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SAR : mesure du DAS (IEC 62209, EN 50360)

Guide · Exposition RF et SAR

Le débit d'absorption spécifique, ou SAR, est la grandeur de référence pour caractériser la puissance radiofréquence absorbée par les tissus biologiques quand un émetteur est utilise au contact du corps ou a sa proximité immediate. Tous les téléphones, montres connectées, écouteurs sans fil, lunettes connectées, casques audio et dispositifs médicaux portatifs y sont soumis. La méthode de mesure est horizontale, définie par la série IEC 62209, et reprise par l'Union européenne via les EN 50360 et EN 50566 ainsi que par la FCC via le bulletin OET 65. Cette page expose les limites réglementaires des deux cotes de l'Atlantique, les normes de mesure, le matériel d'essai (fantôme SAM, plateformes robotisées), le basculement vers la densité de puissance pour les bandes mmWave, et les pièges les plus fréquents en préparation de dossier.

Le SAR (Specific Absorption Rate, ou débit d'absorption spécifique en français) est défini comme la puissance électromagnétique absorbée par unité de masse de tissu, exprimée en watts par kilogramme. La définition mathématique est SAR = sigma * E^2 / rho, ou sigma est la conductivité électrique du tissu en siemens par mètre, E le module du champ électrique interne en volts par mètre, et rho la masse volumique du tissu en kilogrammes par mètre cube.

La grandeur est locale : elle varie point par point dans le volume biologique. Les régulations imposent donc deux types de moyennage avant comparaison a une limite.

  • Moyennage spatial. On intègre le SAR sur un volume cubique de tissu de masse 1 g ou 10 g selon le régime applicable. La FCC retient 1 g, l'Union européenne 10 g.
  • Moyennage temporel. On intègre sur une fenêtre de 6 minutes pour les expositions contrôlées et de 30 minutes pour la population générale, conformément aux règles FCC du 47 CFR 1.1310 et au bulletin OET 65. Sous ICNIRP 2020, la fenêtre dépend de la grandeur et non de la population: 6 minutes pour le DAS local et la densité de puissance absorbée locale, 30 minutes pour le DAS corps entier.

Cette double moyenne explique pourquoi un même produit peut afficher des valeurs SAR très différentes selon le rapport : une valeur SAR brute, instantanée et locale, n'a aucune signification réglementaire. Seule la valeur moyennée selon le protocole de la norme citée dans le dossier compte.

La grande divergence US-UE n'est pas seulement dans la valeur numérique (1,6 vs 2,0 W/kg) mais dans la masse sur laquelle on moyenne. Moyenner sur 1 g (FCC) capture une concentration locale plus forte qu'un moyennage sur 10 g (UE). A SAR pic égal, la valeur moyennée sur 1 g sera structurellement plus élevée que celle moyennée sur 10 g. Résultat pratique : un produit qui respecte largement 2 W/kg / 10 g en UE n'est pas garanti respecter 1,6 W/kg / 1 g aux Etats-Unis, et l'analyse doit être refaite a chaque configuration.

Le SAR est encadre par deux cadres juridiques qui partagent les mêmes fondements scientifiques (lignes directrices ICNIRP et IEEE C95.1) mais avec des transpositions réglementaires différentes.

Pour un équipement radio mis sur le marche européen, l'exigence de protection santé repose sur l'article 3.1(a) de la directive RED 2014/53/UE, qui exige la protection de la santé et de la sécurité des personnes. La traduction opérationnelle passe par :

  • La recommandation 1999/519/CE du Conseil, qui fixe les limites numériques d'exposition pour la population générale, alignées sur ICNIRP 1998 puis ICNIRP 2020.
  • Les normes harmonisées EN 50360 pour les téléphones portatifs utilises a proximité de la tête, EN 50566 pour les autres équipements portes près du corps, et la série EN 62209 (transposition CENELEC des IEC 62209) pour la procédure de mesure.

Voir La RED pour le cadre directive et Tests RED pour le détail des essais santé.

La FCC traite le SAR dans deux endroits :

  • 47 CFR 1.1307 désigne les catégories d'émetteurs soumis a une évaluation d'exposition RF.
  • 47 CFR 1.1310 fixe les limites numériques (Maximum Permissible Exposure et SAR), et 47 CFR 2.1093 détaille la procédure pour les portatifs.
  • Le bulletin OET 65 (Fédéral Communications Commission, Office of Engineering and Technology) fournit la guidance technique d'application historique ; le supplément C-0101 est retiré et son contenu relève désormais des publications KDB, référencées de manière croisée dans la KDB 447498 D03.
  • Les KDB publications (Knowledge Database) précisent les cas particuliers : KDB 447498 (guidance générale d'exposition RF, modules inclus), KDB 865664 (mesure SAR jusqu'à 6 GHz), KDB 248227 (SAR des émetteurs 802.11), KDB 941225 (SAR des terminaux 3G et LTE, mode hotspot et mini-tablettes UMPC), KDB 690783 (mentions SAR sur les grants).

