Les trains sont conçus de manière à optimiser l’espace pour le transport de voyageurs. Les éléments techniques comme les câbles sont donc confinés de manière à occuper le moins d’espace possible. Ceci a l’inconvénient de provoquer des interférences électromagnétiques qui peuvent perturber les signaux de données. Dans cet article nous vous dirons :

  1. Pourquoi la protection électromagnétique est importante
  2. Comment isoler ces câbles des perturbations

 

Tout savoir sur les matériaux isolants thermiques et électriques appliqués au  ferroviaire

 

1 - Pourquoi faut-il protéger électromagnétiquement les câbles dans le ferroviaire ?

 

La circulation d’un courant électrique dans un conducteur métallique est susceptible de provoquer des champs électromagnétiques plus ou moins perceptibles dans leur environnement proche.

 

A - La compatibilité électromagnétique ou CEM

 

Pour limiter au maximum les perturbations électromagnétiques entre câbles et équipements, des règles de conception doivent être suivies. La compatibilité électromagnétique (CEM) des câbles pour application ferroviaire est ainsi donnée par la norme NF EN 50 121.

 

En accord avec cette norme, les câbles pour applications ferroviaires sont classés en trois catégories selon la NF EN 50 343 :

  1. les câbles de forte puissance (chaines de traction, chauffage, alimentation électrique, moteurs, etc.)
  2. les câbles de moyenne puissance (lignes de batterie, lignes de commande, etc.)
  3. les câbles de signaux (antennes, données numériques, haut-parleurs, etc.)

 

Bien entendu, ces câbles doivent également répondre aux exigences de comportement au feu définies dans la norme EN 45-545-partie 2

 

B - Pourquoi isoler les câbles de signaux Ethernet des câbles de puissance ?

 

Les perturbations électromagnétiques sont le fruit d’une combinaison de trois paramètres :

  • l’intensité du courant circulant dans un câble ;
  • la tension de ce câble ;
  • la fréquence du signal ;

 

Les câbles de puissance délivrent des courants forts. Ils fonctionnent avec des tensions jusqu’à 100 fois plus élevées que les câbles Ethernet (5V). S’ils ne sont pas protégés, ces câbles de données sont donc susceptibles d’être perturbés par le courant circulant dans les câbles de puissance.

2 - Comment protéger les câbles de signaux ferroviaires des perturbations électromagnétiques ?

 

Plusieurs méthodes de protection peuvent être utilisées pour éviter les perturbations électromagnétiques.

On peut :

  • Tenir les câbles à distance les uns des autres ;
  • Utiliser un blindage électromagnétique ;

 

1 - Tenir les câbles à distance les uns des autres

 

Cette solution a priori simple nécessite un cloisonnement des câbles électriques par des goulottes métalliques.

Les câbles de puissance sont ainsi séparés des câbles de données par une distance d’au moins 200 mm. Trois méthodes de cloisonnement sont envisageables :

  1. Cloisonnement simple ;
  2. Cloisonnement capoté ;
  3. Utilisation de goulottes séparées et capotées ; 

 

Si le cloisonnement a été pendant longtemps la technique couramment utilisée par les équipementiers, cette manière de procéder a l’inconvénient d’être encombrante.

 

2 - Le blindage électromagnétique des câbles

 

L’autre solution consiste à blinder les câbles de manière à éliminer les perturbations électromagnétiques. Là encore, il y a plusieurs manières de procéder.

 

Utiliser des câbles blindés

Si cette solution fonctionne bien, il faut garder à l’esprit qu’un câble blindé est très lourd, ce qui n’est pas souhaitable pour les applications ferroviaires. En revanche, l’encombrement est réduit par rapport au cloisonnement.

 

Opter pour des gaines de blindage

Il existe dorénavant des gaines de blindage souples capables d’assurer une protection électromagnétique performante pour un poids et un volume réduit. 

 

Ces gaines permettent notamment de satisfaire aux exigences de l’ERTMS.

 

Conclusion

 

Les équipementiers et constructeurs ferroviaires font face à des contraintes de poids et d’encombrement. Les câbles de données doivent être protégés des perturbations électromagnétiques en tenant compte de ces contraintes. 
Vous avez une problématique de protection électromagnétique ?

Obtenir l'ebook matériaux isolants thermiques & électriques