FR3031000A1 - Blindage magnetique en sortie d'une enceinte blindee magnetiquement - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un blindage magnétique comportant une enceinte (2) pour contenir un objet (5) à isoler magnétiquement et comprenant au moins une ouverture (1) configurée pour permettre le passage d'éléments de connexion (4) entre l'objet à isoler (5) et l'extérieur de l'enceinte. L'ouverture (1) est blindée magnétiquement avec au moins une couche de matériau polymère (7) comprenant une poudre ferromagnétique.

Description

Blindage magnétique en sortie d'une enceinte blindée magnétiquement Domaine technique de l'invention L'invention est relative à un dispositif de blindage magnétique permettant de blinder efficacement une ouverture. État de la technique Un blindage magnétique est une enveloppe conductrice qui sépare l'espace en deux espaces devant être isolés magnétiquement l'un de l'autre. Le but d'un blindage magnétique est double, il sert à la fois à contenir des champs magnétiques à l'intérieur de l'enceinte blindée, et à empêcher l'introduction à l'intérieur de l'enceinte de champs magnétiques externes. Pour cela, le matériau utilisé pour réaliser le blindage magnétique doit pouvoir attirer, concentrer et dévier les lignes de champs magnétiques pour empêcher leur passage dans un volume donné. Les blindages magnétiques sont donc réalisés à l'aide de matériaux ferromagnétiques ayant une susceptibilité magnétique élevée et un champ coercitif faible. Ils ont une perméabilité magnétique relative élevée et peuvent par exemple être du fer doux ou du permalloy. Par perméabilité magnétique relative élevée, on entend Pr> 1000. Même si le blindage magnétique réalisé est de très bonne qualité, celui-ci n'est jamais parfait car l'enceinte blindée ne peut pas être complètement isolée de l'extérieur. Il existe forcément des trous par exemple pour le passage de câbles destinés à transférer des informations entre l'équipement placé à l'intérieur de l'enceinte blindée et des systèmes placés à l'extérieur de l'enceinte. Les trous présents dans le dispositif de blindage perturbent les lignes de champs magnétiques, qui ont tendance à pénétrer dans l'enceinte blindée. Une manière connue de remédier à ce problème est de réaliser un blindage magnétique du trou à l'aide d'un tube ferromagnétique rigide. La rigidité de ce type de blindage est toutefois préjudiciable car cela peut conduire à la fois à une fragilisation des câbles au niveau des bords du tube et à une dégradation du blindage magnétique en sortie de l'enceinte blindée. Objet de l'invention Un objet de l'invention consiste à prévoir un blindage magnétique en sortie d'une enceinte blindée magnétiquement, dont les performances sont améliorées et maintenues dans le temps, et dont les propriétés mécaniques sont choisies pour ne pas altérer les éléments de communication traversant l'enceinte blindée. A cet effet, le blindage magnétique comporte une enceinte pour contenir un objet à isoler magnétiquement, l'enceinte comportant au moins une ouverture configurée pour permettre le passage d'éléments de connexion entre l'objet à isoler et l'extérieur de la cavité, ladite ouverture étant blindée magnétiquement avec au moins une couche de matériau polymère comprenant une poudre ferromagnétique. Selon un aspect de l'invention, la couche de matériau polymère peut être en contact avec la face externe de l'enceinte dans une première zone entourant l'ouverture, et à l'intérieur de l'ouverture. La couche de matériau polymère peut également être en contact avec la face interne de la paroi latérale dans une deuxième zone entourant l'ouverture. Lorsque l'enceinte est délimitée par au moins deux plaques de matériau métallique ferromagnétique distantes l'une de l'autre, la couche de matériau polymère peut être présente dans l'espace situé entre les deux plaques de matériau métallique ferromagnétique. La couche en matériau polymère peut avantageusement faire saillie à l'extérieur de l'ouverture sur une distance comprise entre 4 et 6 fois le diamètre de l'ouverture. De manière préférée, la couche en matériau polymère peut être conformée pour entourer un câble de connexion traversant l'ouverture. La couche en matériau polymère peut en outre être en contact avec le câble de connexion. Enfin, le matériau polymère, dont la fonction est de contenir la poudre ferromagnétique dans un liant souple, peut plus généralement être choisi parmi les élastomères, la résine époxy, le polyéthylène basse densité, etc.