Voir La FCC et Tests FCC pour le cadre US.

GrandeurUnion européenne (1999/519/CE, ICNIRP)Etats-Unis (47 CFR 1.1310)
SAR tête/tronc localise2,0 W/kg moyennes sur 10 g (6 min)1,6 W/kg moyennes sur 1 g (30 min)
SAR membres localise4,0 W/kg moyennes sur 10 g (6 min)4,0 W/kg moyennes sur 10 g (30 min)
SAR corps entier0,08 W/kg moyennes sur masse totale0,08 W/kg moyennes sur masse totale
Plage de fréquences100 kHz a 6 GHz (SAR)100 kHz a 6 GHz (SAR)
Au-dela de 6 GHzDensite de puissance, ICNIRP 2020Densite de puissance, guidance KDB 447498 + KDB inquiry

Lecture : si la limite corps entier et membres convergent, la différence critique se joue sur le SAR localise tête/tronc. Aux Etats-Unis, la masse de moyennage de 1 g donne par construction des valeurs plus élevées a même champ incident, et la limite numérique est plus basse. Le rapport de marges entre les deux régimes dépend de la distribution spatiale du champ et ne se prédit pas par un simple facteur scalaire.

IEC 62209 est la pierre angulaire de la métrologie SAR. Publiée par l'IEC sous l'égide du TC 106 (champs électromagnétiques dans l'environnement humain), elle est transposée en européen sous la cote EN 62209 par CENELEC. C'est elle qui fournit la procédure pratique : protocole de calibration, géométrie du fantôme, asservissement robotique, post-traitement des champs internes.

PartiePerimetrePlage de fréquenceCas d'usage typique
IEC 62209-1Téléphones portatifs utilises a proximité de la tête300 MHz a 6 GHzSmartphone tenu a l'oreille, téléphone DECT
IEC 62209-2Dispositifs portes près du corps30 MHz a 6 GHzMontre, capteur medical, hotspot, lunettes
IEC 62209-3Systemes à mesure vectorielle (fast-SAR)600 MHz a 6 GHzSmartphone 5G + Wi-Fi + BLE simultanés
IEC 62209-4Methodes pour dériver le SAR avec scope réduit30 MHz a 6 GHzVariantes produit, simulation numérique validée

IEC 62209-1 traite le cas historique du téléphone tenu a l'oreille avec le fantôme SAM. IEC 62209-2 traite le cas porte au corps avec un fantôme plat. La partie 3, publiée en 2019, formalise les méthodes pour les produits qui émettent simultanément sur plusieurs technologies : c'est la situation par défaut sur tout smartphone moderne. IEC 62209-4, plus récente, propose des méthodes pour réduire le périmètre de mesure quand on dispose d'une simulation numérique (FDTD typiquement) validée expérimentalement sur une configuration de référence.

Les normes harmonisées EN reprennent le contenu IEC avec parfois un retard de publication ou des annexes spécifiques au cadre RED. La correspondance courante est la suivante.

Norme ENRéférence IEC équivalenteStatut JOUE RED
EN 50360Methodes spécifiques téléphone, plus anciennesListee, en cours d'évolution
EN 50566Methodes spécifiques porte au corpsListee
EN 62209-1IEC 62209-1Listee
EN 62209-2IEC 62209-2Listee
EN 62209-3IEC 62209-3En cours d'intégration

Voir Normes RED pour les règles d'application des normes harmonisées et leur cycle de vie.

Une campagne SAR se déroule dans un environnement très spécifique, peu transférable depuis un laboratoire CEM classique.

Le SAM (Specific Anthropomorphic Mannequin) est défini dans IEEE 1528 et référencé par IEC 62209-1. Il s'agit d'une coque en plastique a faibles pertes diélectriques, reproduisant la géométrie de la tête du 90eme percentile masculin adulte avec deux oreilles factices a position fixée. Le SAM est remplis d'un liquide équivalent tissu dont la permittivité relative et la conductivité sont ajustées a la fréquence d'essai pour imiter les propriétés électromagnétiques moyennes du cerveau humain. La composition du liquide change a chaque bande : un cocktail eau / sucre / sel / agents tensioactifs typique pour le 900 MHz n'est pas adapte au 5 GHz.

