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-- Tests ARVA : les mesures de laboratoires
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par François Sivardière
Article publié dans "Neige et Avalanches" la revue de l'ANENA, N° 95 - septembre 2001

À l’automne 2000, l’ANENA a testé sur le terrain les différents ARVA disponibles sur le marché français. Au cours des premiers mois de 2001, elle a complété ces tests d’utilisation pratique par des mesures effectuées en laboratoire. Présentation des résultats.

Conditions opératoires

D’un point de vue pratique, les appareils qui ont fait l’objet des mesures en laboratoire étaient ceux qui avaient été testés sur le terrain : Tracker DTS, Ortovox M1 et F1 focus, Barryvox Mammut et Arva 9000. Les mesures ont été faites sur quatre appareils de chaque modèle (soit vingt appareils au total).
La norme qui concerne les Arva est publiée par l’Institut européen de standardisation des télécommunications (ETSI). Elle a été révisée au cours du premier semestre 2001 et une nouvelle version (désormais appelée EN 300 718) a été adoptée en mai. Cependant, celle qui a servi de référence pour les essais et leur interprétation date de mars 1997 (ETS 300 718), la seule en vigueur au moment des mesures radio et a fortiori au moment de la conception et de la fabrication des Arva testés.
Elle précise notamment les conditions dans lesquelles les mesures doivent être effectuées. Un strict respect de la totalité de ces conditions aurait rendu ces essais impossibles à cause de leur coût trop élevé pour l’ANENA.
Ainsi, en ce qui concerne les conditions d’alimentation, les produits ont été testés uniquement avec des piles neuves pour tous les essais.
Par ailleurs, la norme précise, entre autres, que les valeurs de certains paramètres qu’elle contient, doivent être respectées sur une gamme de températures allant de -30°C à +45°C. Toutefois, les mesures ont été effectuées à seulement quatre températures différentes. Les températures choisies par l’ANENA correspondent à des températures représentatives d’utilisation des Arva : 25°C, 10°C, -5°C et -20°C. Elles ont aussi été choisies pour mettre en évidence, le cas échéant, une variation du paramètre étudié en fonction de la température.
Enfin des essais spécifiques non prévus par la norme ont été demandés au laboratoire afin de contrôler certaines caractéristiques plus pratiques pour l’utilisation sur le terrain et de juger réellement des performances des produits.

L'objectif des tests réalisés durant l’automne 2000 était de mieux connaître les caractéristiques pratiques des Arva présents sur le marché français. Les résultats ont été exposés dans Neige et Avalanches n° 92 (décembre 2000) et discutés dans Neige et Avalanches n° 93 (mars 2001).
L’approche des tests sur le terrain était empirique. L’ANENA a tenté, en multipliant les mesures et le nombre de " testeurs ", de les rendre aussi objectifs que possible. Cependant, compte tenu des moyens de l’ANENA mais aussi des lois statistiques, les résultats ne pouvaient que donner des indications et des ordres de grandeur. Il était donc nécessaire d’effectuer des mesures plus objectives, indépendantes des personnes manipulant les appareils.
Par ailleurs, les Arva sont des appareils électromagnétiques qui doivent en principe respecter une norme, garante, entre autres, de leur compatibilité. Mais, les mesures faites en laboratoire dans le passé ont montré que les constructeurs ne respectent pas toujours cette norme. Il convenait donc également de s’assurer en toute indépendance de la conformité des Arva à la norme.
L’ANENA a donc mandaté une société lyonnaise de conseils et d’ingénierie en compatibilité électromagnétique, radio et en sécurité électrique (R-F Consulting) pour procéder à certains tests radio sur les Arva. Les tests demandés avaient pour but de mesurer de façon indépendante et sans possibilité d’interprétation subjective certaines caractéristiques fondamentales des Arva. Les résultats qui sont présentés ci-après ont été interprétés suivant deux axes :
- la vérification de la conformité à la norme de certaines caractéristiques électromagnétiques des Arva ;
- la comparaison, le cas échéant, avec les résultats obtenus sur le terrain en novembre 2000.

