Ressource AVNIR Engineering
Publié le 21 juillet 2026, à jour des référentiels et bonnes pratiques en vigueur.
Actualité — Le règlement européen Cyber Resilience Act impose, à compter du 11 septembre 2026, de nouvelles obligations aux fabricants de produits comportant des éléments numériques. Derrière la cybersécurité, c’est toute la robustesse électronique qui est visée, à commencer par la maîtrise du rayonnement électromagnétique et de l’immunité des cartes (ANSSI, 2026).
Le rayonnement électromagnétique est partout : ondes radio, lumière, chaleur, signaux d’un calculateur. Pour un ingénieur, ce n’est pas un sujet de physique abstraite mais une réalité qui décide du bon fonctionnement d’une électronique embarquée. Comprendre le spectre, la différence entre champ proche et champ lointain, et la façon dont une onde vient perturber une carte, c’est poser les bases de la compatibilité électromagnétique. Cet article fait le tour de ce qu’un concepteur doit avoir en tête, du sens physique du rayonnement à ses effets concrets sur les systèmes.
L’essentiel
- Le rayonnement électromagnétique est la propagation d’une onde couplant un champ électrique et un champ magnétique, à la vitesse de la lumière, sans support matériel.
- Le spectre s’étend des ondes radio aux rayons gamma : mêmes lois physiques, mais la fréquence change tout aux effets, du simple échauffement à l’ionisation.
- En champ proche, près d’une source, les champs électrique et magnétique se traitent séparément ; en champ lointain, ils forment une onde plane bien plus simple à modéliser.
- Une onde parasite se couple à une carte ou un câble par rayonnement ou par conduction, et peut y induire des tensions capables de perturber, voire d’endommager l’électronique.
- Maîtriser le rayonnement, c’est le socle de la compatibilité électromagnétique : émission contenue, immunité assurée, et conception justifiée par la simulation et l’essai.
Qu’est-ce que le rayonnement électromagnétique
Le rayonnement électromagnétique est la propagation dans l’espace d’une onde formée d’un champ électrique et d’un champ magnétique, perpendiculaires entre eux et perpendiculaires à la direction de propagation. Il se déplace à la vitesse de la lumière et n’a besoin d’aucun support matériel : c’est pourquoi la lumière du Soleil nous parvient à travers le vide.
Une même description physique couvre le signal d’une antenne, la lumière visible et le rayonnement d’un four à micro-ondes : seule la fréquence les distingue. La conséquence pratique pour l’ingénieur électronicien est qu’un circuit émet et reçoit en permanence de tels champs, sans qu’on l’ait voulu.
Le spectre électromagnétique, des ondes radio aux gamma
Le spectre électromagnétique classe les ondes par fréquence croissante, et cette échelle unique gouverne tout leur comportement. De la plus basse à la plus haute fréquence, on distingue quatre grands domaines :
| Domaine | Fréquence | λ | Ionisant | Enjeu en électronique embarquée |
|---|---|---|---|---|
| Ondes radio | 3 kHz à 300 MHz | 100 km à 1 m | non | perturbations conduites, couplage sur les faisceaux de câblage |
| Micro-ondes | 300 MHz à 300 GHz | 1 m à 1 mm | non | radars et liaisons, champs de forte intensité, fentes de boîtier devenues antennes |
| Infrarouge, visible, ultraviolet | 300 GHz à 3 × 1016 Hz | 1 mm à 10 nm | non, sauf l’ultraviolet extrême à la frontière | thermique, optronique, vieillissement des polymères |
| Rayons X et gamma | au-delà de 3 × 1016 Hz | moins de 10 nm | oui | effets sur les composants, radiographie de contrôle |
Ce classement n’a rien d’académique. La fréquence fixe la longueur d’onde, donc la taille des antennes et la façon dont l’onde contourne ou traverse les obstacles. Elle fixe aussi l’énergie transportée : en dessous de l’ultraviolet, un rayonnement dit non ionisant agit surtout par échauffement ou par couplage électrique ; au-delà, il devient ionisant, capable d’arracher des électrons à la matière. En électronique embarquée, les fréquences qui posent problème vont typiquement de quelques dizaines de kHz à plusieurs GHz, la plage où vivent les signaux numériques rapides et les émetteurs radio.