Pour les essais corps, on remplace le SAM par un fantôme plat : un parallélépipède en plastique a fond plat rempli du même type de liquide. Le produit est positionne sur la face plane a la distance de séparation déclarée par le fabricant.

La mesure du champ électrique interne se fait avec une sonde dosimétrique miniaturisée, typiquement un capteur trois axes a diode Schottky calibre individuellement. La sonde est portée par un bras robotise a six degrés de liberté qui balaie un volume prédéfini sous la peau du fantôme. Le standard de facto du marche est la plateforme DASY de SPEAG (Schmid & Partner Engineering AG, Zurich), présent dans la grande majorité des laboratoires SAR accreditites mondialement. Des alternatives existent (cSAR3D de SPEAG également, systèmes Schmid, IndexSAR), mais DASY domine encore la littérature methodologique.

Le balayage robotise fournit une carte 3D du module du champ. Le logiciel SAR (DASY6 ou équivalent) intégré numériquement sigma * E^2 / rho sur le volume requis (1 g ou 10 g), avec l'algorithme de moyennage cubique défini par IEEE C95.3-2002. La valeur retenue est le maximum sur l'ensemble du volume scanne pour la configuration testée. Chaque configuration génère une carte, une valeur moyennée, et une trace de calibration archivee.

mmWave et basculement vers la densité de puissance

Section intitulée « mmWave et basculement vers la densité de puissance »

Au-dela d'environ 6 GHz, la profondeur de pénétration du champ électromagnétique dans les tissus chute drastiquement. A 28 GHz typiquement, la profondeur de peau (skin depth) dans la peau humaine descend autour de 0,5 mm, et l'énergie absorbée se concentre dans une couche superficielle ou la notion de SAR moyenne sur 1 g ou 10 g perd son sens physique : on intégrerait sur un volume très majoritairement vide d'absorption. Les organismes de normalisation ont donc opte pour une grandeur de remplacement, la densité de puissance surfacique exprimée en W/m^2.

Les lignes directrices ICNIRP 2020 et la mise à jour IEEE C95.1-2019 introduisent la densité de puissance moyennée dans le temps (Time-averaged Power Density, TPD) comme métrique de référence au-dessus de 6 GHz. La moyenne se fait sur une fenêtre de 6 minutes (exposition contrôlée) ou 30 minutes (population générale) et sur une surface élémentaire de 4 cm^2 ou 1 cm^2 selon la fréquence.

Les limites typiques retenues par ICNIRP 2020 pour la population générale au-dessus de 6 GHz sont de l'ordre de 20 W/m^2 sur 4 cm^2, avec des relèvements jusqu'à 200 W/m^2 par paliers selon la fréquence et le scenario.

La FCC traite les bandes mmWave (24 GHz, 28 GHz, 37 GHz et 39 GHz, utilisées par la 5G FR2 et certaines liaisons backhaul) en densité de puissance au titre des 47 CFR 1.1310 et 2.1093, avec la guidance KDB 447498 et des KDB inquiries préalables. La procédure combine :

  • Une mesure de densité de puissance avec sonde directionnelle.
  • Une caractérisation du diagramme d'antenne pour les antennes a balayage de faisceau (beamforming).
  • Une évaluation statistique de l'exposition en tenant compte de la durée d'activation des faisceaux.

L'IEC 62232 fournit le cadre normatif IEC pour ces mesures, complété par les guides UIT-T K-series pour les stations de base.

Tableau de synthèse : SAR vs densité de puissance

Section intitulée « Tableau de synthèse : SAR vs densité de puissance »
Plage de fréquenceGrandeurNorme principaleMethodeLimite typique population générale
100 kHz a 10 MHzDensite de courant + SARICNIRP 2020Mesure courant induitVariable selon fréquence
10 MHz a 6 GHzSAR localise + globalIEC 62209-1/-2/-3Fantome + sonde robotisée2 W/kg / 10 g (UE), 1,6 W/kg / 1 g (US)
6 GHz a 300 GHzDensite de puissanceIEC 62232, règles d'exposition RF FCC (KDB inquiry)Sonde directionnelle, beam scan10 W/m^2 sur 4 cm^2 (ICNIRP 2020)

La procédure de test impose une configuration du produit en pire cas : c'est l'enjeu principal de la préparation du dossier.