• Fréquence à l’émission

La fréquence normalisée d’émission des Arva est de 457 kHz ± 100 Hz. Les mesures montrent que pour deux Ortovox F1 focus et deux Ortovox M1 sur les quatre testés de chaque modèle, l’écart de fréquence est supérieur à -100 Hz (de -105 à -117 Hz) à -20°C. Dans le cas du M1, de telles valeurs avaient déjà été obtenues en 1998 lors des tests Arva 1998, sous l’égide de la CISA-IKAR. Il semble donc que rien n’ait été fait pour modifier ce problème ! Il faut souhaiter que la société Ortovox se préoccupe sérieusement de cette caractéristique sur tous ses appareils. En effet, par rapport à la nouvelle norme (écart maximum de ± 80 Hz), la non-conformité de ses Arva serait encore plus grande :
elle apparaîtrait selon les mêmes proportions (deux sur quatre) dès -5°C, et à -20°C, seul un M1 serait conforme sur les huit Arva. Que dire alors pour -30°C où il semblerait que tous les Ortovox soient non-conformes !
D’une façon générale, les écarts de fréquence obtenus, toutes températures confondues, sont de -34 à -117 Hz pour les Ortovox et de -10 à +21 Hz pour les trois autres modèles. Sauf pour les Ortovox (l’écart augmente quand la température diminue), il n’a pas été mis en évidence de variation linéaire de l’écart de fréquence en fonction de la température.

• Cycle de fonctionnement

Deux Ortovox F1 focus (sur quatre) ne sont pas conformes à la norme à 25°C. Aux autres températures, ces deux appareils flirtent avec la limite, mais du bon côté. Selon les conclusions du rapport des tests, " les écarts avec les exigences de la norme sont faibles, mais traduisent cependant une conception de l’oscillateur de commande trop sensible à la température, permettant d’envisager pour la température extrême maximale prévue par la norme (+ 45 °C) une possibilité de non conformité de l’ensemble de la gamme de produits F1 ". D’un point de vue pratique, cette remarque doit être rapprochée des conditions réelles d’utilisation des Arva, qui n’atteignent jamais de telles températures (surtout sous la neige).

• Puissance du signal à l’émission

Les essais n’ont été, dans ce cas, effectués qu’à une seule température (+6,5°C). La norme ETS 300 718 encadre par une valeur minimale et une valeur maximale la puissance du signal émis par un Arva.
En ce qui concerne la valeur maximale, les appareils testés sont tous conformes aux prescriptions de la norme. Les valeurs mesurées pour les Arva 9000 sont supérieures à la valeur maximale autorisée par la norme. Mais la norme a prévu une possibilité d’incertitude de mesure pour ces essais, grâce à laquelle ils ne sont en fait pas totalement non-conformes. Ces mêmes mesures confirment donc les mesures de portée maximale effectuées sur le terrain à l’automne 2000 qui avaient laissé présager que l’Arva 9000 a une puissance d’émission supérieure aux autres modèles (en configuration "champ maximum ").
Par contre, aucun appareil testé n’est conforme à la norme en ce qui concerne la valeur minimale de la puissance d’émission du signal ! On peut se demander pour quelles raisons les constructeurs ne respectent pas cette spécification pourtant fondamentale puisque garantissant un niveau minimum de puissance d’émission (c’est-à-dire une portée
minimale !). La nouvelle version de la norme ne prévoit plus de valeur minimale de puissance, ce qui rassurera les constructeurs, mais pas les utilisateurs.
Enfin, des mesures complémentaires ont montré que la température n’avait pas une grande influence sur la puissance d’émission des Arva testés.

• Émissions parasites

"Seules les mesures en champ magnétique (ont été) effectuées, et encore dans la seule position émission " (rapport des essais). Les raisons en sont une optimisation du rapport pertinence/prix des essais radio. Le rapport conclut sur ce point : " tous les produits sont conformes aux prescriptions de la norme ETS 300 718 en ce qui concerne la valeur maximale du champ rayonné sur les deux premiers harmoniques de la fréquence d’émission de 457 kHz".

• Sensibilité du récepteur

Dans ce cas, les mesures ont été effectuées à une seule température : 12°C. De plus, ce test étant très long, il a été décidé de ne faire les mesures que sur un seul produit par marque au lieu de quatre. Les appareils testés sont conformes à la norme.
Par ailleurs, des mesures complémentaires (sur quatre produits par marque) ont été effectuées à d’autres températures dans des conditions particulières. Permettant de comparer les Arva entre eux, elles ont mis en évidence une dispersion assez importante de la sensibilité des appareils d’un même modèle en fonction de la température. Sauf dans le cas des Tracker, la sensibilité des Arva s’améliore quand la température est basse (ce qui est un atout vu les conditions les plus fréquentes de température pendant un secours).
Ces mesures de sensibilité du récepteur confirment en tout point les observations qui avaient pu être faites lors des tests sur le terrain, et particulièrement le fait que les deux modèles d’Ortovox ont une sensibilité nettement supérieure à celles des autres modèles. Ceci est tout à fait cohérent avec les portées utiles calculées à partir des mesures de portée maximale (Ortovox : 20 m environ, autres marques : 10 m environ).
Enfin, le rapport des essais en laboratoire conclut cette partie par deux remarques qui viennent conforter une nouvelle fois les résultats des tests sur le terrain :
- la portée (calculée théoriquement) varie en fonction des différents modèles du simple au double (comme le rapport entre 10 et 20 m, par exemple) ;
- la norme autorise dans certaines conditions, des portées sur le terrain " largement inférieures à 30 mètres " !

