Pourquoi tester un équipement contre un champ magnétique à 50 Hz ?

Les transformateurs de puissance, les moteurs asynchrones, les armoires de distribution et les chargeurs de forte intensité generent en permanence des champs magnétiques a la fréquence du réseau (50 Hz en Europe, 60 Hz en Amerique du Nord). Ces champs pénètrent les boîtiers métalliques par les ouvertures et les câbles, et se couplent aux boucles de courant des PCB. Un capteur a effet Hall mal blinde, une bobine de relais, un écran CRT historique ou un amplificateur audio sensible peuvent être perturbes. IEC 61000-4-8 vérifie que l'équipement maintient sa fonction en présence de ces champs continus, condition typique d'une installation près d'un poste de transformation ou d'une armoire électrique.

Quelle est la différence entre IEC 61000-4-8, 4-9 et 4-10 ?

IEC 61000-4-8 couvre le champ magnétique continu a fréquence industrielle à 50 ou 60 Hz ; des normes produit peuvent exiger d'autres fréquences, comme les 16,7 Hz de certains réseaux de traction ferroviaire. IEC 61000-4-9 couvre le champ magnétique impulsionnel, simulant l'effet d'un courant de court-circuit ou d'un coup de foudre proche d'une installation: impulsion 6,4/16 microsecondes, niveaux jusqu'à 1000 A/m crête. IEC 61000-4-10 couvre le champ magnétique oscillatoire amorti, simulant les commutations de disjoncteurs et de sectionneurs en haute tension: oscillation 100 kHz ou 1 MHz, niveaux jusqu'à 100 A/m. Les trois essais sont complémentaires et tous trois figurent dans EN 61000-6-2 pour l'environnement industriel sévère.

Quels niveaux d'essai pour quel type d'environnement ?

Niveau 1 (1 A/m) correspond à un environnement résidentiel eloigne des sources industrielles. Niveau 2 (3 A/m) couvre le résidentiel et le commercial typique. Niveau 3 (10 A/m) est l'exigence courante pour l'industriel et le bâtiment tertiaire, avec présence d'équipements de puissance moderes. Niveau 4 (30 A/m) cible l'industriel sévère a proximité immédiate de transformateurs ou de chargeurs de forte intensité, et le niveau 5 (100 A/m) les sites industriels lourds proches de jeux de barres à fort courant. Pour les équipements médicaux, l'IEC 60601-1-2 (4e édition, amendée en 2020) fixe une valeur unique de 30 A/m à 50 ou 60 Hz dans son tableau du port enveloppe, applicable aux équipements comportant des composants ou circuits sensibles aux champs magnétiques, sans distinguer soins professionnels et soins à domicile.

Champ continu ou de courte durée, quelle procédure ?

La norme distingue deux modes selon la nature du phénomène. Le champ continu est applique pendant au moins 1 à 3 secondes après stabilisation, le temps d'observer le comportement de l'EUT en régime établi; c'est le cas pour les niveaux 1 à 4 generiques. Le champ de courte durée (test transitoire) applique le niveau pendant 1 à 10 cycles de la fréquence réseau, soit 20 ms à 200 ms à 50 Hz; cette modalité simule les phénomènes de court-circuit ou de démarrage moteur. La norme produit spécifie lequel des deux modes s'applique, et certaines exigent les deux successivement.

Pourquoi faut-il tester sur les trois axes orthogonaux ?

Un champ magnétique a une direction dans l'espace. Les structures sensibles a l'intérieur de l'EUT (boucles de courant sur PCB, bobines de relais, capteurs a effet Hall) répondent au champ selon leur orientation propre. Tester sur un seul axe laisse les deux autres orientations non couvertes, et un produit peut passer sur X mais échouer sur Y ou Z. La norme demande donc trois orientations orthogonales, en faisant pivoter l'EUT à 90 degrés après chaque séquence (ou en changeant l'orientation de la bobine d'induction, ce qui est équivalent). Le rapport documente les trois orientations et le comportement observe pour chacune.

Quel critère de performance s'applique ?

C'est la norme produit qui le fixe : l'IEC 61000-4-8 est une publication fondamentale en CEM et laisse le critère aux comités de produits. La plupart des normes produit exigent le critère A pour le champ continu, parce que le phénomène (champ à fréquence industrielle) est permanent dans le monde réel : une dégradation qui disparaît à la fin d'un essai en laboratoire deviendrait une perte de fonction durable sur site.

Comment dimensionner la bobine d'induction ?

La norme décrit deux géométries acceptables: la bobine carrée d'1 mètre de cote (bobine simple) et la bobine d'Helmholtz double, qui produit un champ plus uniforme dans son volume central. Pour les petits EUT, la bobine simple suffit. Pour des EUT plus volumineux, des géométries augmentées (1 m x 2,6 m ou bobines a deux spires en série) sont spécifiées. Le constructeur de la bobine fournit la constante d'étalonnage qui relie le courant injecte au champ magnétique produit au centre, en A/m par ampere d'excitation. L'étalonnage est vérifié annuellement avec une sonde de champ traceable.

