Fabrication, essais et qualité
Raccorder le blindage à une ou aux deux extrémités : examiner d’abord la fréquence, l’équipotentialité et le chemin de raccordement
Résumé : Un schéma d’armoire portant la mention « blindage mis à la terre » peut encore omettre deux détails qui influent sur le résultat : la distance parcourue par le courant de blindage avant d’atteindre l’enveloppe métallique et l’égalité des potentiels de référence aux deux extrémités. Comparer uniquement « une extrémité » et « les deux extrémités » ne permet pas de distinguer le chemin des perturbations haute fréquence de celui des courants d’équilibrage basse fréquence.
Cette note s’adresse aux ingénieurs en automatisme et aux ingénieurs d’application qui examinent une modification d’armoire, un raccordement d’instrument ou des perturbations de communication. Elle aide à reporter les exigences de raccordement des manuels d’équipement sur un même schéma des chemins électriques, puis à décider s’il faut d’abord vérifier la géométrie du raccordement, la liaison équipotentielle ou les exigences propres au circuit du capteur. Elle sert à examiner les documents de conception et les schémas. Elle ne présente pas d’essais matériels réalisés par MTTJ et ne donne pas d’instructions pour modifier le câblage d’un équipement sous tension.
Distinguer d’abord trois chemins sur le schéma
La référence du signal, le raccordement du blindage et la terre de protection peuvent être reliés à l’intérieur d’un équipement, mais remplissent des fonctions différentes. Représentez séparément le circuit du signal, le raccordement du blindage à l’enveloppe, ainsi que les chemins de terre de protection et de liaison équipotentielle de l’équipement. Un seul symbole de « terre », sans indication des points raccordés, masque les connexions réelles à l’intérieur de l’interface.
Le blindage ne doit pas remplacer un conducteur de protection. Les instructions d’installation SH3 de Schneider Electric maintiennent explicitement cette distinction. Le manuel UC20-M de Weidmüller exige également une liaison équipotentielle distincte et interdit d’utiliser le blindage du câble à cette fin. Raccorder le blindage à une enveloppe ou à une barre reliée au PE ne permet pas de supprimer le conducteur PE exigé par l’équipement. Instructions d’installation SH3, Manuel UC20-M, page 47
Commencez l’examen en réunissant les modèles exacts des équipements aux deux extrémités, les révisions de leurs manuels, les schémas de mise à la terre des interfaces et le schéma de liaison équipotentielle du site. Si ces documents se contredisent, ou si le blindage est devenu l’unique liaison métallique entre deux appareils, soumettez d’abord le problème au responsable de la conception électrique. Ne débranchez pas le PE pour rechercher l’origine de perturbations.
Pourquoi la continuité au multimètre peut rester insuffisante pour le blindage haute fréquence
Phoenix Contact distingue les composantes résistive et inductive d’un raccordement de blindage. Une faible résistance de contact en courant continu ne décrit qu’une partie du raccordement ; l’inductance du chemin de raccordement prend de plus en plus d’importance lorsque la fréquence augmente. Torsader le blindage en une longue queue fine, puis l’amener à une borne éloignée, allonge ce chemin. Un raccordement court, sur une grande surface de contact à l’entrée de l’armoire, contribue à offrir un chemin de retour avant que les perturbations n’atteignent le câblage interne. Guide de raccordement du blindage : Low-impedance shield connection / Pigtail
Un exemple fondé sur un composant idéal illustre cette différence. Supposons une inductance de chemin de 100 nH. La formule de la réactance inductive Xₗ = 2πfL donne environ 0,63 Ω à 1 MHz et 6,28 Ω à 10 MHz. La valeur de 100 nH est une hypothèse pédagogique arbitraire, sans lien avec la longueur ou la valeur mesurée d’une queue de blindage particulière. Ces nombres ne permettent pas de prévoir l’atténuation de l’ensemble du dispositif de blindage et ne constituent pas des limites d’acceptation. Ils expliquent uniquement pourquoi une même mesure en courant continu ne suffit pas à représenter le comportement à haute fréquence.
Lors de l’examen du schéma, suivez donc le raccordement du blindage jusqu’à l’enveloppe. Vérifiez l’emplacement du collier, la liaison entre la barre et la platine de montage, puis celle entre la platine et l’enveloppe. Repérez les fils longs, les supports isolants ou les pièces métalliques raccordées uniquement à leur extrémité éloignée. La désignation « collier de blindage » ne suffit pas à établir que l’ensemble du chemin est assez court. La stabilité du contact dépend aussi d’une plage de serrage adaptée, de l’état des surfaces et de la méthode de montage ; vérifiez ces points dans la documentation du composant retenu.
