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6 septembre 2016 2 06 /09 /septembre /2016 17:34

6 Septembre 2016
Les CPL (Courants Porteurs en Ligne) sont au centre d'une nouvelle polémique, qui cristallise, sous la même bannière, diverses revendications de natures assez différentes.
Nous avons rappelé précédemment comment, en voulant faire du réseau domestique de distribution d'énergie électrique un réseau de communications numériques à haut débit, une boîte de Pandore a été ouverte, peut-être un peu précipitamment.
Les inconvénients, avérés, de cette audacieuse tentative de cohabitation n'ont pas manqué d'être pointés du doigt par certains groupes d'usagers qui s'estiment lésés dans leurs droits par l'intrusion "à la hussarde" de cette nouvelle application, qui induirait des "troubles de jouissance" insupportables.
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L'arrivée en fanfare du nouveau compteur LINKY est venue ajouter une page supplémentaire au cahier de doléances déjà bien garni.
Les principaux griefs vont du caractère agressif des courants porteurs envers les personnes électro sensibles, jusqu'au caractère jugé intrusif de l'application "Smart Grid" , en passant par les problèmes de compatibilité électromagnétiques (Qui sont bien réels) dans la bande de 1,6 à 30 Mhz utilisée par de nombreux services officiels et particuliers (Radio amateurs, mais pas seulement).
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Les protocoles utilisés pour les transmissions CPL tiennent pourtant compte des risques de perturbations électromagnétiques générés par les signaux .
Les niveaux d'émission ne sont pas quelconques, leurs valeurs max sont définies dans les normes CEM, et les adaptateurs CPL intègrent obligatoirement le système de masquage des fréquences sensibles (Notching).
En clair, les CPL n'émettent pas dans les créneaux de fréquences déjà utilisés par des applications identifiées.
La liste de ces fréquences "masquées" est incluse dans la mémoire de chaque adaptateur CPL.
Certains dispositifs intègrent également la fonction de masquage dynamique, qui améliore les performances CEM.
L'homologation des dispositifs n'est accordée qu'après vérification du respect de la norme CEM , dans les conditions de mesures spécifiées.

D'autre part, la juridiction est formelle: Une installation qui génère des troubles de jouissance dans son environnement doit être démontée.
Il n'en demeure pas moins qu'un réseau électrique domestique est très éloigné des conditions de mesures de laboratoire; la longueur et la nature des câbles peuvent être quelconques, de même que l'architecture, la symétrie des trajets, la qualité des raccordements, les impédances de ligne, qui impactent fortement les rayonnements parasites du système.
En pratique il sera très difficile d'établir la responsabilité d'un "trouble de jouissance", l'expertise en la matière étant loin d'être établie.
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Les perturbations générées par l'usage des CPL ( ou par les appareils "classiques" connectés à l'installation) sont de deux sortes:
- Les perturbations "subies" par l'usager.
- Les perturbations "causées" par l'usager.
A l'intérieur de ces deux catégories il faut distinguer:
- Les perturbations "conduites" par les fils.
- Les perturbations "rayonnées" ou "reçues" par une installation.
Dans la quasi-totalité des cas, l'usager se préoccupera des perturbations subies par sa propre installation. Concernant les éventuelles perturbations causées au voisinage, les précautions prises se borneront à n'utiliser que du matériel vendu dans le commerce, lequel est réputé conforme aux normes les plus récentes.
Le réseau électrique lui-même sera utilisé sans modifications particulières, dès lors qu'il est réputé conforme à la norme NF C 15-100, laquelle ne se préoccupe pas des signaux CPL.
Les mondes de l'électrotechnique et des télécommunications n'ont pas encore fusionné.
( Des modifications seront probablement apportées aux normes ultérieurement pour combler cette lacune, mais ceci est une autre histoire).
Or un réseau électrique n'est pas autre chose qu'une antenne. Une mauvaise antenne certes, mais une antenne tout de même puisque les fils ne sont pas blindés.
Lorsque l'on envoie dans une antenne des signaux HF dans la bande 1,6 à 30 MHz voire plus, cette antenne rayonne.
L'intensité du rayonnement dépendra de l'architecture du réseau, de la dissymétrie des trajets phase et neutre des différents circuits, des variations d'impédance, de la nature de la mise à la terre et des lignes équipotentielles, de la nature de la construction, et de quelques autres paramètres difficilement contrôlables.