Quelles erreurs de campagne font échouer le premier passage ?

Trois pièges reviennent dans les rapports d'échec. D'abord, le positionnement de l'EUT hors du volume uniforme de la bobine (typiquement les 50 % centraux): le champ y est plus faible, le laboratoire applique un niveau apparent mais l'EUT ne reçoit pas le niveau requis, et la verification a posteriori est sévère. Ensuite, l'oubli d'une des trois orientations orthogonales, souvent l'axe vertical sur les EUT poses a plat: le rapport doit montrer les trois rotations. Enfin, l'EUT en veille au lieu d'exécution active: un équipement teste hors régime nominal passe trivialement, parce qu'aucune fonction sensible n'est sollicitee.

IEC 61000-4-8 : immunité magnétique de 1 à 100 A/m

Hugues Orgitello mis à jour le 7 oct. 2026 14 min de lecture

L'essai IEC 61000-4-8 vérifie l'immunité au champ magnétique 50/60 Hz avec une bobine d'induction étalonnée : cinq niveaux de sévérité de 1 à 100 A/m (plus un niveau ouvert X), des champs de courte durée de 300 et 1 000 A/m aux deux niveaux les plus élevés, et trois axes orthogonaux. Le champ produit par les transformateurs, les moteurs, les armoires de distribution et les chargeurs de forte intensité pénètre les boîtiers et se couple aux PCB. Des normes produit comme l'EN 55035 (multimédia), les normes génériques EN 61000-6-1 et 6-2, et l'IEC 60601-1-2 (médical, 30 A/m pour les équipements comportant des éléments sensibles aux champs magnétiques) référencent cet essai et fixent le niveau et le critère de performance. Cette page expose le cadre normatif (édition 2.0 de 2009), les niveaux de sévérité, la géométrie des bobines d'induction, la procédure d'essai sur les trois axes orthogonaux, le critère de performance, l'articulation avec IEC 61000-4-9 (champ impulsionnel) et 4-10 (champ oscillatoire amorti), et les pièges de campagne.

En résumé :

Cinq niveaux de sévérité : 1, 3, 10, 30 et 100 A/m plus le niveau X ; un mode courte durée ajoute 300 ou 1 000 A/m (1 à 3 s, ou 1 à 10 cycles réseau) aux seuls niveaux 4 et 4.
Trois orientations orthogonales obligatoires, par rotation de l'EUT à 90 degrés ou par bascule de l'orientation de la bobine.
Le critère de performance vient de la norme produit : les normes produit exigent généralement le critère A pour le champ continu.
L'IEC 60601-1-2 exige 30 A/m pour les équipements médicaux comportant des éléments sensibles aux champs magnétiques, dans tous les environnements ; son amendement de 2020 a aussi ajouté les champs magnétiques de proximité selon l'IEC 61000-4-39.

Pourquoi un essai d'immunité magnétique basse fréquence

La compatibilité électromagnétique distingue trois grandes familles de phénomènes selon leur signature spectrale: les champs et courants haute fréquence (essais radies et conduits au-dessus de 150 kHz), les transitoires rapides (ESD, EFT, surge), et les champs basse fréquence proches du réseau électrique. La dernière famille est celle traitée par IEC 61000-4-8 et ses voisines 4-9 et 4-10.

Le champ magnétique à 50 ou 60 Hz est présent partout ou circule un courant alternatif important: une cellule de transformateur de distribution génère typiquement 5 à 50 A/m à 1 mètre de distance, un moteur de 10 kW produit 1 à 5 A/m a la même distance, une armoire d'automatisme avec bus de jeu de barres atteint 10 à 30 A/m à 0,5 mètre. Ces niveaux ne sont pas hypothétiques: ils correspondent à l'environnement réel d'un équipement industriel ou medical installe a proximité immédiate de l'infrastructure électrique.

Pourquoi un champ basse fréquence perturbe l'électronique

A 50 Hz, la longueur d'onde est de 6000 km. Aucun couplage par antenne ou par cavite résonnante n'est en jeu. Les mécanismes de couplage sont quasi-statiques. Le champ magnétique penetre directement les boîtiers métalliques par les ouvertures (grilles d'aération, fentes de ventilation, joints non continus), parce que la profondeur de peau dans l'acier doux à 50 Hz est de l'ordre de 0,8 mm: une tôle de 1 mm attenue de quelques décibels seulement.