• Largeur de la bande passante de réception

Ce paramètre caractérise la sélectivité du récepteur. Plus la bande passante est large, moins le récepteur est sélectif (et moins il est sensible). La norme ne spécifie rien à ce sujet.
Dans la mesure où la norme autorise une émission entre 456,900 kHz et 457,100 kHz, il semblerait logique que les récepteurs soient en mesure de capter avec la même sensibilité toutes les ondes dont la fréquence se situe dans cette fourchette. C’est le cas pour le seul Tracker DTS. Pour les autres modèles (sauf le M1 dans une moindre mesure), leur sensibilité est en particulier très dégradée (de -5 à -10 dB) pour les ondes de fréquences comprises entre 456,900 kHz et 456,950 (voire 456,960) kHz (gamme d’émission des deux types d’Ortovox à 10°C et moins).

• Durée de fonctionnement

Les durées de fonctionnement des Arva ont été calculées à partir de mesures de consommation d’un appareil de chaque modèle. Les coûts et les délais très longs pour ce type de mesures ont empêché l’ANENA de faire des tests sur un nombre plus grand d’appareils. Toutefois, pour ce type de paramètre, on peut considérer que cela est suffisant.
Tous les modèles sont conformes à la norme : ils permettent tous un fonctionnement en émission pendant 200 heures au moins (de 250 heures jusqu’à plus de 400 heures pour l’un d’eux à température ambiante). À l’issue de 200 heures d’émission, il leur reste à tous suffisamment d’énergie pour fonctionner en mode réception pendant au moins une heure (comme le prévoit la nouvelle version de la norme). Des essais ont également été réalisés afin de vérifier que l’autonomie reste suffisante lorsque les produits sont utilisés au froid
(-10 °C en moyenne).
Par ailleurs, le moment où il est conseillé de changer les piles en fonction de l’indication donnée par l’Arva s’avère particulièrement bien choisi pour tous les modèles (pour l’Ortovox F1 focus les mesures ont été toutefois impossibles pour des raisons techniques). Dans le cas de l’Arva 9000, l’indication de changement des piles est même plutôt prématurée, ce qui va toutefois dans le sens de la sécurité.

• Conclusions

Complétant une série de tests effectués sur le terrain en novembre 2000, les essais menés par un laboratoire indépendant sur cinq types d’Arva ont permis de :
- mettre en évidence le non-respect de la norme par tous les constructeurs sur un paramètre (puissance minimale à l’émission) et par l’un d’entre eux sur d’autres paramètres (en particulier la fréquence du signal à l’émission) ;
- confirmer les mesures faites sur le terrain.
Ainsi, les conclusions des études comparatives des caractéristiques des différents modèles testés sont les mêmes, qu’elles proviennent des observations et mesures sur le terrain ou des essais radio en laboratoire. En particulier, si n’importe quel Arva en réception est en mesure de capter n’importe quel Arva en émission, la portée de la liaison variera en fonction du modèle de l’émetteur et du modèle de récepteur, du simple au double.

Tableau récapitulatif des essais de conformité, Tests laboratoire ARVA 2001

Paramètres testés

Arva

9000

Barryvox

Mammut

Ortovox

F1 focus

Ortovox

M1

Tracker

DTS

Fréquence d’émission

conforme

conforme

non conforme*1

non conforme*1

conforme

Cycle de fonctionnement

conforme

conforme

non conforme*2

conforme

conforme

Puissance d’émission maximale

conforme

conforme

conforme

conforme

conforme

Puissance d’émission minimale

non conforme

non conforme

non conforme

non conforme

non conforme

Émissions parasites

conforme

conforme

conforme

conforme

conforme

Sensibilité du récepteur

conforme

conforme

conforme

conforme

conforme

Durée de fonctionnement

conforme

conforme

conforme

conforme

conforme

1 : 2 appareils sur 4 non conformes à -20°C
2 : 2 appareils sur 4 non conformes à +25°C

Téléchargez le rapport complet des tests en laboratoire.(sans photos basse def. PDF 372 k)
avec les photos en haute définition (PDF 1,9 Mo).

RF Consulting : www.rfconsulting.fr

Tests ARVA 2000
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