Je dépose mes appareils de mesure à l’étalonnage deux fois par an, et j’attends dans le couloir vitré pendant qu’on les prend en charge. Ce matin-là, sur la table du laboratoire voisin, trois bagues connectées alignées sur un support en mousse, numérotées au feutre, 2,9 millimètres d’épaisseur au pied à coulisse. L’ingénieur d’essais me montre la trace sur son analyseur pendant que la porte de la chambre reste ouverte, et il faut parler fort à cause de la ventilation. Je les croyais arrivées là comme des prototypes, avec des fils qui dépassent. Elles arrivent finies, scellées, impossibles à rouvrir. Tout ce qu’on leur fait subir se fait de l’extérieur, et c’est le dernier poste de leur fabrication.
1 · La réception et l’identification. Un technicien d’essais, seul au comptoir d’entrée du laboratoire.
- Entre
- Les 3 anneaux d’un même lot, 2 socles de charge, la notice et une feuille du fabricant qui déclare la puissance rayonnée de la liaison Bluetooth.
- Il s’y passe
- Chaque anneau est numéroté au feutre sur sa face intérieure, pesé, mesuré, photographié sous 6 angles, et le numéro de version de son logiciel embarqué est relevé puis recopié dans le dossier.
- Avec
- Une balance au centigramme, un pied à coulisse, un statif photo et un téléphone témoin qui sert à lire la version.
- En
- 40 minutes pour les 3 anneaux et leurs socles.
- Sort
- Un dossier d’essai ouvert, et 3 objets qui ne s’appellent plus des bagues mais des EUT, les équipements sous essai.
- Ce qui rate
- L’échantillon non représentatif : la version de logiciel relevée sur l’anneau ne correspond pas à celle de la déclaration. Tout ce qui suivrait serait à refaire à la première mise à jour. Le technicien referme le dossier et rappelle le demandeur le jour même.
2 · Le banc de puissance rayonnée. L’ingénieur d’essais radio, seul en salle de commande, la chambre fermée derrière une porte à joint métallique.
- Entre
- Un anneau chargé, forcé en émission continue par une commande de service que le fabricant a dû fournir avec lui.
- Il s’y passe
- L’anneau tourne sur 360° en azimut sur un positionneur pendant que l’antenne de mesure monte et descend entre 1 et 4 mètres. On garde le niveau le plus fort, en polarisation verticale, puis on recommence en horizontale.
- Avec
- Une chambre anéchoïque, une antenne cornet, un analyseur de spectre réglé sur 1 MHz de bande de résolution et 3 MHz de bande vidéo, puis une antenne de substitution et un générateur pour convertir la lecture en puissance vraie.
- En
- Un balayage de 2 400 à 2 483,5 MHz par polarisation, sous une limite de 20 dBm, soit 100 mW rayonnés.
- Sort
- Deux valeurs et une position. La position qui a donné le maximum s’écrit dans le rapport, parce que c’est elle qu’il faudra retrouver si l’essai se rejoue.
- Ce qui rate
- L’anneau qui se rendort. Sans mode d’essai, ce logiciel de service qui le force à émettre sans arrêt, il parle quelques millisecondes par seconde et son maximum passe entre deux balayages. L’ingénieur arrête le banc, redemande une version d’essai au fabricant, et le dossier attend 3 semaines.
3 · L’immunité rayonnée. Le même ingénieur, une caméra dans la chambre et un téléphone témoin posé dehors.
- Entre
- L’anneau en liaison établie avec le téléphone témoin, écran filmé, la liaison affichée en clair.
- Il s’y passe
- On arrose l’anneau d’un champ électromagnétique et on regarde s’il tient : la liaison, l’heure interne, le comptage en cours.
- Avec
- Une chambre semi-anéchoïque, un amplificateur de puissance, une antenne log-périodique en bas de bande et un cornet en haut, une sonde de champ qui vérifie ce qu’on envoie vraiment.
- En
- 3 V/m, modulés en amplitude à 80 % par un signal de 1 000 Hz, de 80 MHz à 6 GHz, par pas de 1 % de la fréquence du moment.
- Sort
- Un anneau qui doit avoir continué à fonctionner comme prévu, sans émettre quand il ne devait pas, sans changer d’état tout seul et sans altérer les données critiques qu’il gardait en mémoire.
- Ce qui rate
- Le changement d’état non intentionnel : l’anneau décroche, ou repart de zéro, à une fréquence et à une seule. L’ingénieur note laquelle, reprend le point à pas plus fin pour la cerner, et c’est cette ligne du rapport qui renverra la carte électronique chez son concepteur.