Une fois a l'intérieur du boîtier, le champ se couple aux boucles de courant des PCB. Une boucle de 10 cm carres exposée a un champ de 10 A/m à 50 Hz capte une force électromotrice de l'ordre de 50 microvolts crête, ce qui parait peu mais suffit a perturber un capteur de mesure 24 bits, un amplificateur audio en classe AB, un capteur a effet Hall, ou la commutation d'un relais sensible. Les écrans CRT historiques étaient les premières victimes (déviation du faisceau visible à 1 A/m), mais le sujet reste actuel pour les microscopes électroniques, les balances de précision, les amplificateurs de signal biomédical, et les capteurs de courant resitifs.

Cadre normatif: IEC 61000-4-8 Ed 2.0:2009

L'édition en vigueur est IEC 61000-4-8 Ed 2.0:2009, qui remplace l'édition 1.0 de 1993 et son amendement 1 de 2000. Son domaine d'application est l'immunité aux perturbations magnétiques aux fréquences industrielles de 50 Hz et 60 Hz ; elle définit les niveaux d'essai recommandés, le matériel et le montage d'essai et la procédure, et laisse le choix du niveau et du critère de performance aux comités de produits.

Normes produit qui référencent IEC 61000-4-8

Norme produit	Niveau exige	Critère	Justification
EN 55035 (multimédia)	Fixé dans son tableau du port enveloppe	Selon la norme	S'applique uniquement aux équipements contenant des dispositifs sensibles aux champs magnétiques
EN 55024 (équipements IT, historique pre-CISPR 35)	1 A/m	A	Equipements informatiques de bureau
EN 61000-6-1 (résidentiel générique)	3 A/m	A	Norme générique résidentiel-commercial
EN 61000-6-2 (industriel générique)	30 A/m	A	Industriel sévère
EN 60601-1-2 (médical, 4e édition avec AMD1:2020)	30 A/m à 50 ou 60 Hz, une seule valeur pour les deux environnements de santé	Selon la norme	S'applique aux équipements comportant des composants ou circuits sensibles aux champs magnétiques ; relevé de 3 A/m dans la 3e édition
EN 50121-4 (appareils de signalisation et de télécommunications ferroviaires)	Selon la norme, y compris la fréquence de traction de 16,7 Hz le cas échéant	Selon la norme	Environnement ferroviaire

L'IEC 60601-1-2 est le cas le plus souvent mal cité : sa 4e édition a relevé le niveau de 3 à 30 A/m, et son amendement de 2020 en fait une valeur unique pour les équipements comportant des composants ou circuits sensibles aux champs magnétiques, sans valeur plus basse pour les soins à domicile ; voir le cas médical plus bas, avec l'essai de champs magnétiques de proximité ajouté par le même amendement.

Frequences couvertes

L'essai standard utilise la fréquence du réseau électrique local: 50 Hz en Europe et dans la plupart du monde, 60 Hz en Amerique du Nord et au Japon (partiellement). La norme couvre également, en option spécifiée par la norme produit:

16,7 Hz pour les réseaux de traction 15 kV d'Allemagne, d'Autriche, de Suisse, de Suède et de Norvège, lorsque les normes ferroviaires l'exigent.
400 Hz pour les aéronefs et certains équipements militaires, selon leurs propres normes d'essais d'environnement.
DC dans certaines normes produit spécifiques (instrumentation magnétiquement sensible), bien que IEC 61000-4-8 lui-même se limite au courant alternatif.

Voir le glossaire pour les sigles EMC referenc, et Tests CE pour le cadre EMC général en UE.

Quels sont les niveaux d'essai IEC 61000-4-8 ?

La norme définit cinq niveaux de sévérité. Le niveau applicable est fixe par la norme produit.

Niveau	Intensite de champ continu	Niveau de courte durée	Environnement typique
1	1 A/m	-	Residentiel eloigne des sources industrielles
2	3 A/m	-	Residentiel et commercial typique
3	10 A/m	-	Industriel modéré
4	30 A/m	300 A/m (1 à 3 s)	Industriel sévère, soins critiques médicaux
5	100 A/m	1 000 A/m (1 à 3 s)	Industriel lourd, proximité de jeux de barres
X	Spécifié par la norme produit	Spécifié	Cas particulier

Le niveau de courte durée (colonne 3) s'applique en complément du champ continu pour les seuls niveaux 4 et 5, et simule les phénomènes transitoires associes a un court-circuit ou un démarrage moteur. Il porte sur une durée de 1 à 3 secondes ou, dans une variante, 1 à 10 cycles de la fréquence (20 à 200 ms à 50 Hz).

Lecture rapide pour le concepteur

Pour un produit certifie EN 55035 grand public, l'exigence est typiquement 1 A/m: niveau permissif, atteignable sans précaution particuliere. Pour un produit industriel certifie EN 61000-6-2, l'exigence monte à 30 A/m: il faut alors intégrer des considérations de blindage magnétique, d'orientation des boucles sensibles, et de filtrage sur les capteurs analogiques. Pour un dispositif medical destine aux soins critiques (EN 60601-1-2 en environnement professionnel de santé), le 30 A/m s'impose et exige une architecture robuste des le PCB.