Le produit doit être évalué avec :

  • Puissance maximale sur chaque bande, généralement obtenue via un firmware de test ou une commande AT spécifique au chipset.
  • Tous les radios actifs dans les configurations d'usage crédibles : cellulaire, Wi-Fi 2,4 GHz, Wi-Fi 5 GHz, Wi-Fi 6 GHz, BLE simultanés le cas echeant.
  • Plusieurs canaux par bande : typiquement canal bas, milieu, haut.
  • Plusieurs positions par rapport au fantôme : tête gauche, tête droite, contact joue, contact a l'oreille (le cheek et le tilt du standard IEEE 1528), corps avant, corps arriere, plusieurs orientations.

Pour un smartphone multi-bandes, le nombre de configurations a tester peut dépasser 100. Les techniques de simulation numérique (FDTD validée expérimentalement) et de reduced test scope (IEC 62209-4) sont alors mobilisées pour cibler les pires cas et réduire le balayage robotise.

Le liquide équivalent tissu doit être stabilise en température (20 a 22 degrés Celsius typiquement), car sa permittivité et sa conductivité varient sensiblement avec la température. Une dérive de plus de 2 degrés pendant la session invalide les mesures. Le laboratoire calibre le liquide au début de chaque journée et le vérifie par sonde de référence.

La distance entre le produit et la face du fantôme est un parametre déclaré par le fabricant et inscrit dans la notice utilisateur. Les valeurs courantes vont de 0 mm (contact direct) pour une montre ou un patch medical, 5 mm pour un smartphone, 10 a 15 mm pour un appareil porte sur ceinture. Sous-déclarer cette distance pour faciliter le passage est un piège classique : la notice doit être cohérente, et toute mention marketing suggérant un usage plus rapproche crée un risque de non-conformité.

Côté américain, les procédures propres aux technologies cellulaires et au mode hotspot ne figurent pas dans le bulletin OET 65 : elles relèvent de la publication KDB 941225, mise à jour le 9 avril 2024. Sa numérotation a bougé, donc la version compte : la note de la publication précise que la pièce jointe D01 v03r01 consolide en un seul document les versions antérieures de D01, D02, D03 et D04. Cinq pièces jointes sont en vigueur.

Pièce jointePérimètre
941225 D01 v03r01Procédures SAR 3G, 3GPP et 3GPP2 (1xRTT, EvDo, UMTS/WCDMA, GSM/GPRS)
941225 D05 v02r05Terminaux LTE Release 8, FDD et TDD
941225 D05A v01r02Formulaire de KDB inquiry pour le LTE Release 10
941225 D06 v02r01Appareils portatifs à fonction routeur sans fil (hotspot)
941225 D07 v01r02Mini-tablettes UMPC, diagonale inférieure ou égale à 20 cm

La D06 vise l'appareil qui achemine le trafic de clients Wi-Fi voisins via sa propre connexion WWAN, par opposition à un point d'accès qui l'achemine par une liaison filaire. Deux règles fixent la géométrie d'essai, et elles répondent à des questions différentes.

  • Le facteur de forme fixe la distance de séparation. Lorsque la longueur et la largeur hors tout dépassent 9 cm par 5 cm, le SAR en mode hotspot se mesure à 10 mm ; pour les appareils plus petits, une distance de 5 mm ou moins est exigée. En cas de doute, la D06 renvoie le demandeur à une KDB inquiry plutôt qu'à un jugement d'ingénieur.
  • Une règle des 25 mm fixe les surfaces. Le SAR est mesuré sur toutes les arêtes et surfaces comportant une antenne émettrice située à moins de 25 mm de cette surface ou de cette arête. Une face sans antenne à moins de 25 mm n'entre jamais dans la liste d'essais.

La combinaison distance d'essai et mesure sur 1 g couvrant aussi l'exposition en main, une évaluation distincte du SAR extrémités sur 10 g n'est pas nécessaire. La D06 prévient qu'avec le mode hotspot actif pendant un appel, jusqu'à quatre émetteurs peuvent émettre simultanément, et que le trafic hotspot est en général transparent et non surveillé : le laboratoire ne peut pas supposer que l'utilisateur a posé l'appareil. S'écarter de ces procédures n'est pas libre non plus, la D06 imposant un PAG (pre-approval guidance, KDB 388624) lorsqu'elles ne sont pas suivies.

La FCC ne demande jamais la matrice combinatoire complète. La KDB 941225 confie le calcul à la KDB 447498 D01, où la décision prend la forme d'une cascade, appliquée séparément à chaque bande, chaque condition d'exposition et chaque position d'essai.

