Pourquoi la masse n'est-elle pas au même potentiel partout ?

Parce qu'un conducteur de masse est une inductance, et qu'une inductance développe une tension dès que le courant qui la traverse varie. L'inductance propre d'un fil rond rectiligne découle de sa longueur et de son rayon, et pour des géométries usuelles s'approche du nanohenry par millimètre pour les conducteurs longs, nettement moins pour les courts. L'impédance vaut alors deux pi f L : un conducteur mesurant quelques milliohms au multimètre peut présenter des dizaines d'ohms à cent mégahertz. Deux points du même cuivre ne sont au même potentiel que si aucun courant variable ne circule entre eux, ce qui n'arrive jamais dans un produit électronique.

Que coûte réellement une queue de cochon ?

Une queue de cochon de 25 mm sur un blindage de câble représente environ 19 nanohenrys, d'après la formule d'inductance de fil. Cela fait 0,12 ohm à 1 MHz, ce qui est invisible, 12 ohms à 100 MHz et 121 ohms à 1 GHz. Le blindage censé conduire proprement la perturbation vers le boîtier présente donc une impédance croissante exactement dans la bande ou vit la perturbation, et la tension qui s'y développe excite le blindage comme une antenne. Raccorder le blindage de façon circonférentielle, sur tout le tour du connecteur, supprime l'inductance au lieu de la raccourcir, et c'est la raison d'être des embases de reprise de blindage.

Quand la masse en point unique cesse-t-elle de fonctionner ?

Quand les conducteurs cessent de se comporter en court-circuit, ce que l'on situe conventionnellement au-delà d'un vingtième de longueur d'onde. Cela fait 15 m à 1 MHz, 1,5 m à 10 MHz, 150 mm à 100 MHz et 15 mm à 1 GHz. Sous environ 1 MHz, une étoile en point unique fonctionne bien car elle empêche les chemins de retour partagés de coupler les circuits entre eux. Au-dessus d'environ 10 MHz elle devient un handicap, car les longs conducteurs radiaux ne sont plus de faible impédance et se comportent en antennes. La réponse haute fréquence est l'inverse : de nombreuses connexions courtes vers un plan continu.

Qu'est-ce qu'une masse hybride et quand l'employer ?

Une topologie en point unique en basse fréquence et multipoint en haute fréquence, obtenue en reliant directement au point de référence unique et par condensateurs partout ailleurs. Les condensateurs sont des circuits ouverts aux fréquences du secteur et de l'audio, donc aucune boucle basse fréquence ne se forme, et de faible impédance en radiofréquence, si bien que la structure se comporte en plan là ou il le faut. C'est la réponse standard pour les produits mixtes ou une boucle basse fréquence injecterait du ronflement mais ou une section haute fréquence flottante rayonnerait.

Une tresse de masse entre-t-elle en résonance ?

Oui, et c'est pourquoi la longueur compte davantage que la section. Une tresse se comporte en stub quart d'onde à la fréquence ou sa longueur vaut le quart d'une longueur d'onde, et elle y présente une impédance élevée et non faible. Une tresse de 100 mm résonne vers 750 MHz, une de 300 mm vers 250 MHz. Au-delà de la résonance son comportement alterne avec la fréquence et la notion de liaison perd son sens. Élargir une tresse abaisse un peu son inductance mais ne déplace pas la résonance, fixée par la longueur. Le remède consiste toujours à raccourcir, ou à employer plusieurs liaisons courtes plutôt qu'une longue.

La masse en CEM : ce n'est pas un potentiel

Auteur Hugues Orgitello Mis à jour le 29 août 2026 ~5 min de lecture

Guide, fondamentaux CEM

Le mot masse charrie une hypothèse fausse à toutes les fréquences qui intéressent un ingénieur CEM : que l'ensemble serait au même potentiel. Il ne l'est pas, car les conducteurs de masse sont des inductances, et une inductance développe une tension dès que le courant varie. Presque toute discussion sur les masses se dissout une fois cela pris au sérieux : cette page part donc de là et en déduit les règles pratiques.

La masse est une inductance

L'inductance propre d'un conducteur rond rectiligne vaut :

L = (mu0 l / 2pi) x [ln(2l/r) - 0,75]

l étant la longueur et r le rayon. Pour des géométries réalistes :

Conducteur	Inductance	Par mm
10 mm de long, 1 mm de diamètre	5,9 nH	0,59 nH/mm
25 mm de long, 1 mm de diamètre	19,3 nH	0,77 nH/mm
50 mm de long, 1 mm de diamètre	45,5 nH	0,91 nH/mm
100 mm de long, 1 mm de diamètre	104,8 nH	1,05 nH/mm

La règle empirique du nanohenry par millimètre est raisonnable pour les conducteurs longs et pessimiste pour les courts, ce qu'explique le logarithme : l'inductance n'est pas tout à fait proportionnelle à la longueur.