Onde, fréquence, longueur d’onde : les grandeurs clés
Trois grandeurs suffisent à cadrer un problème de rayonnement : la fréquence, la longueur d’onde et l’amplitude des champs. Les deux premières sont liées par une seule relation.
λ = c / f
λ : longueur d’onde, en mètres. c : célérité de la lumière dans le vide, environ 3,00 × 108 m/s. f : fréquence, en hertz. C’est la seule relation à connaître par cœur, parce qu’elle convertit une fréquence en une dimension physique, donc en une antenne potentielle.| Fréquence | λ | λ/2, dimension la plus rayonnante | λ/20, limite « électriquement petit » |
|---|---|---|---|
| 100 MHz | 3 m | 1,5 m | 15 cm |
| 300 MHz | 1 m | 50 cm | 5 cm |
| 1 GHz | 30 cm | 15 cm | 1,5 cm |
| 3 GHz | 10 cm | 5 cm | 5 mm |
| 10 GHz | 3 cm | 1,5 cm | 1,5 mm |
| 40 GHz | 7,5 mm | 3,75 mm | 0,4 mm |
Ce tableau est l’outil de travail quotidien du concepteur. Une piste de circuit imprimé, une fente de boîtier ou un câble mal repris se comportent en antenne dès que leur dimension approche la demi-longueur d’onde : à 1 GHz, une fente de 15 cm rayonne efficacement, et une ouverture de 1,5 cm cesse d’être négligeable. Un défaut invisible à basse fréquence devient ainsi une porte d’entrée ou de sortie en haute fréquence, sans qu’aucune modification du circuit ne soit intervenue. Savoir situer ses signaux sur cette échelle, c’est déjà anticiper par où fuiront les perturbations.
AVNIR Engineering
Un problème de rayonnement à comprendre ou à maîtriser ?
Champ proche, couplages parasites, immunité des cartes : parlons de votre besoin en électromagnétisme et compatibilité électromagnétique.
Découvrir notre expertise CEM Parlons de votre projetChamp proche et champ lointain
La distance à la source change radicalement la nature du problème. Près d’un émetteur, dans ce qu’on appelle le champ proche, le champ électrique et le champ magnétique ne sont pas encore organisés en onde : ils dépendent fortement de la géométrie de la source et se traitent séparément, l’un pouvant dominer largement l’autre selon qu’il s’agit d’une boucle de courant ou d’une différence de potentiel.
Au-delà de quelques longueurs d’onde, en champ lointain, les deux champs se sont mis en phase et forment une onde plane qui décroît régulièrement avec la distance. Le rapport entre champ électrique et champ magnétique y devient constant : c’est l’impédance caractéristique du vide.
Z0 = √(µ0 / ε0) = µ0 c0 = 120π ≈ 377 Ω
Impédance caractéristique du vide. En champ lointain, le rapport de l’amplitude du champ électrique, en V/m, à celle du champ magnétique, en A/m, vaut cette constante : mesurer l’un des deux champs suffit alors à connaître l’autre. En champ proche, ce n’est jamais vrai.r ≈ λ / 2π (source électriquement petite) · dF = 2 D² / λ (ouverture de dimension D)
Deux bornes usuelles du passage en champ lointain, selon la nature de la source : la première pour un dipôle ou une boucle petits devant λ, la seconde, distance de Fraunhofer, pour une antenne ou une ouverture de dimension D. À 100 MHz, λ/2π vaut environ 48 cm : une sonde posée à 10 cm d’une carte mesure donc du champ proche, pas une émission au sens normatif.| Champ proche | Champ lointain | |
|---|---|---|
| Domaine | r inférieur à λ/2π environ | r supérieur à quelques λ |
| Rapport E/H | variable : quelques ohms pour une boucle, plusieurs kilohms pour un dipôle | constant, égal à 377 Ω |
| Décroissance | champs en 1/r² et 1/r³ selon la composante, soit une puissance qui chute en 1/r4 à 1/r6 | champs en 1/r, puissance en 1/r² |
| Modèle applicable | couplage capacitif ou inductif : la géométrie de la source est déterminante | onde plane : la propagation seule suffit à décrire |
| Cas typique | diaphonie entre deux pistes voisines, sonde de proximité sur une carte | mesure d’émission à 3 m, essai d’immunité en chambre |
| Remède de première intention | écartement, orientation, plan de masse, réduction des surfaces de boucle | blindage, maîtrise des ouvertures et des longueurs de câblage |
La distinction est tout sauf théorique : un couplage parasite entre deux pistes voisines relève du champ proche, tandis que la mesure d’émission d’un équipement à trois mètres relève du champ lointain. On ne les traite ni avec les mêmes modèles ni avec les mêmes remèdes.