  1. Exclusion en fonctionnement isolé, section 4.3.1 : aucune évaluation SAR lorsque [(puissance maximale du canal, tolérance de réglage incluse, mW) / (distance de séparation minimale, mm)] · √f(GHz) ≤ 3,0 pour le SAR sur 1 g, de 100 MHz à 6 GHz et à des distances inférieures ou égales à 50 mm. En mode hotspot, la distance à utiliser ici est celle du fantôme à l'appareil, 10 mm ou 5 mm, jamais celle de 25 mm entre l'antenne et la surface.
  2. Réduction du nombre de canaux, section 4.4.1 : les autres canaux d'une bande sont écartés lorsque le SAR sur 1 g rapporté pour le canal médian ou le canal de plus forte puissance est ≤ 0,8 W/kg pour une bande large de 100 MHz au plus, ≤ 0,6 W/kg entre 100 et 200 MHz, ≤ 0,4 W/kg à partir de 200 MHz.
  3. Émission simultanée, section 4.3.2 : lorsque la somme des SAR sur 1 g rapportés en fonctionnement isolé pour toutes les antennes émettant simultanément reste dans la limite, la configuration est exclue d'emblée. Lorsque cette somme dépasse la limite, les antennes sont prises deux à deux et l'on calcule le rapport entre SAR et écart des pics, le SPLSR des documents FCC, égal à (SAR1 + SAR2)^1,5 / Ri, où Ri est la distance en millimètres entre les deux positions de pic de SAR. La configuration est exclue si le rapport est ≤ 0,04 pour chaque paire, ou ≤ 0,10 lorsque le SAR sur 10 g s'applique. Les paires qui échouent sont mesurées.

Un seuil commande l'entrée dans la matrice : le SAR en émission simultanée est traité lorsque la durée maximale de recouvrement des émissions, transferts intercellulaires compris, dépasse 30 secondes.

Deux précautions. Lorsqu'un routeur sur batterie a besoin d'une clé USB ou d'une carte externe homologuée pour assurer le mode hotspot, la D06 attribue à cet émetteur un SAR rapporté de 1,6 W/kg, soit toute la limite sur 1 g : le critère de somme est écarté et le rapport par paire doit être appliqué. Par ailleurs, depuis le 13 août 2022, la 447498 D01 v06 ou la plus récente 447498 D04, guidance intérimaire, v01, peuvent être appliquées, chacune intégralement et sans mélange ; les seuils de rapport et de réduction de canaux sont identiques dans les deux, le calcul de première étape ne l'est pas. Considérez ce couple comme daté et non comme définitif : la fiche de publication de la KDB 447498 indique qu'après la période de transition, toutes les demandes devront suivre de nouvelles procédures publiées sous le nom 447498 D01 v07, en remplacement de la v06, et que la FCC annoncera la période de transition lorsque la v07 sera disponible. Vérifiez la fiche de publication avant de figer un plan d'essais : le choix du document de guidance est la première chose que regarde un TCB.

La sommation des contributions décrite dans la section suivante est la même arithmétique vue du côté système : le premier test de cette cascade, appliqué au produit fini.

Tous les smartphones et la plupart des wearables modernes émettent simultanément sur plusieurs technologies : cellulaire + Wi-Fi + BLE, ou plus rarement cellulaire + cellulaire (Dual Connectivity 4G+5G).

Approche conservative : sommation des contributions

Section intitulée « Approche conservative : sommation des contributions »

La méthode la plus simple consiste a mesurer le SAR de chaque radio individuellement, puis a sommer les contributions :

SAR_total = SAR_cellulaire + SAR_WiFi + SAR_BLE

Cette somme arithmétique est conservative : elle suppose que les pires cas spatiaux se superposent exactement, ce qui n'est pas le cas en realite. Elle facilite la démonstration de conformité mais penalise la marge produit.

IEC 62209-3 et la KDB 447498 admettent une mesure composite en pilotant simultanément les émetteurs a leur configuration pire cas et en relevant directement la carte SAR resultante. Le protocole demande un équipement spécifique (contrôle synchrone des radios), une procédure de validation de la simultanéité réelle, et un post-traitement statistique. Le gain de marge peut être significatif (typiquement 1 a 3 dB) mais le coût et la durée de campagne augmentent.

Les rejets de premier passage en laboratoire SAR proviennent en grande majorité de cinq causes recurrentes.

  1. Distance de séparation incohérente ou non déclarée. Le fabricant fournit le produit sans avoir formalise la distance de séparation a tester. Le laboratoire applique une valeur par défaut conservatrice (typiquement 0 mm pour un wearable, 5 mm pour un smartphone), et la valeur SAR dépasse. La distance doit être fixée au cahier des charges, justifiée par l'usage réaliste, et inscrite dans la notice utilisateur. Voir Pièges RED pour les pièges associes a la documentation utilisateur.