La poudre ferromagnétique peut quant à elle être choisie parmi le fer doux, le permalloy, les alliages de fer et/ou nickel et/ou cobalt, et les ferrites. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 présente un blindage magnétique en sortie d'une enceinte blindée magnétiquement selon un dispositif de l'art antérieur, - les figures 2a et 2b illustrent de façon schématique un premier mode de réalisation d'un dispositif d'un blindage magnétique selon l'invention, - les figures 3 à 5 illustrent schématiquement trois autres modes de réalisation possible du blindage magnétique en sortie de l'enceinte blindée magnétiquement selon l'invention. Description détaillée Pour blinder une ouverture 1 réalisée dans une enceinte 2 blindée magnétiquement, une solution peut consister à placer un tube ferromagnétique 3 au niveau de l'ouverture 1. Ce tube permet le passage d'éléments de connexion 4 tel que des câbles électriques ou optiques qui permettent une communication entre des dispositifs extérieurs et un objet 5 placé à l'intérieur de la cavité 6 définie par l'enceinte blindée 2. La longueur du tube 3 est choisie en fonction de l'intensité du champ magnétique extérieur, de façon à ce que les lignes de champ magnétique pénètrent le moins possible à l'intérieur de la cavité 5 définie par l'enceinte blindée 2.

Ce type de structure présente plusieurs inconvénients. Pour obtenir un blindage de bonne qualité, il faut que le tube soit suffisamment long et épais, ce qui induit un coût de fabrication conséquent. La longueur du tube ferromagnétique est préjudiciable car le blindage magnétique peut être détérioré même si l'enceinte blindée munie du tube est manipulée avec précautions. Le tube peut par exemple se couder sous l'effet de son poids, et donc endommager la structure cristalline du matériau. La rigidité du matériau peut également générer une fragilisation des éléments de connexion si ces derniers bougent. Les câbles peuvent par exemple être entaillés au niveau de la zone terminale du tube ferromagnétique, ce qui peut conduire à une détérioration des informations transmises par les éléments de connexion. Par ailleurs, un mauvais raccordement du tube ferromagnétique avec l'enceinte blindée peut conduire à une rupture de la continuité du blindage, et donc à une détérioration manifeste du blindage magnétique. Le blindage magnétique proposé permet de remédier à ces inconvénients.

A cet effet, l'ouverture 1 est blindée magnétiquement à l'aide d'au moins une couche de matériau polymère 7 dont le rôle est de servir de liant pour contenir une poudre ferromagnétique. La souplesse du matériau polymère permet à la couche d'épouser les mouvements des éléments de connexion 4 et donc de prévenir tout endommagement des câbles. Les matériaux pouvant être utilisés pour réaliser la couche polymère 7 peuvent être choisis parmi les élastomères, la résine époxy, le polyéthylène basse densité, etc. La poudre ferromagnétique peut quant à elle être choisie parmi le fer doux, le permalloy, les alliages de fer et/ou nickel et/ou cobalt, et les ferrites. Ainsi, pour un encombrement identique, la couche de matériau polymère 7 comportant une poudre ferromagnétique est plus légère que le tube ferromagnétique 3. Par conséquent, la légèreté du matériau et sa souplesse garantissent la qualité du blindage au cours du temps.

A titre d'exemple, la couche en matériau polymère 7 peut comprendre un mélange comprenant 35% en volume de polyéthylène basse densité, 50% en volume de ferrite NiZn et 15% en volume de métal amorphe tel que le Metglas0 en poudre, de sorte à avoir un matériau ayant une perméabilité magnétique relative de l'ordre de 100. Une autre alternative possible peut être de réaliser une couche en matériau polymère 7 comportant 90% en volume de polyéthylène basse densité et 10% en volume de métal amorphe tel que le Metglas0 en poudre, ce qui permet d'avoir un matériau ayant une perméabilité magnétique relative de l'ordre de 30. A titre de comparaison, la perméabilité magnétique relative du polyéthylène basse densité seul est de l'ordre de 1.

Le fait de réaliser un blindage au moyen d'une poudre ferromagnétique contenue dans un matériau polymère est également moins couteux que de réaliser un blindage à l'aide d'un tube ferromagnétique.

