Emission modeling of complex cable networks in 3D environnements

Technological evolution implies that the number of electronic components has drastically increased. Therefore certification standards become more restrictive in the EMC domain. This is why in test and numerical simulation phases, it is more essential to consider electromagnetic effects. In this context, this thesis has aims at modeling the aeronautic wirings in their whole complexity and their interactions with the electromagnetic fields in order to investigate the potentially induced perturbations. As far as numerical simulation is concerned, we elaborate a time-domain hybridization approach which combines the calculation of EM fields scattered by the aircraft structure and the calculation of the currents on the electrical cables.In this approach, we recall several methods to be used for field evaluation and we investigate a time-domain Multiconductor Transmission Line Network method to account for harnesses containing various types of cables, connections and end loads. Then, we propose a coupling technique between this method and the field calculation methods. We analyze it numerically, and then we test it on several generic configurations. Finally, we apply this technique on a complex configuration containing a network of multiwire cables with various end loads, all of them installed inside a three-dimensional structure. Thanks to this approach, we can calculate the currents induced by an exterior perturbation on each conductor of the network, which could not be done with the methods existing before the thesis.
En raison des évolutions technologiques, le nombre des composants électriques dans les avions a considérablement augmenté. Les normes de certification sont donc devenues plus exigeantes en termes de CEM. C’est pourquoi, dans les essais et les simulations numériques, il est devenu indispensable de bien prendre en compte les effets liés aux phénomènesélectromagnétiques. C’est dans ce contexte que s’inscrit cette thèse, qui a pour objectif de modéliser les câblages aéronautiques dans toute leur complexité et leurs interactions avec les champs électromagnétiques en vue d’étudier les perturbations potentiellement induites. Pour la simulation numérique, on a élaboré une stratégie d’hybridation dans le domaine temporel entre les calculs de champs électromagnétiques diffractés par la structure de l’avion et les calculs de courants sur les câbles électriques.Dans cette approche, on a rappelé différentes méthodes pour évaluer les champs et étudié une approche réseaux lignes de transmission multiconducteurs dans le domaine temporel pour tenir compte des faisceaux comportant différents types de câbles et différentes connectiques. Ensuite, un couplage entre cette dernière méthode et les méthodes de calcul de champs a été proposé et étudié numériquement puis validé sur différentes configurations génériques. Enfin, on a mis en œuvre cette stratégie sur une configuration complexe comportant un réseau de torons de câbles multifilaires avec différentes charges d’extrémité, le tout ; installé, à l’intérieur d’une structure tridimensionnelle. Grâce à notre approche, on a pu calculer les courants induits par une perturbation extérieure sur chaque conducteur du réseau de câbles, ce que l’on ne pouvait pas faire avec les outils dont on disposait avant ce travail de thèse.