  2. Mauvais fantôme. Tester un wearable au contact du corps avec le fantôme SAM (tête) au lieu du fantôme plat (corps) est une erreur observable, mais l'inverse est plus subtil : un produit hybride (lunettes connectées qui touchent la tête et la tempe en même temps qu'elles sont portées devant) peut imposer une double évaluation tête + corps avec deux fantômes successifs.

  3. Confusion sub-6 GHz / mmWave. Pour un smartphone 5G combinant FR1 (bande sub-6) et FR2 (bande mmWave), il faut SAR sur FR1 et densité de puissance sur FR2, dans la même campagne mais avec deux protocoles distincts. Confondre les deux ou tester seulement l'un des deux est un motif de rejet immédiat par le TCB FCC. La guidance KDB applicable (447498 et les réponses d'inquiry mmWave) doit être lue avant la phase test, pas découverte au rapport.

  4. Sous-évaluation des configurations multi-radio. Le dossier ne couvre que le cellulaire seul et omet la combinaison cellulaire + Wi-Fi + BLE. Le TCB demande une évaluation complémentaire ou un calcul de SAR agrégée selon IEC 62209-3. Résultat : 1 a 3 semaines de délai supplémentaire et une seconde session de laboratoire.

  5. Calibration du liquide perimee. Le liquide équivalent tissu doit être re-titre périodiquement (typiquement tous les 1 a 3 mois selon le laboratoire). Un rapport produit avec un liquide hors validité est rejeté par le TCB. La verification est administrative mais souvent omise lors de l'audit du dossier. Voir Pièges FCC pour les pièges d'audit dossier.

La Hearing Aid Compatibility (HAC), encadrée aux Etats-Unis par 47 CFR 20.19, exige que les téléphones mobiles soient testes pour leur émission de champ proche dans la bande audio (a 1 kHz typiquement) et leur couplage avec les prothèses auditives. Bien que distincte du SAR (les fantômes, les bandes et les critères différent), la campagne HAC est souvent organisée en parallèle du SAR car :

  • Le produit est déjà sur le banc en configuration pire cas.
  • Les laboratoires équipés SAR sont généralement équipés HAC.
  • Le calendrier de campagne globale est ainsi optimise.

Les critères HAC sont M3 ou M4 pour le couplage magnétique audio et T3 ou T4 pour le couplage T-Coil, avec M4/T4 plus stricts que M3/T3. Voir le glossaire pour la définition complète des termes : SAR, HAC, MPE.

Pour planifier le budget et le délai d'une mise sur le marche, voici les ordres de grandeur observes pour une campagne menée dans un laboratoire européen accrédité ISO/IEC 17025 et reconnu FCC.

Type de produitConfigurations typiquesDuree campagneCout indicatif
Wearable mono-bande BLE4 a 83 a 5 jours4 000 a 8 000 EUR
Smartphone 4G LTE multi-bandes20 a 501 a 2 semaines12 000 a 25 000 EUR
Smartphone 5G FR1 + FR2 (mmWave)50 a 100+3 a 4 semaines25 000 a 50 000 EUR
Dispositif medical porte au corps5 a 151 semaine6 000 a 12 000 EUR
Lunettes connectées (tête + corps)10 a 251 a 2 semaines10 000 a 18 000 EUR

Le coût dépend principalement du nombre de configurations a évaluer, et secondairement de la mobilisation du robot pour les balayages les plus longs (mmWave en beamforming actif peut multiplier les durées). Une campagne dual UE + US dans un laboratoire FCC-MRA permet de produire un rapport unique exploitable des deux cotes, sous réserve d'avoir spécifié la double couverture au devis. Voir Couts de certification pour le cadre budgétaire global.

  • Le SAR mesure la puissance RF absorbée par unité de masse de tissu. Limites UE : 2 W/kg sur 10 g ; limites US : 1,6 W/kg sur 1 g. La masse de moyennage compte autant que la valeur numérique.
  • La métrologie est portée par IEC 62209. Quatre parties couvrent les téléphones (1), les portes au corps (2), les multi-sources (3) et les méthodes dérivées a scope réduit (4).
  • Les fantômes sont spécifiques. SAM pour la tête, fantôme plat pour le corps, remplis de liquide équivalent tissu calibre par bande.
  • Au-dela de 6 GHz, le SAR est remplace par la densité de puissance (TPD), normée par IEC 62232 et le cadre d'exposition RF de la FCC pour la mmWave 5G FR2.
  • La distance de séparation déclarée est un parametre critique du dossier : a fixer en amont et à vérifier dans toute la documentation utilisateur.
  • Une campagne multi-bandes prend 2 a 4 semaines pour un produit complet, plus si beamforming actif ou émission multi-radio simultanée.