Materiel et configuration d'essai

Une campagne IEC 61000-4-8 mobilise un générateur a fréquence réseau de forte puissance, une bobine d'induction calibrée, et un système de positionnement de l'EUT.

Le générateur

Le générateur fournit un courant alternatif a la fréquence d'essai (50 ou 60 Hz, ou une autre fréquence si la norme produit l'exige). Pour produire 30 A/m au centre d'une bobine 1 m x 1 m, il faut typiquement faire circuler 24 à 30 A dans une bobine a une spire, ou quelques ampères seulement dans une bobine à 10 spires. La puissance reactive requise est faible (la bobine est presque purement inductive), mais la stabilité en fréquence et l'absence d'harmoniques sont controlees. Un THD inférieur à 8 % est exige par la norme. Les fabricants de référence sont EM TEST (modèles MIG 5060 et MIG OS6), Teseq/Ametek (modèles ECOS et NSG 1007).

La bobine d'induction

Trois géométries sont spécifiées:

Bobine simple carrée 1 m x 1 m, a une spire d'épaisse section, montée sur un cadre non magnétique. Constante d'étalonnage typique: 0,87 A/m par ampere injecte au centre.
Bobine simple rectangulaire 1 m x 2,6 m, pour des EUT plus grands. Constante différente, fournie par le constructeur.
Bobines d'Helmholtz a deux éléments, deux bobines parallèles séparées par leur rayon, produisant un champ très uniforme dans le volume central. Plus précise mais plus encombrante.

La bobine fait l'objet d'un certificat d'étalonnage annuel qui fournit la cartographie du champ a l'intérieur de son volume utile (typiquement les 50 % centraux du volume englobant), avec la tolérance d'uniformité spécifiée par la norme (plus ou moins 3 dB).

Schema de la configuration

                    +-------------------------------+
                    |  Bobine d'induction (1 spire) |
                    |  geometrie 1 m x 1 m          |
                    |                               |
                    |  +-------------------+        |
                    |  |                   |        |
                    |  |   EUT en marche   |        |
                    |  |   centre dans le  |        |
                    |  |   volume uniforme |        |
                    |  |                   |        |
                    |  +-------------------+        |
                    |        |                      |
                    |        | rotations 90 deg     |
                    |        | X, Y, Z              |
                    |        v                      |
                    +-------------------------------+
                            |          |
                            |          |
                       +------------+  |
                       | Generateur |  |
                       | 50/60 Hz   |  |
                       | I = 0 à 30A|  |
                       +------------+  |
                            |          |
                            +--- GRP ---+
                                  |
                                Earth

  Orientations a tester (3 axes orthogonaux):
    X horizontal       Y horizontal        Z vertical
    [EUT]              [EUT pivote 90deg]  [EUT pivote 90deg]

Conditions d'ambiance et configuration de l'EUT

L'EUT est pose sur une table en bois non conductrice ou sur un support non magnétique, centre dans le volume uniforme de la bobine. La salle d'essai doit être éloignée des sources de champ ambiant supérieures à 1 A/m, ce qui exclut une proximité immédiate avec des transformateurs HT-BT ou des armoires de distribution non blindees. Le rapport mesure et consigne le champ ambiant avant et après l'essai.

L'EUT exécute son logiciel applicatif typique pendant l'essai. Un équipement medical de monitoring affiche une trace ECG simulée; un capteur industriel envoie ses mesures sur le bus; une passerelle réseau pousse un flux de paquets. La configuration d'observation doit permettre de détecter une dégradation, même transitoire.

Comment se déroule l'essai ? Les trois axes orthogonaux

L'essai consiste à appliquer le champ a l'intensité spécifiée, dans les trois orientations orthogonales successivement, avec observation de l'EUT pendant et après chaque séquence.

Sequence type pour un niveau continu

Pour un essai au niveau 4 (30 A/m), la procédure est:

Stabilisation de l'EUT. L'EUT est mis en marche, son logiciel applicatif exécuté, et l'observation est vérifiée comme nominale pendant au moins 1 minute.
Orientation 1 (X horizontal). Le champ est établi à 30 A/m, maintenu pendant 1 à 3 secondes après stabilisation, puis coupe. L'observation est vérifiée pendant et après.
Rotation de 90 degrés. L'EUT est pivote autour d'un axe vertical pour exposer l'axe Y a la direction du champ.
Orientation 2 (Y horizontal). Répétition du cycle: champ établi, maintenu, coupe, observation.
Rotation de 90 degrés autour d'un axe horizontal. L'EUT est bascule pour exposer l'axe Z (vertical) a la direction du champ.
Orientation 3 (Z vertical). Répétition du cycle.