Comparer trois raccordements dans les mêmes conditions
La comparaison ci-dessous aide à choisir le chemin de conception à vérifier. Elle ne remplace pas les instructions d’installation propres à l’équipement. En particulier, les câbles de sortie moteur, les bus de terrain et les capteurs analogiques de précision ne peuvent pas être traités comme un même type de circuit au seul motif qu’ils utilisent tous des câbles blindés.
Faites défiler les tableaux horizontalement pour lire toutes les colonnes.
| Chemin de raccordement | Conditions dans lesquelles l’envisager | Objectif principal | Points restant à vérifier |
|---|---|---|---|
| Raccordement direct à une extrémité, sans raccordement direct du blindage à l’autre | Autorisé par l’équipement ; par exemple, certains circuits soumis à un couplage par champ électrique basse fréquence, à signaux de faible niveau ou à capteurs passifs | Évite un chemin fermé dans le blindage en courant continu et à basse fréquence entre les deux points de référence, tout en assurant le blindage correspondant contre le champ électrique | Présence éventuelle de composantes haute fréquence dans les perturbations, longueur électrique du câble à cette fréquence et existence éventuelle d’un autre raccordement du blindage à l’intérieur de l’interface |
| Raccordements directs, courts et larges aux deux extrémités | Exigés par les instructions d’installation de l’équipement ou du bus ; les potentiels de référence et la liaison équipotentielle aux deux extrémités ont été pris en compte | Assure des raccordements du blindage pour les hautes fréquences aux deux extrémités et maintient le chemin câble–connecteur–enveloppe | Circulation éventuelle d’un courant d’équilibrage dans le blindage sous l’effet d’une différence de potentiel et interruption éventuelle du blindage par des connecteurs ou des enveloppes intermédiaires |
| Raccordement direct à une extrémité et raccordement capacitif conçu à cet effet à l’autre | Disposition hybride autorisée par l’équipement, lorsque le chemin haute fréquence et les courants de circulation basse fréquence doivent tous deux être traités | Le condensateur présente des impédances différentes aux basses et hautes fréquences et oriente ces deux types de courant vers des chemins différents | Choix du condensateur et du réseau de protection, éléments parasites du montage et exigences du système ; ce raccordement ne remplit pas la fonction d’un conducteur PE ou de liaison équipotentielle |
Le raccordement à une seule extrémité correspond à un contexte de circuit précis. La section 9 de Hardware Design Techniques d’ADI utilise des exemples de captation de champ électrique basse fréquence et de capteurs passifs pour expliquer les connexions en un seul point, puis aborde les câbles électriquement longs, les hautes fréquences et le raccordement hybride. Sa partie « Sensors and Cable Shielding » souligne l’importance de la configuration du capteur et de la nature des perturbations. Un exemple particulier ne doit pas devenir une règle selon laquelle tous les câbles analogiques se raccorderaient à une seule extrémité. ADI, pages 76–77 et 80–88
La documentation des systèmes de commande industriels peut partir d’autres hypothèses. La section consacrée au blindage des câbles du Siemens ET 200eco PN V20 utilise des raccordements aux deux extrémités et exige une liaison équipotentielle distincte en présence d’une différence de potentiel. Lorsque la liaison équipotentielle ne peut pas être réalisée, elle évoque une mise à la terre capacitive à une extrémité, en précisant explicitement que cette disposition ne traite que les perturbations haute fréquence et que les valeurs du schéma doivent varier selon le système. Ces indications restent propres à leur contexte de commande industrielle ; elles ne constituent pas une règle universelle pour tous les circuits d’instrumentation. Siemens V20 : Cable shielding
Un raccordement capacitif ne consiste pas à choisir une valeur dans l’un de ces manuels et à ajouter simplement le composant. À haute fréquence, un condensateur réel présente également des éléments parasites liés à ses connexions et à son montage. La conception de l’équipement et du système doit définir les conditions de raccordement autorisées, les caractéristiques assignées et les exigences de protection. Ce tableau sert à examiner les options ; l’étape suivante reste de les appliquer à l’interface concernée.
Deux exemples d’examen de schémas, avec des étapes suivantes différentes
Exemple 1 : les équipements se trouvent dans la même armoire et leurs manuels exigent déjà le raccordement du blindage aux deux extrémités. Supposons que la conception de la liaison équipotentielle soit achevée, mais que le blindage se prolonge, après l’entrée dans l’armoire, par une longue queue jusqu’à une borne éloignée. Vérifier d’abord le collier d’entrée, le corps du connecteur et le chemin entre la barre et l’armoire traite directement la différence structurelle déjà identifiée. Couper une extrémité au seul motif que des perturbations sont apparues modifie aussi la disposition de blindage exigée, sans répondre à la question du chemin trop long. Complétez d’abord un schéma de raccordement conforme aux instructions de l’équipement, puis organisez la vérification ; les résultats seront ainsi plus faciles à expliquer.
