Les systèmes de recharge pour véhicules électriques (EV), qu’ils soient filaires ou sans fil, génèrent des champs électromagnétiques (EMF) susceptibles d’influencer l’exposition humaine. Comprendre ces émissions est essentiel pour garantir la sécurité, assurer la conformité réglementaire et optimiser la conception des infrastructures de recharge. Cet article explique pourquoi la mesure des EMF est indispensable, quelles normes encadrent ces évaluations et quelles sont les bonnes pratiques à appliquer pour les fabricants, exploitants et utilisateurs.
Pourquoi la mesure des EMF est essentielle
La mesure des champs électromagnétiques lors de la recharge des véhicules électriques ne constitue pas uniquement une exigence technique. Elle représente une étape clé pour garantir la santé et la sécurité des personnes exposées. Des limites d’exposition existent pour protéger le grand public, et plus encore les personnes porteuses de dispositifs médicaux implantables actifs, dont les seuils admissibles sont nettement plus faibles.
La conformité aux normes internationales et nationales permet également de démontrer l’engagement des fabricants en matière de sécurité et de limiter les risques juridiques. Au-delà de la conformité, l’analyse des caractéristiques EMF aide les ingénieurs à concevoir des systèmes limitant les émissions tout en maintenant les performances attendues.
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Recharge filaire : systèmes AC et DC
La recharge filaire repose sur la conversion du courant alternatif du réseau en courant continu pour le stockage dans la batterie. Les chargeurs AC fonctionnent généralement à des fréquences extrêmement basses (50 ou 60 Hz). Ils se déclinent en recharge de niveau 1, utilisant des prises domestiques jusqu’à 2,4 kW, et en recharge de niveau 2, pouvant atteindre 22 kW pour des installations plus rapides.
Les chargeurs rapides DC délivrent quant à eux des puissances de 50 kW à plus de 400 kW, en contournant le chargeur embarqué afin de réduire significativement le temps de recharge. Ces systèmes génèrent des profils EMF complexes, incluant des champs magnétiques statiques liés aux courants élevés ainsi que des champs électriques transitoires à des fréquences allant de quelques kilohertz à plusieurs mégahertz.
Les principales sources d’EMF dans la recharge filaire sont le corps du chargeur, l’électronique de puissance, les câbles et les connecteurs. Les mesures doivent impérativement prendre en compte les zones de proximité utilisateur, les niveaux d’exposition variant fortement en fonction de la distance.
Recharge sans fil : principes et points de vigilance
Les systèmes de recharge sans fil, ou Wireless Power Transfer (WPT), éliminent les connecteurs physiques en s’appuyant sur l’induction électromagnétique et la résonance magnétique. Lorsque deux bobines sont accordées à la même fréquence, l’énergie peut être transférée efficacement sans contact direct.
Ces systèmes fonctionnent généralement entre 20 et 90 kHz et sont encadrés par des normes telles que SAE J2954, IEC 61980 et IEEE 63184. Les évaluations EMF portent sur trois zones principales : sous le véhicule, où l’exposition est la plus élevée, à l’extérieur du châssis à 20 cm, et à l’intérieur du véhicule, en particulier au niveau des zones d’assise.
L’alignement des bobines, l’écart vertical entre les éléments et l’état de charge influencent les niveaux d’EMF et doivent être pris en compte lors des campagnes de mesure.
Comment réaliser des évaluations EMF
Les normes internationales recommandent des mesures depuis le continu (DC) jusqu’à 10 MHz pour les systèmes filaires, et jusqu’à 100 kHz pour les systèmes sans fil. Le processus d’évaluation comprend plusieurs étapes clés :
- Balayer l’ensemble du chargeur afin d’identifier les zones de points chauds d’émission.
- Analyser les fréquences dominantes contribuant au niveau de champ mesuré.
- Réaliser des mesures détaillées à 0 cm et 25 cm ou dans les zones définies par les normes.
- Vérifier la conformité avec la norme IEC 61786-1 et la calibration des instruments.
Wavecontrol propose une solution complète basée sur le mesureur EMF SMP3, associé aux sondes WPH-DC et de la série WP. Ces instruments intègrent les limites d’exposition issues des principales normes internationales et bénéficient d’étalonnages ISO 17025 ILAC, garantissant leur acceptation mondiale.
Résultats clés et recommandations de sécurité
Les mesures montrent que les chargeurs AC filaires émettent des champs basse fréquence relativement constants, principalement à proximité des poignées et des câbles. Les chargeurs DC filaires génèrent quant à eux des champs magnétiques statiques ainsi que des champs électriques à fréquences intermédiaires.
Les niveaux d’émission augmentent avec la puissance délivrée et la présence de câbles enroulés, tandis que la proximité utilisateur demeure un facteur déterminant. Il est recommandé d’intégrer des solutions de blindage, de maintenir des distances suffisantes et d’éviter toute station prolongée à proximité des câbles, notamment pour les personnes porteuses de dispositifs médicaux implantables.
Conclusion
La mesure des champs électromagnétiques est un élément clé pour garantir la sécurité et la conformité des systèmes de recharge pour véhicules électriques. Pour étudier comment ces solutions peuvent être adaptées à vos besoins spécifiques, n’hésitez pas à contacter l’un de nos experts.
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