Pourquoi la CEM utilise-t-elle 20 log pour la tension et 10 log pour la puissance ?

Parce que le décibel est défini sur la puissance, et que la puissance varie comme le carré de la tension dans une impédance fixée. Un rapport de puissances en décibels vaut 10 log10(P1/P2). En substituant P = V au carré sur R, avec le même R des deux côtés, le R se simplifie et le carré sort du logarithme en facteur deux, ce qui donne 20 log10(V1/V2). Les deux formules n'en font donc qu'une. La conséquence pratique à retenir : un facteur deux en tension vaut 6,02 dB tandis qu'un facteur deux en puissance vaut 3,01 dB, et les deux décrivent le même doublement physique vu au travers de grandeurs différentes.

Comment dB(uV) et dBm se relient-ils ?

Uniquement par une impédance, et en CEM cette impédance vaut 50 ohms parce que c'est ce que présentent les récepteurs et les RSIL. Le calcul donne : un niveau en dBm égale le niveau en dB(uV) moins 106,99, que tout le monde arrondit à 107. Ainsi 107 dB(uV) valent 0 dBm, et 60 dB(uV) environ -47 dBm. La conversion n'a aucun sens sans préciser l'impédance, raison pour laquelle les champs en dB(uV/m) n'ont aucun équivalent en dBm : il n'y a pas d'impédance dans un champ, seulement dans un circuit.

Qu'est-ce que le facteur d'antenne et pourquoi s'additionne-t-il ?

Le facteur d'antenne convertit ce que mesure le récepteur en champ présent à l'antenne. C'est le rapport du champ incident à la tension délivrée par l'antenne : en linéaire, le champ vaut donc la tension multipliée par le facteur d'antenne. Les deux étant exprimés en logarithmes, cette multiplication devient une addition : le champ en dB(uV/m) égale la tension mesurée en dB(uV) plus le facteur d'antenne en dB par mètre. La perte de câble et le gain d'un éventuel préamplificateur entrent dans la même somme, la perte ajoutée et le gain retranché. Se tromper de signe ici est l'une des rares erreurs CEM qui décale un balayage entier d'une valeur constante, ce qui la rend aussi reconnaissable.

Comment comparer des limites à 3 m et à 10 m ?

En espace libre le champ décroît en un sur la distance : changer la distance d'un rapport r modifie le niveau de 20 log10(r). De 10 m à 3 m cela fait 10,46 dB, généralement cité comme 10,5. Une limite FCC Classe B de 40 dB(uV/m) à 3 m correspond donc à environ 29,5 dB(uV/m) à 10 m, ce qui permet de porter les gabarits FCC et CISPR sur un même axe. Traitez cela comme une convention arithmétique de comparaison des limites, non comme une prédiction de ce que mesurera un site : une chambre ou un site d'essai en espace libre réels présentent une réflexion de sol et un comportement en champ proche que la loi en un sur la distance ne décrit pas.

Les décibels en CEM : dB(uV), dBm, facteur d'antenne

Auteur Hugues Orgitello Mis à jour le 30 août 2026 ~6 min de lecture

Guide, fondamentaux CEM

Chaque nombre d'un rapport CEM est un décibel, et presque chaque erreur évitable sur un rapport est un décibel mal manipulé. L'unité comprime une dynamique qu'aucune échelle linéaire ne pourrait afficher sur un graphe, transforme les multiplications en additions, et exige en échange que l'on sache toujours de quoi elle est le rapport. Cette page démontre les quelques relations qui comptent, afin qu'aucune n'ait à être apprise par cœur.

Pourquoi une unité logarithmique

Un balayage CEM couvre une dynamique énorme. Le plancher de bruit d'un récepteur et une harmonique en dépassement peuvent être séparés de six ordres de grandeur en tension, ce qu'aucun axe linéaire ne rend lisible. Prendre le logarithme comprime cela en une échelle exploitable.

La seconde raison compte davantage en pratique. Chaque élément d'une chaîne de mesure multiplie : une antenne convertit un champ en tension par un rapport, un câble atténue d'un rapport, un amplificateur amplifie d'un rapport. En logarithmes, ces multiplications deviennent des additions : une chaîne de mesure est donc une somme et non un produit, et une correction est un terme que l'on ajoute.

La définition, et d'où vient le 20

Le décibel est défini sur la puissance :

Rapport de puissances en dB = 10 log10(P1 / P2)

La tension n'intervient que par P = V au carré sur R. Avec la même impédance des deux côtés, R se simplifie et le carré sort du logarithme en facteur deux :

Rapport de tensions en dB = 20 log10(V1 / V2)

Il s'agit d'une seule formule, pas de deux. La conséquence à retenir :

Rapport	En tension	En puissance
2x	6,02 dB	3,01 dB
10x	20 dB	10 dB
100x	40 dB	20 dB
1000x	60 dB	30 dB

Un doublement vaut 6 dB si l'on regarde des volts et 3 dB si l'on regarde des watts, et les deux décrivent le même événement.