Effets sur l’électronique : couplage et perturbations
Un rayonnement devient un problème dès qu’il se couple à un circuit et y induit des tensions ou des courants non désirés. Ce couplage emprunte deux grandes voies : la conduction, par les câbles et les pistes qui ramènent la perturbation à l’intérieur, et le rayonnement direct, quand une onde vient exciter une piste ou une boucle jouant le rôle d’antenne réceptrice.
Les conséquences vont du désagrément à la panne :
- un signal numérique mal interprété ou une communication brouillée ;
- un capteur qui dérive, faussant une mesure sans alerte ;
- un composant endommagé sous une agression de forte puissance, où le champ peut dépasser 200 V/m.
Le couplage inductif, lui, se calcule, et l’ordre de grandeur obtenu suffit souvent à trancher un choix de routage.
e = -dΦ/dt → pour une boucle plane d'aire A dans un champ sinusoïdal normal : e ≈ 2π f B A
Loi de Lenz-Faraday appliquée au couplage inductif : la tension parasite récoltée croît avec la fréquence et avec la surface de la boucle, pas avec sa longueur. En champ lointain, B se déduit du champ électrique par B = E / c. Ordre de grandeur : sous 200 V/m à 100 MHz, B vaut 0,67 µT, et une boucle de 1 cm² orientée au plus défavorable récolte environ 42 mV ; à 10 cm², dix fois plus. Calcul de boucle idéalisée, hors résonance et hors blindage : il ne remplace pas une simulation, il explique pourquoi la surface des boucles est un paramètre de conception à part entière.| Mécanisme | Grandeur qui le porte | Paramètre déterminant | Remède de première intention |
|---|---|---|---|
| Couplage capacitif | dV/dt entre conducteurs voisins | distance entre pistes, présence d’un plan de référence | écartement, piste de garde reliée à la masse |
| Couplage inductif | dI/dt et surface de boucle | aire de la boucle formée par l’aller et le retour du courant | retour au plus près, paire torsadée |
| Couplage par impédance commune | courant partagé dans un chemin de masse | impédance du chemin de retour | plan de masse continu, architecture de masses maîtrisée |
| Couplage par rayonnement | champ incident E ou H | longueur de câblage rapportée à λ, ouvertures du boîtier | blindage, ferrite de mode commun, filtrage en traversée |
L’électronique embarquée aéronautique est particulièrement exposée à ces quatre mécanismes : elle cohabite avec des émetteurs, des calculateurs rapides et des faisceaux de câblage denses, dans un volume contraint où les distances de découplage n’existent pas.
Du rayonnement à la compatibilité électromagnétique
Tout ce qui précède relève de la physique. La traduction en obligations, limites d’émission, niveaux d’immunité et preuve de conformité, est l’objet de la compatibilité électromagnétique.
La démarche complète, des perturbations conduites et rayonnées jusqu’aux essais de qualification, fait l’objet d’un guide de conformité CEM détaillé. Elle s’inscrit dans une logique de qualification environnementale plus large, aux côtés des essais vibratoires et de qualification aux référentiels DO-160 et équivalents qui couvrent l’ensemble des contraintes subies par un équipement aéroporté.
Maîtriser le rayonnement en pratique
Anticiper vaut toujours mieux que corriger. Le rayonnement se maîtrise dès la conception, en simulant la propagation des champs et la répartition des contraintes sur une carte, puis en vérifiant ces prévisions par la mesure. La simulation électromagnétique tridimensionnelle permet de localiser les zones sensibles, de dimensionner blindages et filtrages, et d’orienter le placement des pistes avant que le circuit n’existe physiquement.