Une variante répandue: au lieu de pivoter l'EUT, on pivote la bobine ou on utilise un système a trois bobines orthogonales et on commute l'excitation entre elles. Le résultat physique est équivalent.

Sequence pour un niveau de courte durée

Quand la norme produit spécifie le niveau de courte durée (niveau 3 ou 4), une seconde séquence est ajoutée après la séquence continue: le champ est applique a l'amplitude transitoire (100 ou 300 A/m) pendant 1 à 3 secondes, ou pendant 1 à 10 cycles de la fréquence réseau (20 à 200 ms à 50 Hz), selon la spécification produit. Cette modalité simule un court-circuit a proximité ou un démarrage de moteur de forte puissance.

Observation et acceptation

L'observateur vérifie la fonction principale de l'EUT pendant chaque application du champ et pendant les 1 à 3 secondes qui suivent la coupure. La présence d'une dégradation, même brève, est consignée avec l'orientation, le niveau, et la nature de l'observation (perte de communication, artefact sur la mesure, dérive d'une sortie analogique).

Critère de performance : fixé par la norme produit

En tant que publication fondamentale en CEM, l'IEC 61000-4-8 n'impose pas elle-même de critère de performance : c'est la norme produit qui le fait. En pratique, la plupart des normes produit exigent le critère A pour le champ continu, et la raison est physique. Un champ magnétique à fréquence industrielle n'est pas un transitoire dans l'environnement réel : un équipement installé près d'un transformateur y reste exposé pendant des années, et une dégradation tolérée en laboratoire deviendrait une dégradation permanente sur site.

Le champ de courte durée (300 A/m au niveau 4, 1 000 A/m au niveau 5, pendant 1 à 3 secondes) représente des situations de défaut comme un courant de court-circuit, et les normes produit qui l'utilisent peuvent admettre un autre critère pour lui. Lisez le critère dans la norme produit selon laquelle vous testez plutôt que d'en supposer un.

La famille magnétique: 4-8 vs 4-9 vs 4-10

Trois essais IEC 61000-4-x couvrent les phénomènes magnétiques. Leur articulation est présentée ci-dessous.

Essai	Phenomene simule	Niveaux	Duree	Critère	Norme produit typique
IEC 61000-4-8	Champ magnétique continu à fréquence réseau (50/60 Hz)	1 à 100 A/m en continu ; 300 et 1 000 A/m en courte durée	Continu, 1 à 3 s	Selon la norme produit, généralement A	EN 55035, IEC 60601-1-2, EN 61000-6-2
IEC 61000-4-9	Champ magnétique impulsionnel (coup de foudre proche, court-circuit)	100 à 1000 A/m crête	Impulsion 6,4/16 microsecondes	B	EN 61000-6-5 (postes électriques), EN 61000-6-2
IEC 61000-4-10	Champ magnétique oscillatoire amorti (commutation HT)	10 à 100 A/m crête	Oscillation 100 kHz ou 1 MHz	B	EN 61000-6-5, EN 61000-6-2 industriel sévère

IEC 61000-4-9, champ impulsionnel

L'essai 4-9 simule l'effet magnétique d'un courant de défaut très élevé (court-circuit en distribution, décharge atmosphérique proche). L'impulsion a un front de 6,4 microsecondes et une demi-largeur de 16 microsecondes, avec un pic jusqu'à 1000 A/m au niveau 5. Le critère B est applicable parce que le phénomène est transitoire par nature. Concerne essentiellement les équipements installes en poste électrique haute tension et les équipements industriels en environnement sévère.

IEC 61000-4-10, champ oscillatoire amorti

L'essai 4-10 simule l'effet de la commutation d'un disjoncteur ou d'un sectionneur en haute tension, qui génère une oscillation amortie à 100 kHz ou 1 MHz. Pic 100 A/m au niveau 5. Critère B applicable. Concerne aussi essentiellement les équipements de poste électrique et certains équipements industriels.

Pour les essais EMC voisins, voir ESD selon IEC 61000-4-2, Surge et burst selon IEC 61000-4-5 et 4-4, et Creux et coupures secteur selon IEC 61000-4-11.

Le cas médical : 30 A/m dans l'IEC 60601-1-2

L'IEC 60601-1-2 est la norme produit la plus souvent mal citée pour cet essai. Sa 4e édition a relevé le niveau à fréquence industrielle de 3 à 30 A/m, et l'amendement 1 de 2020 reformule la ligne du tableau du port enveloppe (tableau 4) en une valeur unique : 30 A/m à 50 Hz ou 60 Hz, applicable aux appareils électromédicaux comportant des composants ou circuits sensibles aux champs magnétiques. Il n'existe pas de valeur plus basse pour l'environnement de soins à domicile, ni de niveau distinct pour les soins intensifs ou les blocs opératoires.