Unités absolues : le rapport à quoi

Un décibel seul est un rapport et n'énonce rien d'absolu. La CEM fixe une référence et l'accole à l'unité.

Le dB(uV) est une tension rapportée à un microvolt : 20 log10(V / 1 uV). Les limites d'émission conduite s'y expriment, car un RSIL présente une tension au récepteur.

Le dB(uV/m) est un champ rapporté à un microvolt par mètre : 20 log10(E / 1 uV/m). Les limites d'émission rayonnée s'y expriment. Ainsi 1 uV/m vaut 0 dB(uV/m), et 100 uV/m valent 40 dB(uV/m).

Le dBm est une puissance rapportée à un milliwatt : 10 log10(P / 1 mW). Le monde radio l'emploie ; la CEM l'emprunte pour parler d'émetteurs.

Le dB/m, sans référence entre parenthèses, désigne le facteur d'antenne ci-dessous. C'est une pente de conversion, pas un niveau.

Convertir dB(uV) en dBm exige une impédance

C'est la conversion la plus souvent faite de mémoire et la plus souvent mal citée : il vaut la peine de l'établir une fois.

Prenons un niveau en dB(uV) aux bornes de 50 ohms, l'impédance que présentent tous les récepteurs CEM et les RSIL. En passant à la puissance puis aux dBm, on obtient un décalage constant :

dBm = dB(uV) + 10 log10( (1e-12) / (50 x 1e-3) ) = dB(uV) - 106,99

Arrondi, dBm = dB(uV) - 107. Vérifications : 107 dB(uV) valent 0 dBm ; 60 dB(uV) valent environ -47 dBm.

Le décalage n'est pas universel. Il vaut 107 parce que l'impédance vaut 50 ohms, et une autre impédance donne une autre constante. C'est aussi pourquoi les dB(uV/m) n'ont pas d'équivalent en dBm : un champ n'a pas d'impédance au sens des circuits, donc pas de puissance à convertir. Une conversion proposée sans impédance n'est pas une conversion.

Facteur d'antenne, et le signe qui piège

Un récepteur mesure des volts. Une limite s'écrit en volts par mètre. Le pont entre les deux est le facteur d'antenne, rapport du champ incident à la tension délivrée par l'antenne, publié par fréquence sur le certificat d'étalonnage en dB/m.

Tout étant logarithmique, la chaîne est une somme :

E [dB(uV/m)] = V [dB(uV)] + FA [dB/m] + perte de câble [dB] - gain du préamplificateur [dB]

Les pertes s'ajoutent parce qu'elles étaient des divisions ; les gains se retranchent parce qu'ils étaient des multiplications. Exemple : un récepteur lisant 32 dB(uV), un facteur d'antenne de 13,2 dB/m, 2,1 dB de perte de câble et un préamplificateur de 20 dB donnent 32 + 13,2 + 2,1 - 20 = 27,3 dB(uV/m).

Une erreur de signe ici décale un balayage entier d'une constante. C'est ce qui la rend à la fois dangereuse et, une fois soupçonnée, facile à repérer : une courbe de mauvaise forme est un vrai problème, une courbe de bonne forme placée à un décalage suspectement uniforme relève en général de l'arithmétique.

Mise à l'échelle en distance entre gabarits

En champ lointain, le champ décroît en un sur la distance : passer de r1 à r2 modifie le niveau de 20 log10(r1 / r2).

Le cas récurrent est 10 m contre 3 m, car la CISPR et la FCC n'emploient pas toujours la même distance de référence : 20 log10(10 / 3) = 10,46 dB, souvent cité comme 10,5. Une limite FCC Classe B de 40 dB(uV/m) à 3 m correspond donc à environ 29,5 dB(uV/m) à 10 m, ce qui permet de porter les deux gabarits sur un même axe dans CE contre FCC en CEM.

Traitez cela comme une convention de comparaison des limites, non comme une prédiction de mesure. Un site réel présente des réflexions de sol, et sous quelques centaines de mégahertz une séparation de 3 m n'est pas confortablement en champ lointain pour un grand produit : les niveaux mesurés ne suivent donc pas exactement la loi en un sur la distance. Les normes autorisent la mise à l'échelle pour comparer des limites ; elles ne promettent pas que le site sera d'accord.

La marge, dans la même monnaie

Puisque 20 log10(2) vaut 6,02 dB, une marge de 6 dB signifie émettre la moitié du champ autorisé. C'est la cible interne habituelle, et ce n'est pas de la prudence gratuite. Elle absorbe l'incertitude de mesure, que la CISPR 16-4-2 chiffre jusqu'à 5,2 dB pour les mesures rayonnées sous 1 GHz, ainsi que la dispersion entre exemplaires et le vieillissement.

Un résultat exactement sur la limite n'a pas réussi avec une marge nulle. Il a produit une valeur dont la plage d'incertitude se situe pour moitié au-dessus de la ligne.

