronique
Annexe 4
-Technologie sur isolant
Annexe 5
-Banques de Données el Revues