La confrontation à l’essai reste décisive : émission mesurée, immunité éprouvée, corrélation entre le modèle et le relevé. C’est cette boucle qui transforme une intention de conception en robustesse démontrée. Le détail des moyens d’essai, chambre anéchoïque et chambre réverbérante, et la façon de lire les niveaux relevés sont traités dans le guide de conformité CEM.
FAQ : rayonnement électromagnétique
Qu’est-ce que le rayonnement électromagnétique ?
C’est la propagation dans l’espace d’une onde formée d’un champ électrique et d’un champ magnétique perpendiculaires, se déplaçant à la vitesse de la lumière sans support matériel. La lumière, les ondes radio, l’infrarouge ou les rayons X en sont des manifestations, distinguées uniquement par leur fréquence. Pour un ingénieur, c’est aussi ce que tout circuit émet et reçoit en permanence.
Quelle différence entre champ proche et champ lointain ?
En champ proche, tout près de la source, le champ électrique et le champ magnétique dépendent de la géométrie de l’émetteur et se traitent séparément. En champ lointain, au-delà de quelques longueurs d’onde, ils forment une onde plane dont le rapport est constant et qui décroît régulièrement avec la distance. Un couplage parasite entre pistes relève du champ proche, une mesure d’émission à trois mètres du champ lointain.
Comment le rayonnement perturbe-t-il l’électronique ?
Une onde parasite se couple à un circuit par conduction, via les câbles et les pistes, ou par rayonnement direct, quand une piste ou une boucle joue le rôle d’antenne. Elle y induit des tensions et des courants non désirés. Les effets vont du signal numérique mal interprété au capteur qui dérive, jusqu’à l’endommagement d’un composant sous une agression de forte puissance.
Quel est le lien entre rayonnement électromagnétique et CEM ?
La compatibilité électromagnétique consiste précisément à maîtriser le rayonnement : garantir qu’un équipement n’émet pas au-delà de limites fixées et qu’il reste immunisé contre son environnement électromagnétique. Comprendre le rayonnement, son spectre et ses couplages est donc le préalable de toute démarche CEM, encadrée en Europe par la directive 2014/30/UE.
Un rayonnement non ionisant est-il sans effet sur les systèmes ?
Non. Non ionisant signifie seulement que l’onde n’a pas assez d’énergie pour arracher des électrons à la matière, comme le font les rayons X ou gamma. Les ondes radio et micro-ondes, non ionisantes, restent parfaitement capables de perturber une électronique par couplage, d’échauffer un matériau ou de brouiller une communication. En CEM, ce sont justement ces fréquences qui concentrent les difficultés.
Un enjeu de rayonnement ou d’immunité à traiter ?
AVNIR Engineering accompagne les concepteurs d’électronique embarquée aéronautique et de défense sur toute la chaîne électromagnétique : simulation 3D des champs, dimensionnement de cartes et répartition des contraintes CEM, corrélation entre simulations et essais, qualification en chambres anéchoïques et réverbérantes accréditées COFRAC de 80 MHz à 40 GHz, maîtrise des perturbations conduites et rayonnées, matériaux absorbants et enjeux de discrétion, immunité et sécurité électromagnétique. De la compréhension du phénomène à la démonstration de conformité.
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Sources & références
- Wikipédia, Rayonnement électromagnétique : consulter
- Wikipédia, Compatibilité électromagnétique : consulter
- Commission européenne (EUR-Lex), Directive 2014/30/UE (compatibilité électromagnétique) : consulter
- Wikipédia, Spectre électromagnétique : consulter
- Wikipédia, Champ proche et champ lointain (distance de Fraunhofer) : consulter
- Wikipédia, Impédance caractéristique du vide : consulter
- Wikipédia, Loi de Lenz-Faraday : consulter
Référentiels cités dans cet article. Liens vers les organismes émetteurs, vérifiés le 21 juillet 2026.
Nathalie Voisin
Directrice opérationnelle, AVNIR Engineering
Nathalie pilote les missions d’ingénierie mécanique, de matériaux et de compatibilité électromagnétique confiées par les industriels de l’aéronautique, du spatial et de la défense.