Exemple 2 : un capteur analogique déporté et son récepteur se trouvent dans des zones d’alimentation différentes. Supposons que la documentation du circuit autorise le blindage raccordé à une seule extrémité et que des fluctuations basse fréquence se produisent sur le site. Vérifiez d’abord la référence du signal, le caractère flottant ou non du capteur, le type d’entrée du récepteur et les potentiels de référence aux deux extrémités. Ne reproduisez pas les raccordements directs aux deux extrémités de l’exemple précédent. Si un problème haute fréquence est également constaté, évaluez un raccordement hybride, une isolation ou une modification du cheminement dans les limites des dispositions autorisées par l’équipement. Sans éléments établissant la bande de fréquence des perturbations et les chemins du circuit, des fluctuations coïncidant avec le démarrage d’un variateur de fréquence ne permettent pas de désigner le blindage comme cause unique.
Ces deux exemples sont des scénarios hypothétiques d’examen de schémas, sans lien avec des défauts réels sur une installation client. Ils montrent deux étapes suivantes différentes : le premier corrige un chemin de raccordement connu ; le second établit d’abord les conditions du circuit et des potentiels.
Fournir un schéma de raccordement qu’un autre ingénieur peut vérifier
Ajoutez un schéma simple à côté du plan de câblage existant ; il n’est pas nécessaire de créer un autre système documentaire. Un autre ingénieur doit au minimum pouvoir y suivre :
- le corps de l’interface et le point de raccordement du blindage à l’extrémité A ;
- l’entrée dans l’armoire ;
- chaque connecteur ou boîte de jonction intermédiaire ;
- le point de raccordement du blindage à l’extrémité B ;
- les chemins de liaison équipotentielle et de PE identifiés séparément.
Représentez les éventuels raccordements directs ou capacitifs déjà présents dans l’équipement. Sinon, un raccordement qui semble réalisé « à une seule extrémité » sur le schéma peut déjà être raccordé aux deux extrémités dans le système réel.
Pour l’emplacement à modifier, joignez la section pertinente du manuel de l’équipement, les symptômes des perturbations et les conditions d’observation, des photographies ou les dimensions du raccordement actuel, ainsi que la modification structurelle proposée. L’examen est achevé lorsque les exigences des deux extrémités peuvent être satisfaites simultanément ; que les rôles du blindage, de la référence du signal et de la terre de protection sont clairs ; que le blindage ne remplace pas la liaison équipotentielle ; et que la vérification suivante peut distinguer les effets avant et après la modification.
Le plan de vérification doit maintenir constants l’état de l’équipement, la charge, le cheminement du câble et la fenêtre d’observation. Précisez à l’avance si vous observerez les erreurs de communication, les variations des indications d’un instrument ou les résultats d’un essai CEM spécifié. Modifiez une seule condition interprétable à la fois et conservez les résultats réels. Une réduction des symptômes peut étayer la poursuite de l’étude de cette configuration, mais un seul fonctionnement normal ne suffit pas à déclarer que l’équipement complet a satisfait à la vérification de conformité CEM. Les interventions sur site, la mise hors énergie et les mesures doivent être réalisées par du personnel dûment qualifié, conformément aux instructions de l’équipement.
Réexaminez ce schéma si l’équipement, la longueur du câble, les connecteurs, l’emplacement de l’armoire ou la zone d’alimentation changent. Si le problème oriente finalement vers des réflexions sur le bus ou les états du récepteur, poursuivez avec Dépannage RS-485 sur banc : terminaison, dérivations et polarisation au repos pour éviter de continuer à utiliser les raccordements de blindage afin de résoudre un problème de circuit d’une autre nature.
Résumé en anglais
This note helps controls and application engineers review cable-shield termination before a cabinet change. It compares single-end, direct both-end and hybrid capacitive connections under their actual circuit conditions, explains why DC continuity does not establish high-frequency impedance, and separates shielding from protective earth and equipotential bonding. Two hypothetical cases show how those conditions change the next design check. The numerical inductance example is illustrative; no MTTJ hardware testing or EMC compliance result is claimed.
Sources vérifiées le 19 octobre 2026. Cet article a été documenté et rédigé avec l’assistance de l’IA. Le nom de fichier du lien Weidmüller cité conserve « 2024 » ; le manuel effectivement renvoyé lors de cette vérification était la version 2922760000/03/02.2026. Le document d’ADI est un manuel de conception historique utilisé pour expliquer les principes.