Pour la mise en pratique cote UE, voir Tests RED. Cote US, voir Tests FCC. Pour les définitions des termes utilises, voir le Glossaire.

Sources & références

  1. IEC 62209-1:2016, Procedure de mesure du SAR pour les terminaux mobiles tenus à la main (300 MHz a 6 GHz) , IEC webstore.iec.ch/en/iec-search/result?q=IEC%2062209-1
  2. IEC 62209-2:2010, Procedure de mesure du SAR pour les dispositifs portes près du corps , IEC webstore.iec.ch/publication/6590
  3. IEC 62209-3:2019, Systemes à mesure vectorielle (600 MHz a 6 GHz) , IEC webstore.iec.ch/en/iec-search/result?q=IEC%2062209-3
  4. FCC OET Bulletin 65, évaluation de l'exposition aux champs RF , FCC OET www.fcc.gov/general/oet-bulletins-line
  5. 47 CFR paragraphe 1.1310, limites d'exposition aux champs RF , FCC / eCFR www.ecfr.gov/current/title-47/chapter-I/subchapter-A/part-1/subpart-I/section-1.1310
  6. Recommandation 1999/519/CE relative a la limitation de l'exposition du public aux champs électromagnétiques , EUR-Lex eur-lex.europa.eu/eli/reco/1999/519/oj
  7. ICNIRP 2020 Guidelines, exposition aux champs électromagnétiques 100 kHz a 300 GHz , ICNIRP www.icnirp.org/en/publications/article/rf-guidelines-2020.html
  8. FCC KDB Publication 941225, procédures d'essai SAR pour les terminaux 3GPP et 3GPP2 (D01 3G, D05 LTE, D06 mode hotspot, D07 mini-tablettes UMPC) , FCC OET apps.fcc.gov/oetcf/kdb/forms/FTSSearchResultPage.cfm?switch=P&id=26930
  9. FCC KDB Publication 447498, procédures d'exposition RF pour les appareils mobiles et portatifs (D01 v06, D04 Interim v01) , FCC OET apps.fcc.gov/oetcf/kdb/forms/FTSSearchResultPage.cfm?switch=P&id=20676