Le même amendement a ajouté un second essai magnétique, les champs magnétiques de proximité selon l'IEC 61000-4-39, visant des sources comme les lecteurs RFID et les chargeurs sans fil :

Fréquence d'essai de proximité (IEC 60601-1-2, tableau 11)	Modulation	Niveau d'essai d'immunité
30 kHz	Onde entretenue	8 A/m
134,2 kHz	Modulation par impulsions, 2,1 kHz	65 A/m
13,56 MHz	Modulation par impulsions, 50 kHz	7,5 A/m

L'essai à 30 kHz ne s'applique qu'aux équipements destinés à l'environnement de soins à domicile, et, comme pour les champs à fréquence industrielle, il vise les équipements comportant des composants ou circuits sensibles aux champs magnétiques ; l'emplacement du champ appliqué est fixé dans le plan d'essai et consigné dans le rapport.

Le critère de performance de chaque fonction découle de la gestion des risques du fabricant : si la perte d'une fonction sous le champ peut nuire au patient, cette fonction doit continuer à fonctionner. La justification figure dans le dossier de gestion des risques et dans le rapport d'essai.

Voir aussi

Pièges classiques en préparation de campagne

Six erreurs reviennent dans les rapports d'échec au premier passage de l'essai 4-8.

Positionnement de l'EUT hors du volume uniforme. La bobine produit un champ uniforme dans seulement les 50 % centraux de son volume englobant, avec une tolérance de plus ou moins 3 dB. Un EUT pose en bord de bobine reçoit un champ plus faible que prévu, et le laboratoire peut conclure a tort que l'EUT est conforme. La verification a posteriori (par sonde de champ traceable) révèle l'erreur. Le plan d'essai doit spécifier le positionnement et le rapport doit le photographier.
Une des trois orientations omise. Le piège classique sur les EUT poses a plat est d'oublier l'axe vertical, qui demande une rotation à 90 degrés autour d'un axe horizontal pas toujours pratique. Tester X et Y horizontaux sans Z fait passer un EUT qui aurait échoue sur Z. Le rapport doit photographier les trois rotations.
Bobine étalonnage périmée. La constante d'étalonnage de la bobine (A/m par ampere) dérive si le cadre se deforme, si la spire est légèrement déplacée, ou si une masse magnétique a proximité a ete ajoutée. La calibration annuelle est obligatoire, et la verification de l'absence de masse ferromagnétique a moins de 2 mètres est documentee.
EUT en veille ou hors mode nominal. Un équipement teste en veille exécute peu de fonctions sensibles, et passe souvent trivialement. Le plan d'essai doit spécifier le mode opérationnel (boucle de mesure, capture ECG simulée, transmission réseau active) et le critère d'observation.
THD du générateur élevé. Un générateur avec THD supérieur à 8 % injecte des harmoniques (150, 250, 350 Hz...) qui se couplent différemment des 50 Hz purs. La norme exige THD < 8 % au courant nominal. La mesure se fait avant la campagne et figure au rapport.
Champ ambiant non mesure. La salle d'essai doit avoir un champ ambiant inférieur à 1 A/m (10 % du niveau le plus bas testable). Un local a proximité d'un transformateur de distribution non blindée peut dépasser cette valeur. La mesure du champ ambiant avant et après essai est obligatoire et figure au rapport. Voir Pièges CE pour les anomalies de rapport EMC en général.

Conception robuste au champ magnétique basse fréquence

La conformité 4-8, surtout au niveau 30 A/m, se decide en amont par la conception du PCB et du boîtier.

Reduire les boucles de courant sensibles

Toute boucle de courant fermée dans un PCB capte une force électromotrice proportionnelle a la surface, a l'intensité du champ, et a la fréquence. A 50 Hz et 30 A/m, une boucle de 100 cm carres capte environ 170 microvolts crête. Réduire la surface de boucle (routage retour de masse au plus près du signal aller, plan de masse continu) réduit proportionnellement la tension parasite induite.

Orientation des composants sensibles

Les composants a fort facteur de couplage magnétique (bobines de relais, transformateurs de mesure, capteurs a effet Hall, microphones a bobine mobile) ont une direction sensible. Orienter ces composants pour que leur axe sensible soit perpendiculaire a l'orientation la plus probable du champ extérieur réduit le couplage. Cette optimisation cible un axe spécifique, mais l'essai à 3 axes orthogonaux vérifie que l'EUT survit dans toute orientation.

Blindage magnétique

Les boîtiers acier doux atténuent peu à 50 Hz (profondeur de peau 0,8 mm, atténuation de quelques dB par millimetre). Pour un blindage significatif, des matériaux a haute perméabilité magnétique sont nécessaires: mumetal, permalloy, ferrites a basse fréquence. Un blindage en mumetal de 0,5 mm peut atteindre 30 à 40 dB d'atténuation à 50 Hz, mais le matériau est cher, fragile (les contraintes mécaniques dégradent la perméabilité), et perd ses propriétés après pliage si non recuit. Une enveloppe complète en mumetal est typiquement réservée aux instruments de mesure de très haute précision (microscopes électroniques, magnétomètres SQUID).