Le contrôle effectif des rayonnements émis et/ou reçus passe par une réalisation "sérieuse" des mises à ma terre, l'idéal étant la constitution d'une quasi cage de Faraday, classique dans les bâtiments à armature métallique, mais difficile à mettre en œuvre dans une construction traditionnelles.
Aujourd'hui la loi autorise l'installation d'un réseau de communication "in-door" sans exiger une vérification de conformité du réseau électrique, et pour cause puisqu'aucune norme n'existe à ce sujet.
Du moins jusqu'à présent…
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Pour s'affranchir de ces problèmes potentiels, certains usagers décident de ne pas utiliser les CPL dans leur domicile, et de constituer éventuellement un réseau numérique interne filaire (Paire torsadée blindée ou câble coaxial, ou fibre optique), voire même pas de réseau du tout.
Les liaisons radio sont au maximum évitées, car il serait malvenu de se plaindre des émissions radio des autres et d'en émettre soi-même….
(WiFi, ZigBee, …).
Ce "repli" stratégique ne compromet nullement la mise en œuvre future du "Smart Grid" puisque le compteur LINKY communique préférentiellement par son interface filaire TIC ( Télé Information Client) selon le protocole EURIDIS, avec un débit de 9 600 Bauds, largement suffisant pour les applications envisagées.
Cette liaison TIC est alors raccordée en filaire au gestionnaire d'énergie du logement, qui commande directement les appareils sous contrôle (Chauffage, ECS, PAC, charge de batterie, gros électro ménager, etc…).
Les CPL étant bannis du domicile, il est alors logique de se prémunir d'une intrusion de CPL indésirables arrivant par le compteur.
(Le compteur LINKY ne bloque pas les CPL, il les affaiblit tout au plus d'une quantité non spécifiée, de l'ordre d'une dizaine de décibels).
En sortie du compteur, c'est-à-dire chez l'abonné, arrivent les signaux CPL de ENEDIS (ex ERDF), mais aussi ceux des abonnés voisins qui sont raccordés sur le même tronçon du transfo BT EDF, constituant ainsi un réseau CPL de quartier dont les usagers se seraient bien passé et qui ne peut que créer des troubles.
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Pour "protéger" la totalité du logement des signaux CPL indésirables arrivant via le compteur, il faudrait disposer un filtre ad-hoc derrière le disjoncteur de sécurité EDF (DDR 500 mA , qui fait également office d'organe de coupure du circuit général).
Ce filtre doit posséder une fonction de transfert procurant une atténuation supérieure à 40 dB dans les bandes de fréquences susceptibles d'être utilisées.
Typiquement il s'agit des bandes CENELEC A (bas débit) et de la bande HF de 1,6 à 80 Mhz (Haut débit), dont seulement une partie est utilisée aujourd'hui ( 1,6 à 30 MHz).
La bande à "bloquer" s'étend donc de quelques 10 KHz à 80 MHz puisque certains fabricants songent déjà à travailler sur ces fréquences extrêmes seules capables de transmettre les hauts débits binaires exigés par la TVHD (Des adaptateurs CPL affichant 1 200 Mbps sont déjà proposés sur le marché).
D'autre part, la totalité du courant soutiré par l'abonné traverse le filtre en question. Il devra donc être dimensionné pour supporter ce courant sans perdre ses performances et sans échauffement excessif.
Pour un abonnement de 18 KVA, ce courant peut atteindre 80 A.
En 15 KVA il peut atteindre 63 A.
Les éventuelles bobines du filtre devront être réalisées en fil de diamètre suffisant (> 10 mm²) pour limiter l'échauffement à quelques Watts car l'objet sera de type modulaire intégré sur un rail du tableau de distribution.
Les condensateurs de filtrage devront être du type by-pass pour minimiser la composante selfique des connexions afin d'éviter une détérioration des performances en haute fréquence.
Ce filtre sera donc un composant de hautes performances susceptible d'un coût significatif.

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Le graphique suivant donne les courbes d'atténuation obtenues avec un filtre SCHAFFNER FN 2010 - 60 .
Malgré un courant max de 60 A "seulement", son poids atteint 1,1 Kg, ce qui en fait un composant difficilement intégrable dans un tableau classique.
Le prix est très élevé, c'est un produit de luxe.
On remarquera que ce filtre n'est pas efficace dans la bande A du CENELEC utilisée par EDF pour les communications bas débit. Il ne bloquera donc pas les signaux CPL du LINKY. Il conviendra par contre pour les signaux HF dans la bande 1,6 à 30 Mhz .
Les quatre courbes correspondent à quatre configurations entrées-sorties et d'impédances variables. On peut constater l'influence importante des impédances de source et de charge sur les performances "in situ".

Le filtrage des CPL.

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LEGRAND propose le modèle 003609 limité également en courant à 63 A (Abonnements de 15 KVA) pour un prix public entre 120 et 150 euros.
Il se présente sous forme compatible rail DIN largeur de 4 modules.
Sa courbe d'atténuation n'est pas communiquée, seule l'atténuation dans la bande 95 à 148,5 KHz est spécifiée (> 45 dB). Cette bande de fréquence couvre les bandes CENELEC B, C, et D.
Or les CPL LINKY utilisent évidemment la bande A réservée pour les applis des distributeurs d'électricité ( 35,9 à 90,6 KHz).
Le produit LEGRAND ne convient donc pas non plus pour filtrer les CPL LINKY.
D'autre part ses performances dans la bande HF ne sont pas spécifiées.
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Le produit qui conviendrait pour le blocage des signaux LINKY est donc difficile à trouver sur le marché, surtout si on lui demande de bloquer également la bande 1,6 à 30 Mhz et se supporter un courant de 80 Ampères !
Avant d'investir dans un produit du marché, il y aura donc lieu de vérifier ses performances afin de ne pas prendre des vessies pour des lanternes.
Quelle que soit la solution choisie, il sera nécessaire de mesurer sur place les performances d'atténuation, qui dépendent fortement des caractéristiques de chaque réseau, notamment les impédances de source et de charge.
Le filtrage des CPL n'est décidément pas une affaire évidente.
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