4 · Les décharges électrostatiques. Un opérateur debout, le pistolet dans la main, l’anneau à hauteur de coude.
- Entre
- Un anneau chargé à bloc, posé sur un plan de masse recouvert d’une feuille isolante.
- Il s’y passe
- On décharge sur toutes les surfaces accessibles : la bande de titane, la résine, les plots de charge de la face intérieure, 10 coups par point.
- Avec
- Un simulateur de décharges électrostatiques, réseau de 150 pF et 330 Ω, celui qui reproduit un doigt humain.
- En
- ±4 kV au contact, ±8 kV dans l’air.
- Sort
- Un anneau qui doit avoir gardé son mode de fonctionnement et ses données, et qui doit refonctionner comme prévu une fois la salve terminée.
- Ce qui rate
- Le redémarrage. L’anneau reboote sous la décharge dans l’air, et la nuit qu’il gardait en mémoire disparaît avec. L’opérateur reprend à mi-niveau pour trouver à partir de quelle tension ça part, et il écrit ce seuil-là.
5 · L’immersion et le retour. Deux personnes : celle qui plonge, celle qui repèse.
- Entre
- L’anneau qui a passé les trois bancs, pesé une dernière fois avant d’entrer dans l’eau.
- Il s’y passe
- Immersion sous pression dans une cuve, maintien, remontée, essuyage, séchage à l’air, repesée et examen de la fenêtre optique à la loupe pour chercher la buée.
- Avec
- Une cuve sous pression, la même balance au centigramme, une loupe binoculaire.
- En
- La pression de la profondeur déclarée : 10 bars pour un anneau donné pour 100 mètres.
- Sort
- 3 anneaux dans leur sachet et un rapport d’essai qui porte les valeurs, les positions et les écarts.
- Ce qui rate
- La prise de masse : quelques centigrammes de plus après séchage extérieur, et c’est de l’eau qui est entrée. Elle passe rarement par la résine et presque toujours par les plots de charge, là où le métal traverse et où la coulée s’arrête.
L’anneau passe 24 heures dans la résine et ne se rouvrira jamais
Ce qui arrive au laboratoire est un bloc. Le circuit souple qu’il y a dedans fait 0,22 millimètre d’épaisseur, 0,48 là où il s’épaissit pour porter les composants, et il doit tenir dans un anneau visé à 2,9 millimètres de haut. Il est courbé en J sur un gabarit imprimé en 3D, la bobine de charge et la batterie sont brasées à la main dessus, l’excédent d’alliage est brossé, et l’ensemble est glissé dans la bande de titane après encollage.
C’est ensuite que tout se ferme. Douze anneaux partent ensemble dans un moule en silicone. La résine époxy est injectée par leur point le plus épais, celui qui porte le capteur optique, dans une enceinte sous vide pour ne laisser aucune bulle. La prise demande 24 heures et il n’y a pas moyen de la raccourcir : chauffer la résine abîmerait ce qu’elle enrobe. Reste 30 minutes de brosse et de papier abrasif par anneau, pour retirer les arêtes de coulée qui couperaient un doigt.
Ce qui sort de là n’a ni vis, ni joint démontable, ni bouton. Tout ce que le laboratoire mesure ensuite, il le mesure de l’extérieur.
Sous 10 dBm déclarés, une partie des essais radio ne s’applique plus
La bande de 2 400 à 2 483,5 MHz est encadrée par l’EN 300 328, qui plafonne la puissance rayonnée à 20 dBm et la densité spectrale à 10 dBm par mégahertz. Ces deux valeurs-là se mesurent toujours. Le reste dépend d’un seuil que le lecteur d’un dossier regarde en premier : la puissance déclarée par le fabricant.
Le texte range les récepteurs en trois catégories. Un équipement adaptatif au-dessus de 10 dBm tombe en catégorie 1. Entre 0 et 10 dBm, c’est la catégorie 2. À 0 dBm tout rond, la catégorie 3. Et les exigences de rapport cyclique, celles qui bornent le temps d’émission sur une seconde, ne s’appliquent pas dès que la puissance déclarée descend sous 10 dBm.