Filtrage et intégration logicielle

Sur les capteurs analogiques, un filtre passe-bas avec fréquence de coupure inférieure à 50 Hz attenue le signal parasite induit. Sur les mesures ECG ou audio, un filtre coupe-bande (notch filter) à 50 Hz est standard. Au niveau logiciel, une moyennage sur des fenêtres de 20 ms ou 40 ms (un ou deux périodes 50 Hz) éliminera la composante magnétique residuelle.

Ce qu'il faut retenir

IEC 61000-4-8 Ed 2.0:2009 évalue l'immunité à un champ magnétique continu aux fréquences industrielles de 50 et 60 Hz.
Cinq niveaux de sévérité : 1, 3, 10, 30 et 100 A/m, plus un niveau ouvert X. Un champ de courte durée de 1 à 3 secondes ajoute 300 A/m au niveau 4 et 1 000 A/m au niveau 5.
Trois orientations orthogonales obligatoires: l'EUT est teste dans chacune des trois directions X, Y, Z, soit par rotation de l'EUT, soit par commutation de bobines orthogonales.
Le critère vient de la norme produit ; la plupart exigent le critère A pour le champ continu, parce que le phénomène est permanent dans le monde réel.
L'IEC 60601-1-2 exige 30 A/m à 50 ou 60 Hz pour les équipements médicaux comportant des éléments sensibles aux champs magnétiques, avec une seule valeur pour les soins professionnels et à domicile, et ajoute depuis 2020 les champs magnétiques de proximité selon l'IEC 61000-4-39.
IEC 61000-4-9 et 4-10 complètent la famille magnétique: 4-9 pour le champ impulsionnel (coup de foudre, court-circuit), 4-10 pour le champ oscillatoire amorti (commutation HT). Tous deux acceptent le critère B.
La robustesse vient de la conception: réduction des boucles de courant sensibles, orientation des composants a fort couplage magnétique, blindage en mumetal pour les cas extrêmes, filtrage passe-bas et notch 50 Hz sur les capteurs sensibles.

Pour la mise en pratique en certification, voir Tests CE pour le cadre EMC en UE, Tests RED pour les essais radios complémentaires, et le glossaire pour les sigles EMC.

Sources & références

IEC 60601-1-2:2014/AMD1:2020, tableau 4 et tableau 11 (extrait public), IEC via iTeh Standards cdn.standards.iteh.ai/samples/100132/e7d4039bdb1f4559aa3c012ff789f5b6/IEC-60601-1-2-2014-AMD1-2020.pdf
IEC 61000-4-8 Ed 2.0:2009, essai d'immunité au champ magnétique à fréquence industrielle, IEC webstore.iec.ch/publication/4229
EN 60601-1-2:2015+A1:2021, dispositifs médicaux, compatibilité électromagnétique, IEC webstore.iec.ch/en/iec-search/result?q=EN%2060601-1-2
EN 55035:2017+A11:2020, équipements multimedias, immunité électromagnétique, CENELEC standards.cencenelec.eu/dyn/www/f?p=205:110:0::::FSP_PROJECT,FSP_ORG_ID:67027,1258635
EN 55024:2010+A1:2015, équipements de traitement de l'information, immunité, CENELEC standards.cencenelec.eu/dyn/www/f?p=205:110:0::::FSP_PROJECT,FSP_ORG_ID:35375,25
IEC 61000-4-9, essai d'immunité au champ magnétique impulsionnel, IEC webstore.iec.ch/publication/4231
Directive 2014/30/UE relative a la compatibilité électromagnétique, EUR-Lex eur-lex.europa.eu/eli/dir/2014/30/oj