Ce qui compte est l'impédance qui en découle, Z = 2 pi f L. Un conducteur mesurant quelques milliohms au multimètre présente une impédance croissante avec la fréquence, et en radiofréquence c'est cette impédance qui décide si deux points partagent un potentiel.

Ce que coûte une queue de cochon

L'illustration la plus nette est la queue de cochon : un fil court servant à raccorder un blindage de câble à un connecteur ou au châssis, au lieu d'une reprise circonférentielle complète.

Une queue de cochon de 25 mm vaut 19,3 nH :

Fréquence	Impédance
1 MHz	0,12 ohm
10 MHz	1,21 ohm
100 MHz	12,1 ohms
1 GHz	121 ohms

À 1 MHz elle est invisible et la mesure au banc le confirme. À 100 MHz elle vaut 12 ohms, et tout courant de blindage la traversant y développe une tension qui excite le blindage en antenne. Le blindage posé pour résoudre un problème en crée un.

La correction n'est pas une queue de cochon plus courte mais aucune queue de cochon : une reprise circonférentielle sur tout le tour du connecteur, qui supprime l'inductance au lieu de la réduire. C'est la raison d'être des embases de reprise de blindage et des presse-étoupes conducteurs, et le détail à plus forte valeur du blindage de câbles, en droite ligne de la théorie du blindage.

Quand un conducteur cesse d'être une masse

Le seuil conventionnel est le vingtième de longueur d'onde. Au-delà, un conducteur ne peut plus être traité comme équipotentiel :

Fréquence	Longueur d'onde	lambda/20
1 MHz	299,8 m	15,0 m
10 MHz	30,0 m	1,50 m
30 MHz	10,0 m	500 mm
100 MHz	3,00 m	150 mm
1 GHz	0,30 m	15 mm

À 1 GHz, 15 mm de fil sont déjà trop longs pour parler de masse. C'est pourquoi la conception haute fréquence abandonne les fils au profit des plans.

Choisir une topologie

Topologie	Fonctionne quand	Échoue quand
Point unique (étoile)	Sous environ 1 MHz	Les radiales dépassent lambda/20 et deviennent antennes
Multipoint (plan)	Au-dessus d'environ 10 MHz	Les boucles basse fréquence captent ronflement et champs secteur
Hybride	Produits multi-fréquences	Des valeurs de condensateurs mal choisies laissent une bande découverte

La masse en point unique ramène chaque retour séparément vers un nœud de référence unique, ce qui évite le couplage par impédance commune décrit dans les mécanismes de couplage. Elle fonctionne tant que les radiales sont électriquement courtes.

La masse multipoint relie tout à un plan continu par des connexions aussi courtes que possible. Au-dessus d'environ 10 MHz c'est la seule approche viable, car c'est la seule ou aucun conducteur n'est long.

La masse hybride relie directement en un point et par condensateurs ailleurs. Les condensateurs sont ouverts aux fréquences secteur et audio, ce qui empêche une boucle basse fréquence, et de faible impédance en radiofréquence, si bien que la structure agit en plan là ou il le faut.

Entre 1 et 10 MHz, le choix dépend de la taille physique, et c'est là qu'il faut du jugement plutôt qu'une règle.

Les tresses de masse résonnent

Une tresse est un stub quart d'onde à la fréquence ou sa longueur vaut le quart d'une longueur d'onde, et elle y présente une impédance élevée et non faible :

Longueur de tresse	Résonance quart d'onde
25 mm	3,0 GHz
50 mm	1,5 GHz
100 mm	750 MHz
300 mm	250 MHz

Élargir une tresse abaisse un peu son inductance mais ne déplace pas la résonance, fixée par la seule longueur. Les seuls remèdes sont de raccourcir, ou d'employer plusieurs liaisons courtes au lieu d'une longue.

Un vocabulaire qui cause des disputes

Trois choses distinctes partagent le mot, et la plupart des désaccords sur les masses opposent deux personnes qui n'en désignent pas la même.

La terre de protection est un conducteur dimensionné pour écouler un courant de défaut et faire agir un dispositif de protection. Ses exigences viennent des normes de sécurité électrique et ne se négocient pas pour des raisons CEM.

La référence de signal est le conducteur par rapport auquel un circuit mesure ses tensions. Elle n'a aucune fonction de sécurité.

La liaison au châssis est la connexion qui fait fonctionner un blindage, et relève du problème de blindage plutôt que du circuit.

Une modification qui améliore l'une peut dégrader l'autre, raison pour laquelle « on l'a mis à la masse » ne décrit jamais suffisamment ce qui a été fait.