Un anneau n’a de place ni pour une antenne correcte ni pour une batterie de 17 milliampères-heures qui ferait autre chose que durer. Il déclare peu, il émet peu, et il tombe mécaniquement dans les catégories basses. La déclaration du fabricant décide donc de la longueur du programme d’essais avant que le premier balayage commence.
| Ce qui se mesure | La valeur visée | L’écart toléré | Ce qui arrive au-delà |
|---|---|---|---|
| Puissance rayonnée à 2,4 GHz | la valeur déclarée par le fabricant | 20 dBm, soit 100 mW | non-conformité radio, dossier refusé |
| Densité spectrale de puissance | répartie sur le canal | 10 dBm par mégahertz | non-conformité radio |
| Tenue au champ rayonné | fonctionnement inchangé | 3 V/m de 80 MHz à 6 GHz | point d’essai en défaut, carte à revoir |
| Tenue aux décharges | ni perte de données ni changement de mode | ±4 kV au contact, ±8 kV dans l’air | redémarrage constaté, seuil écrit au rapport |
| Masse de l’anneau après immersion | la masse d’avant | rien au centigramme près | entrée d’eau, anneau déclassé |
À 3 V/m, l’anneau doit continuer à compter sans redémarrer
Le champ de 3 V/m n’a rien d’extrême : c’est l’ambiance d’un local où tourne un émetteur ordinaire. La difficulté vient de la durée et du pas. On balaie de 80 MHz à 6 GHz par sauts de 1 % de la fréquence, ce qui fait environ 430 marches, et l’anneau doit tenir sur chacune. Le signal est modulé en amplitude à 80 % par une note de 1 000 Hz, pour que la perturbation ressemble à quelque chose d’émis plutôt qu’à une porteuse morte.
Tenir veut dire quatre choses écrites : continuer à fonctionner comme prévu, ne pas émettre quand il ne devait pas, ne pas changer d’état de lui-même, ne pas altérer les données critiques qu’il a en mémoire. Aucune des quatre ne se voit à l’œil nu. La dernière ne se voit même pas à la fin de l’essai : il faut relire la mémoire de l’anneau après coup pour savoir qu’elle a bougé.
L’avarie que l’ingénieur voit passer le plus est un décrochage de la liaison sur une fréquence isolée, souvent au voisinage d’un harmonique du quartz. La caméra le donne à la seconde près, et il faut ensuite 2 heures pour resserrer le pas autour du point et savoir si c’est l’anneau ou le téléphone témoin qui a lâché. Sur les décharges, c’est plus brutal : l’anneau repart de zéro, l’horodatage saute, et le rapport porte la tension à partir de laquelle ça arrive.
Une fois la séquence lancée, il ne regarde plus que trois écrans
Une fois la séquence lancée, l’ingénieur ne remet pas les mains dans la chambre. Il regarde trois choses depuis la salle de commande : la trace sur l’analyseur, la sonde de champ qui dit ce qui part vraiment de l’antenne et l’écran du téléphone témoin renvoyé par la caméra. Le reste du temps, il remplit le rapport à mesure. Les 430 marches à quelques secondes chacune, reprises dans deux polarisations, occupent le banc jusqu’au soir.
Il décide seul de reprendre un point douteux, de tourner l’anneau d’un quart de tour, de refaire un balayage à pas plus fin. Déclarer un écart, non. Un résultat qui sort des clous repart chez le responsable technique du laboratoire avec la capture, la position et l’heure, et c’est lui qui signe.
Ce qu’il passe à la relève tient en trois lignes sur la fiche de banc : le numéro de l’anneau, la position qui a donné le maximum et l’état de charge. Cette position est la seule chose que personne ne peut recalculer après coup. Dans la chambre, la mousse des absorbants mange le son autant que les ondes : on s’entend respirer, et il y fait deux ou trois degrés de plus que dans le couloir.
Deux traversées de métal dans la résine, et l’eau passe par là
Un anneau annoncé pour 100 mètres est passé sous 10 bars dans une cuve, à l’arrêt, à température ambiante. Il n’a pas nagé et la pression appliquée est statique. Une main qui se savonne sous l’eau chaude fait travailler la même paroi autrement, en pression et en température, et cet essai-là n’est pas au programme.
L’eau se détecte à la balance. On pèse avant, on plonge, on essuie, on sèche, on repèse : 2 centigrammes de plus, c’est une entrée d’eau, même quand rien ne se voit à l’œil. Le chemin est presque toujours le même. La résine et le titane font un ensemble continu, alors que les plots de charge sont deux traversées de métal dans cette masse, avec des coefficients de dilatation qui ne se ressemblent pas. C’est là que ça travaille au cycle thermique, et c’est là que ça passe.
Un rapport d’essai dit que l’anneau tient sous 20 dBm et qu’il redémarre après 8 kV. Il ne dit rien de ce qu’il compte la nuit. Ça se mesure au poignet, sur des semaines, et pour un modèle précis c’est ce que fait le test de la RingConn Gen 3.
Les trois anneaux repartent dans leur sachet avec le rapport, et le suivant est déjà sur la table du comptoir. Un bracelet, cette fois. Le technicien recommence par la pesée.