Questions fréquentes

Quelle est la différence entre les limites SAR européennes et américaines ?
L'Union européenne, sur la base de la recommandation 1999/519/CE et des lignes directrices ICNIRP, fixe le SAR localise tête/tronc a 2 W/kg moyennes sur 10 g de tissu pendant 6 minutes. La FCC, dans le 47 CFR paragraphe 2.1093, retient 1,6 W/kg moyennes sur 1 g. La limite américaine est numériquement plus basse et la masse de moyennage plus petite, ce qui la rend, a phénomène équivalent, plus contraignante qu'on ne le pense au seul examen des chiffres. Un produit dimensionne pour 2 W/kg n'est jamais automatiquement conforme a 1,6 W/kg, et réciproquement il faut vérifier la conversion pour chaque configuration.
Quand un produit doit-il être évalué SAR plutôt que MPE ou densité de puissance ?
Le SAR s'applique typiquement aux équipements portes a moins de 20 cm du corps (téléphones, montres connectées, écouteurs, dispositifs médicaux portatifs, lunettes connectées) sur la plage 100 kHz a 6 GHz. Au-dela d'environ 6 GHz et pour les bandes mmWave 5G FR2 (24 a 100 GHz), la pénétration du champ dans les tissus devient négligeable et la grandeur d'évaluation bascule sur la densité de puissance surfacique. La FCC ancre ses exigences d'exposition RF dans la KDB 447498, le mmWave étant traité en densité de puissance via des KDB inquiries. ICNIRP 2020 et IEEE C95.1-2019 introduisent en parallèle la densité de puissance moyennée dans le temps comme métrique de référence au-dessus de 6 GHz.
Pourquoi IEC 62209 a-t-elle plusieurs parties ?
La série a ete découpée pour suivre la complexité croissante des produits. IEC 62209-1 couvre les téléphones portatifs utilises près de la tête dans la bande 300 MHz a 6 GHz. IEC 62209-2 couvre les équipements portes près du corps. IEC 62209-3 introduit les méthodes pour les émetteurs multi-sources et multi-bandes simultanées, scenario typique des smartphones 5G qui combinent cellulaire, Wi-Fi et BLE. IEC 62209-4 définit des méthodes dérivées pour réduire le périmètre de tests sur des variantes produit déjà qualifiées, en s'appuyant sur la simulation numérique validée expérimentalement.
Qu'est-ce que le fantôme SAM et pourquoi est-il utilise ?
Le fantôme SAM (Specific Anthropomorphic Mannequin) est une coque en matériau diélectrique a faibles pertes, de forme calquée sur le 90eme percentile masculin adulte selon le rapport militaire américain données anthropométriques de l'US Army utilisées par IEEE Std 1528. Rempli d'un liquide équivalent tissu dont la permittivité et la conductivité imitent les propriétés électromagnétiques de la tête humaine a la fréquence testée, il fournit une référence reproductible entre laboratoires. Pour les essais corps, on utilise un fantôme plat rempli du même type de liquide, l'évaluation se faisant en projetant le produit sur la face plane a la distance de séparation déclarée par le fabricant.
Quelle est la durée typique d'une campagne SAR multi-bandes ?
Une campagne complète dans un laboratoire accrédité ISO/IEC 17025 et reconnu FCC s'etale typiquement sur 2 a 4 semaines pour un produit multi-bandes (cellulaire LTE + 5G NR sub-6 GHz, Wi-Fi 2,4 GHz et 5 GHz, BLE). Le facteur multiplicateur principal est le nombre de configurations a évaluer, chaque combinaison bande/canal/position pouvant exiger un balayage robotise complet d'environ 30 minutes a plusieurs heures. Les cas avec antennes multiples, MIMO ou beamforming actif et les scenarios d'émission simultanée allongent la campagne au-delà de 4 semaines.
Comment gérer la SAR agrégée en émission simultanée ?
La FCC documente l'approche dans la KDB 447498 et plusieurs publications complementaires. Le principe est qu'un produit émettant simultanément sur plusieurs technologies (cellulaire + Wi-Fi + BLE) doit démontrer que la somme des contributions SAR mesurées indépendamment ne dépasse pas la limite réglementaire, ou bien fournir une mesure SAR composite réelle en émission simultanée. La somme directe est conservatrice ; la mesure composite, plus réaliste, demande un protocole spécifique et un laboratoire équipé pour piloter les radios en parallèle. La directive RED ne traite pas explicitement l'agrégation mais le rapport doit la couvrir via les normes IEC 62209-3.
Comment un laboratoire décide-t-il quelles configurations d'émission simultanée doivent être testées en SAR ?
La KDB 447498 D01 fixe les critères et la KDB 941225 les applique aux terminaux cellulaires et au mode hotspot. On compare à la limite la somme des SAR sur 1 g rapportés en fonctionnement isolé pour chaque antenne émettant simultanément dans un mode de fonctionnement et une condition d'exposition donnés : si elle reste dans la limite, la configuration est exclue de la mesure simultanée. Si elle la dépasse, les antennes sont prises deux à deux et l'on calcule le rapport entre SAR et écart des pics, (SAR1 + SAR2)^1,5 / Ri, où Ri est la distance en millimètres entre les deux positions de pic de SAR ; la configuration est exclue si ce rapport vaut 0,04 au plus pour chaque paire, ou 0,10 au plus lorsque le SAR sur 10 g s'applique. Les paires qui échouent sont mesurées. La question ne se pose que si le recouvrement des émissions, transferts intercellulaires compris, dure plus de 30 secondes.
Quelle est la distance de séparation typique a déclarer pour un produit porte ?
Les valeurs courantes déclarées sur les téléphones et wearables vont de 0 mm (contact peau) a 15 mm. Le choix doit refléter l'usage réaliste du produit et est consigne dans la notice utilisateur. Sous-déclarer la distance pour faciliter le passage du test conduit a une non-conformité des qu'une marketing copy ou un emballage suggere un usage plus proche. Sur-déclarer evacue le risque test mais oblige a un avertissement utilisateur potentiellement pénalisant en marketing. La pratique de référence est 5 mm pour un smartphone, 0 mm pour une montre ou un patch medical, distance réelle d'utilisation pour les casques et écouteurs.
La compatibilité avec les prothèses auditives (HAC) est-elle liée au SAR ?
Non. La HAC (Hearing Aid Compatibility) répond a une exigence réglementaire distincte (47 CFR 20.19 aux Etats-Unis, programmes nationaux équivalents ailleurs) et caractérise la compatibilité électromagnétique avec les prothèses auditives M3/M4 et T3/T4. Elle est souvent testée en parallèle du SAR car les fixtures et l'instrumentation se recoupent partiellement, mais les critères, les fantômes et les bandes d'application différent. Un produit peut être conforme SAR et non conforme HAC, et réciproquement.