Pour garantir la continuité du blindage magnétique au niveau de l'ouverture 1, plusieurs agencements de la couche en matériau polymère 7 par rapport à l'enceinte blindée 2 peuvent être envisagés. Selon un premier mode de réalisation représenté sur les figures 2a et 2b, la couche en matériau polymère 7 peut être en contact avec la face externe de l'enceinte 2 dans une première zone 7a. Elle peut également être en contact avec l'enceinte 2 à l'intérieur même de l'ouverture 1 dans une deuxième zone 7b, de sorte à boucher les interstices existant entre l'enceinte et les éléments de connexion 4. Comme illustré sur la figure 2b, la couche en matériau polymère 7 peut de préférence occuper tout l'espace vide de l'ouverture 1, et donc être présent sur toute l'épaisseur de l'enceinte 2 dans l'ouverture 1. Etant donné que la couche en matériau polymère contient une poudre ferromagnétique, le fait de boucher les espaces situés entre l'enceinte 2 et les éléments de connexion 4 permet de dévier les lignes de champ magnétique et de les empêcher d'entrer dans la cavité 6. Pour améliorer le blindage magnétique, la couche en matériau polymère 7 peut également être en contact avec la face interne de l'enceinte 2 au voisinage de l'ouverture 1 dans une troisième zone 7c. Ce mode de réalisation, représenté à la figure 3, diminue encore plus le risque de discontinuité du blindage par rapport au mode de réalisation illustré sur les figures 2a et 2b. Par ailleurs, l'enceinte 2 peut être réalisée par un feuillet de plaques métalliques ferromagnétiques de 1 à 3 mm, séparées par des cales ou des plaques de mousse de l'ordre de 1 à 5 cm. Ce mode de réalisation de l'enceinte 2 est moins sensible aux chocs mécaniques et thermiques, et est donc couramment utilisé. Aussi, pour blinder une ouverture 1 réalisée dans une telle enceinte 2, la couche en matériau polymère 7 peut boucher l'entrée de l'espace situé entre les plaques, et même remplir tout l'espace situé entre les plaques. Par exemple, dans les modes de réalisation illustrés sur les figures 4 et 5, l'enceinte 2 comporte trois plaques 2a, 2b et 2c. Les espaces situés entre chaque plaque sont fermés par des bourrelets 7d de la couche en matériau polymère 7, pour éviter que les lignes de champ pénètrent dans ces espaces. Cela pourrait en effet diminuer fortement la qualité du blindage de l'enceinte puisque les plaques situées les plus à l'extérieur de l'enceinte ne joueraient plus leur rôle de plaque blindée magnétiquement.

Pour diminuer encore plus le risque de discontinuité du blindage magnétique, la couche en matériau polymère 7 peut également être en contact avec la face interne de l'enceinte blindée 2 dans la troisième zone 7c. Dans un tronçon en correspondance avec la troisième zone 7c, la forme de la couche en matériau polymère 7 peut être à section transversale rectangulaire comme dans le mode de réalisation illustré à la figure 3, ou pyramidal comme dans celui de la figure 4. Dans le cas tel qu'illustré à la figure 5, ce tronçon peut avoir une forme de bourrelet analogue aux bourrelets 7d illustrés à la figure 4. Quelle que soit la forme de la troisième zone 7c, il est essentiel que la surface de contact soit suffisamment grande pour empêcher toute fuite potentielle du blindage magnétique.