Questions fréquentes

Pourquoi tester un équipement contre un champ magnétique à 50 Hz ?: Les transformateurs de puissance, les moteurs asynchrones, les armoires de distribution et les chargeurs de forte intensité generent en permanence des champs magnétiques a la fréquence du réseau (50 Hz en Europe, 60 Hz en Amerique du Nord). Ces champs pénètrent les boîtiers métalliques par les ouvertures et les câbles, et se couplent aux boucles de courant des PCB. Un capteur a effet Hall mal blinde, une bobine de relais, un écran CRT historique ou un amplificateur audio sensible peuvent être perturbes. IEC 61000-4-8 vérifie que l'équipement maintient sa fonction en présence de ces champs continus, condition typique d'une installation près d'un poste de transformation ou d'une armoire électrique.
Quelle est la différence entre IEC 61000-4-8, 4-9 et 4-10 ?: IEC 61000-4-8 couvre le champ magnétique continu a fréquence industrielle à 50 ou 60 Hz ; des normes produit peuvent exiger d'autres fréquences, comme les 16,7 Hz de certains réseaux de traction ferroviaire. IEC 61000-4-9 couvre le champ magnétique impulsionnel, simulant l'effet d'un courant de court-circuit ou d'un coup de foudre proche d'une installation: impulsion 6,4/16 microsecondes, niveaux jusqu'à 1000 A/m crête. IEC 61000-4-10 couvre le champ magnétique oscillatoire amorti, simulant les commutations de disjoncteurs et de sectionneurs en haute tension: oscillation 100 kHz ou 1 MHz, niveaux jusqu'à 100 A/m. Les trois essais sont complémentaires et tous trois figurent dans EN 61000-6-2 pour l'environnement industriel sévère.
Quels niveaux d'essai pour quel type d'environnement ?: Niveau 1 (1 A/m) correspond à un environnement résidentiel eloigne des sources industrielles. Niveau 2 (3 A/m) couvre le résidentiel et le commercial typique. Niveau 3 (10 A/m) est l'exigence courante pour l'industriel et le bâtiment tertiaire, avec présence d'équipements de puissance moderes. Niveau 4 (30 A/m) cible l'industriel sévère a proximité immédiate de transformateurs ou de chargeurs de forte intensité, et le niveau 5 (100 A/m) les sites industriels lourds proches de jeux de barres à fort courant. Pour les équipements médicaux, l'IEC 60601-1-2 (4e édition, amendée en 2020) fixe une valeur unique de 30 A/m à 50 ou 60 Hz dans son tableau du port enveloppe, applicable aux équipements comportant des composants ou circuits sensibles aux champs magnétiques, sans distinguer soins professionnels et soins à domicile.
Champ continu ou de courte durée, quelle procédure ?: La norme distingue deux modes selon la nature du phénomène. Le champ continu est applique pendant au moins 1 à 3 secondes après stabilisation, le temps d'observer le comportement de l'EUT en régime établi; c'est le cas pour les niveaux 1 à 4 generiques. Le champ de courte durée (test transitoire) applique le niveau pendant 1 à 10 cycles de la fréquence réseau, soit 20 ms à 200 ms à 50 Hz; cette modalité simule les phénomènes de court-circuit ou de démarrage moteur. La norme produit spécifie lequel des deux modes s'applique, et certaines exigent les deux successivement.
Pourquoi faut-il tester sur les trois axes orthogonaux ?: Un champ magnétique a une direction dans l'espace. Les structures sensibles a l'intérieur de l'EUT (boucles de courant sur PCB, bobines de relais, capteurs a effet Hall) répondent au champ selon leur orientation propre. Tester sur un seul axe laisse les deux autres orientations non couvertes, et un produit peut passer sur X mais échouer sur Y ou Z. La norme demande donc trois orientations orthogonales, en faisant pivoter l'EUT à 90 degrés après chaque séquence (ou en changeant l'orientation de la bobine d'induction, ce qui est équivalent). Le rapport documente les trois orientations et le comportement observe pour chacune.
Quel critère de performance s'applique ?: C'est la norme produit qui le fixe : l'IEC 61000-4-8 est une publication fondamentale en CEM et laisse le critère aux comités de produits. La plupart des normes produit exigent le critère A pour le champ continu, parce que le phénomène (champ à fréquence industrielle) est permanent dans le monde réel : une dégradation qui disparaît à la fin d'un essai en laboratoire deviendrait une perte de fonction durable sur site.
Comment dimensionner la bobine d'induction ?: La norme décrit deux géométries acceptables: la bobine carrée d'1 mètre de cote (bobine simple) et la bobine d'Helmholtz double, qui produit un champ plus uniforme dans son volume central. Pour les petits EUT, la bobine simple suffit. Pour des EUT plus volumineux, des géométries augmentées (1 m x 2,6 m ou bobines a deux spires en série) sont spécifiées. Le constructeur de la bobine fournit la constante d'étalonnage qui relie le courant injecte au champ magnétique produit au centre, en A/m par ampere d'excitation. L'étalonnage est vérifié annuellement avec une sonde de champ traceable.
Quelles erreurs de campagne font échouer le premier passage ?: Trois pièges reviennent dans les rapports d'échec. D'abord, le positionnement de l'EUT hors du volume uniforme de la bobine (typiquement les 50 % centraux): le champ y est plus faible, le laboratoire applique un niveau apparent mais l'EUT ne reçoit pas le niveau requis, et la verification a posteriori est sévère. Ensuite, l'oubli d'une des trois orientations orthogonales, souvent l'axe vertical sur les EUT poses a plat: le rapport doit montrer les trois rotations. Enfin, l'EUT en veille au lieu d'exécution active: un équipement teste hors régime nominal passe trivialement, parce qu'aucune fonction sensible n'est sollicitee.