À retenir

La masse est une inductance, donc Z = 2 pi f L, et deux points n'y partagent aucun potentiel dès que le courant varie.
Une queue de cochon de 25 mm vaut 19 nH : 12 ohms à 100 MHz, 121 ohms à 1 GHz. Reprenez les blindages de façon circonférentielle.
Un conducteur cesse d'être une masse au-delà de lambda/20 : 150 mm à 100 MHz, 15 mm à 1 GHz.
Point unique sous environ 1 MHz, multipoint au-dessus d'environ 10 MHz, hybride pour les produits qui couvrent les deux.
Les tresses résonnent par leur longueur, pas leur largeur. Une tresse de 100 mm est un stub quart d'onde à 750 MHz.

Voir aussi

Sources & références

Henry W. Ott, Electromagnetic Compatibility Engineering (2009), Wiley , Wiley onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9780470508510
Signal Consulting, Howard W. Johnson and Martin Graham, High-Speed Digital Design (1993), Prentice Hall , Prentice Hall www.sigcon.com/
IEC 61000-5-2, lignes directrices d'installation et d'atténuation, mise à la terre et câblage , IEC webstore.iec.ch/en/iec-search/result?q=IEC%2061000-5-2
IEC 60364-4-41, installations électriques basse tension, protection contre les chocs électriques , IEC webstore.iec.ch/en/iec-search/result?q=IEC%2060364-4-41

Questions fréquentes

Pourquoi la masse n'est-elle pas au même potentiel partout ?: Parce qu'un conducteur de masse est une inductance, et qu'une inductance développe une tension dès que le courant qui la traverse varie. L'inductance propre d'un fil rond rectiligne découle de sa longueur et de son rayon, et pour des géométries usuelles s'approche du nanohenry par millimètre pour les conducteurs longs, nettement moins pour les courts. L'impédance vaut alors deux pi f L : un conducteur mesurant quelques milliohms au multimètre peut présenter des dizaines d'ohms à cent mégahertz. Deux points du même cuivre ne sont au même potentiel que si aucun courant variable ne circule entre eux, ce qui n'arrive jamais dans un produit électronique.
Que coûte réellement une queue de cochon ?: Une queue de cochon de 25 mm sur un blindage de câble représente environ 19 nanohenrys, d'après la formule d'inductance de fil. Cela fait 0,12 ohm à 1 MHz, ce qui est invisible, 12 ohms à 100 MHz et 121 ohms à 1 GHz. Le blindage censé conduire proprement la perturbation vers le boîtier présente donc une impédance croissante exactement dans la bande ou vit la perturbation, et la tension qui s'y développe excite le blindage comme une antenne. Raccorder le blindage de façon circonférentielle, sur tout le tour du connecteur, supprime l'inductance au lieu de la raccourcir, et c'est la raison d'être des embases de reprise de blindage.
Quand la masse en point unique cesse-t-elle de fonctionner ?: Quand les conducteurs cessent de se comporter en court-circuit, ce que l'on situe conventionnellement au-delà d'un vingtième de longueur d'onde. Cela fait 15 m à 1 MHz, 1,5 m à 10 MHz, 150 mm à 100 MHz et 15 mm à 1 GHz. Sous environ 1 MHz, une étoile en point unique fonctionne bien car elle empêche les chemins de retour partagés de coupler les circuits entre eux. Au-dessus d'environ 10 MHz elle devient un handicap, car les longs conducteurs radiaux ne sont plus de faible impédance et se comportent en antennes. La réponse haute fréquence est l'inverse : de nombreuses connexions courtes vers un plan continu.
Qu'est-ce qu'une masse hybride et quand l'employer ?: Une topologie en point unique en basse fréquence et multipoint en haute fréquence, obtenue en reliant directement au point de référence unique et par condensateurs partout ailleurs. Les condensateurs sont des circuits ouverts aux fréquences du secteur et de l'audio, donc aucune boucle basse fréquence ne se forme, et de faible impédance en radiofréquence, si bien que la structure se comporte en plan là ou il le faut. C'est la réponse standard pour les produits mixtes ou une boucle basse fréquence injecterait du ronflement mais ou une section haute fréquence flottante rayonnerait.
Une tresse de masse entre-t-elle en résonance ?: Oui, et c'est pourquoi la longueur compte davantage que la section. Une tresse se comporte en stub quart d'onde à la fréquence ou sa longueur vaut le quart d'une longueur d'onde, et elle y présente une impédance élevée et non faible. Une tresse de 100 mm résonne vers 750 MHz, une de 300 mm vers 250 MHz. Au-delà de la résonance son comportement alterne avec la fréquence et la notion de liaison perd son sens. Élargir une tresse abaisse un peu son inductance mais ne déplace pas la résonance, fixée par la longueur. Le remède consiste toujours à raccourcir, ou à employer plusieurs liaisons courtes plutôt qu'une longue.