Afin de prévenir toute introduction du champ magnétique dans l'enceinte blindée 2 à travers l'ouverture 1, la longueur de la couche en matériau polymère 7 faisant saillie à l'extérieur de l'enceinte blindée est préférentiellement comprise entre 4 et 6 fois le diamètre de l'ouverture 1, de sorte à correctement canaliser les lignes de champs pour éviter qu'elles pénètrent dans l'enceinte blindée, sans avoir un dispositif trop encombrant. La couche en matériau polymère 7 peut avantageusement être configurée pour entourer un élément de connexion 4 tel qu'un ou plusieurs câbles. La couche en matériau polymère 7 peut également comprendre des matériaux de natures différentes, par exemple en utilisant un premier matériau au niveau de l'ouverture, et un deuxième matériau au niveau du blindage des éléments de connexion. Ainsi, la couche en matériau polymère 7 peut par exemple comprendre une gaine introduite autour des éléments de connexion 4 et une couche de matériau polymère déposée au niveau des zones 7a, 7b, 7c et 7d, c'est-à- dire de part et d'autre de l'ouverture 1 ainsi qu'à l'intérieur même de l'ouverture 1 et éventuellement entre les plaques métalliques ferromagnétiques 2a, 2b et 2c. De cette façon toute l'ouverture 1 est obstruée par les éléments de connexion et par la couche en matériau polymère 7, de sorte que le champ magnétique interne ne puisse sortir de l'enceinte blindée, et que le champ magnétique externe ne puisse entrer à l'intérieur. La face interne de la couche en matériau polymère 7 peut également être recouverte d'un film adhésif (non représenté) de sorte à adhérer sur le ou les câbles. La couche en matériau polymère 7 est alors en contact avec les éléments de connexion 4 pour qu'aucun passage ne soit possible entre les éléments de connexion et la couche polymère 7. Cela garantit l'étanchéité du blindage magnétique. La couche en matériau polymère 7 peut comprendre plusieurs couches superposées les unes sur les autres. Cela peut être utile par exemple dans le cas où des champs magnétiques d'intensité élevée sont présents dans la cavité ou à l'extérieur de celle-ci. Il est souhaitable dans ce cas de placer des poudres ferromagnétiques ayant une perméabilité magnétique relative très élevée dans les couches externes afin de réduire notablement le champ magnétique au niveau des couches internes. La poudre ferromagnétique de la couche externe peut par exemple être à base de fer doux. Par exemple, une enceinte blindée 2 comportant une ouverture 1 circulaire de 6 mm de diamètre, protégée par une gaine en matériau polymère comprenant une poudre ferromagnétique ayant une perméabilité magnétique relative PR de 100, la gaine mesurant 4 cm de long, et ayant un rayon interne de 3 mm et un rayon externe de 5 mm a une efficacité 17 fois supérieure à celle d'une enceinte blindée 2 comportant la même ouverture non protégée.

Ce type de blindage est particulièrement adapté pour isoler un objet d'un champ magnétostatique. Pour réaliser un blindage électromagnétique optimal, la poudre ferromagnétique contenue dans la couche en matériau polymère peut être remplacée par une poudre conductrice de sorte à obtenir une couche polymère électriquement conductrice.25

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1. Blindage magnétique comportant une enceinte (2) pour contenir un objet (5) à isoler magnétiquement, l'enceinte (2) comprenant au moins une ouverture (1) configurée pour permettre le passage d'éléments de connexion (4) entre l'objet (5) à isoler et l'extérieur de l'enceinte (2), ladite ouverture (1) étant blindée magnétiquement avec au moins une couche de matériau polymère (7) comprenant une poudre ferromagnétique.
2. 2. Blindage magnétique selon la revendication 1, dans lequel la couche de matériau polymère (7) est en contact avec la face externe de l'enceinte dans une première zone (7a) entourant l'ouverture (1), et à l'intérieur de l'ouverture dans une deuxième zone (7b).
3. 3. Blindage magnétique selon la revendication 2, dans lequel la couche de matériau polymère (7) est en contact avec la face interne de l'enceinte (2) dans une troisième zone (7c) entourant l'ouverture (1).
4. 4. Blindage magnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'enceinte (2) est formée par au moins deux plaques (2a, 2b, 2c) de matériau métallique ferromagnétique distantes l'une de l'autre, et dans lequel la couche de matériau polymère (7) est présente dans l'espace situé entre les plaques (2a, 2b, 2c) de matériau métallique ferromagnétique.
5. 5. Blindage magnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la couche en matériau polymère (7) fait saillie à l'extérieur de l'ouverture (1) sur une distance comprise entre 4 et 6 fois le diamètre de l'ouverture (1).
6. 6. Blindage magnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la couche de matériau polymère (7) est conformée pour entourer un câble de connexion (4) traversant l'ouverture (1).
7. 7. Blindage magnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la couche de matériau polymère (7) est en contact avec un câble de connexion (4) traversant l'ouverture (1).
8. 8. Blindage magnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le matériau polymère est choisi parmi les élastomères, la résine époxy, ou le polyéthylène basse densité.
9. 9. Blindage magnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la poudre ferromagnétique est choisie parmi le fer doux, le permalloy, les alliages de fer et/ou nickel et/ou cobalt, et les ferrites.20