À retenir

20 log pour la tension, 10 log pour la puissance, car c'est la même définition vue au travers de P = V au carré sur R.
6 dB valent un facteur deux en tension ; 3 dB un facteur deux en puissance.
dBm = dB(uV) - 107 sous 50 ohms, et la constante n'a aucun sens sans l'impédance.
Les dB(uV/m) ne se convertissent pas en dBm. Un champ n'a pas d'impédance de circuit.
E = V + FA + perte de câble - gain de préampli, le tout en décibels. Une erreur de signe décale tout le balayage.
20 log10(10/3) = 10,46 dB met les limites à 3 m et à 10 m sur un même axe, pour comparaison et non pour prédiction.

Voir aussi

Sources & références

CISPR 16-1-1, appareils de mesure des perturbations radioélectriques et de l'immunité , IEC webstore.iec.ch/en/iec-search/result?q=CISPR%2016-1-1
CISPR 16-4-2, incertitudes, statistiques et modélisation des limites, incertitude de l'instrumentation , IEC webstore.iec.ch/publication/54
ANSI C63.4, méthodes de mesure des émissions radioélectriques des équipements basse tension , ANSI, IEEE standards.ieee.org/ieee/C63.4/7448/
47 CFR Part 15, radio frequency devices , eCFR, US Government Publishing Office www.ecfr.gov/current/title-47/chapter-I/subchapter-A/part-15
Henry W. Ott, Electromagnetic Compatibility Engineering (2009), Wiley , Wiley onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9780470508510

Questions fréquentes

Pourquoi la CEM utilise-t-elle 20 log pour la tension et 10 log pour la puissance ?: Parce que le décibel est défini sur la puissance, et que la puissance varie comme le carré de la tension dans une impédance fixée. Un rapport de puissances en décibels vaut 10 log10(P1/P2). En substituant P = V au carré sur R, avec le même R des deux côtés, le R se simplifie et le carré sort du logarithme en facteur deux, ce qui donne 20 log10(V1/V2). Les deux formules n'en font donc qu'une. La conséquence pratique à retenir : un facteur deux en tension vaut 6,02 dB tandis qu'un facteur deux en puissance vaut 3,01 dB, et les deux décrivent le même doublement physique vu au travers de grandeurs différentes.
Comment dB(uV) et dBm se relient-ils ?: Uniquement par une impédance, et en CEM cette impédance vaut 50 ohms parce que c'est ce que présentent les récepteurs et les RSIL. Le calcul donne : un niveau en dBm égale le niveau en dB(uV) moins 106,99, que tout le monde arrondit à 107. Ainsi 107 dB(uV) valent 0 dBm, et 60 dB(uV) environ -47 dBm. La conversion n'a aucun sens sans préciser l'impédance, raison pour laquelle les champs en dB(uV/m) n'ont aucun équivalent en dBm : il n'y a pas d'impédance dans un champ, seulement dans un circuit.
Qu'est-ce que le facteur d'antenne et pourquoi s'additionne-t-il ?: Le facteur d'antenne convertit ce que mesure le récepteur en champ présent à l'antenne. C'est le rapport du champ incident à la tension délivrée par l'antenne : en linéaire, le champ vaut donc la tension multipliée par le facteur d'antenne. Les deux étant exprimés en logarithmes, cette multiplication devient une addition : le champ en dB(uV/m) égale la tension mesurée en dB(uV) plus le facteur d'antenne en dB par mètre. La perte de câble et le gain d'un éventuel préamplificateur entrent dans la même somme, la perte ajoutée et le gain retranché. Se tromper de signe ici est l'une des rares erreurs CEM qui décale un balayage entier d'une valeur constante, ce qui la rend aussi reconnaissable.
Comment comparer des limites à 3 m et à 10 m ?: En espace libre le champ décroît en un sur la distance : changer la distance d'un rapport r modifie le niveau de 20 log10(r). De 10 m à 3 m cela fait 10,46 dB, généralement cité comme 10,5. Une limite FCC Classe B de 40 dB(uV/m) à 3 m correspond donc à environ 29,5 dB(uV/m) à 10 m, ce qui permet de porter les gabarits FCC et CISPR sur un même axe. Traitez cela comme une convention arithmétique de comparaison des limites, non comme une prédiction de ce que mesurera un site : une chambre ou un site d'essai en espace libre réels présentent une réflexion de sol et un comportement en champ proche que la loi en un sur la distance ne décrit pas.
Que signifie réellement une marge de 6 dB ?: Un facteur deux en tension, puisque 20 log10(2) vaut 6,02 dB. Une conception située 6 dB sous une limite émet la moitié du champ autorisé. C'est la cible habituelle parce qu'elle doit absorber l'incertitude de mesure, que la CISPR 16-4-2 chiffre jusqu'à 5,2 dB pour les mesures rayonnées sous 1 GHz, ainsi que la dispersion entre exemplaires et le vieillissement. Un produit mesuré exactement à la limite n'a pas réussi sans marge : il a produit un résultat dont la plage d'incertitude se situe pour moitié au-dessus de la ligne.