Essais ESD selon IEC 61000-4-2 : niveaux, montage, critères

Une personne se charge d’électricité statique en marchant, surtout par air sec et sur une moquette synthétique. Quand elle touche un appareil, la décharge, très brève, peut bloquer un microcontrôleur, corrompre des données ou détruire une entrée. L’essai ESD reproduit ce phénomène de manière répétable. Voici comment il se déroule selon l’IEC 61000-4-2, et comment le préparer, état au 9 octobre 2026.

Le rôle de l’IEC 61000-4-2

L’IEC 61000-4-2 est une norme fondamentale. Elle définit la forme du courant de décharge, les niveaux d’essai possibles, le générateur, le montage, la procédure et l’étalonnage. Elle ne dit pas quel niveau appliquer à quel produit : cela revient aux comités de normes produit.

En pratique, vous ne « faites pas un essai selon l’IEC 61000-4-2 » isolé. Vous appliquez la ligne ESD de votre norme produit, qui renvoie à l’IEC 61000-4-2 pour la méthode. C’est cette norme produit, harmonisée au titre de la directive 2014/30/UE, qui donne la présomption de conformité à l’exigence d’immunité de l’annexe I.

Quelle édition ?

Deux éditions sont en circulation :

• IEC 61000-4-2:2008 (édition 2), reprise comme EN 61000-4-2:2009. Les normes produit harmonisées y renvoient en référence datée : l’EN 55035:2017 précise que l’essai se fait selon l’IEC 61000-4-2:2008, et l’EN 61326-1:2013 cite la même édition.
• IEC 61000-4-2:2025 (édition 3), publiée le 7 mars 2025 et reprise sans modification comme EN IEC 61000-4-2:2025. Elle ajoute notamment l’étalonnage du générateur avec l’embout de décharge dans l’air, une annexe normative de montages pour certains types d’équipements, une annexe sur les appareils portés et une annexe sur le choix des points d’essai et le nombre de décharges au contact.

Les valeurs et procédures citées ci-dessous sont celles de l’édition 2008, celle que vos normes produit harmonisées appliquent aujourd’hui.

Les niveaux d’essai

L’édition 2008 propose quatre niveaux (tableau 1) :

Niveau	Décharge au contact	Décharge dans l’air
1	2 kV	2 kV
2	4 kV	4 kV
3	6 kV	8 kV
4	8 kV	15 kV
x	Spécial	Spécial

Trois règles comptent :

• La décharge au contact est la méthode préférée. La décharge dans l’air sert là où le contact est impossible, typiquement sur les surfaces isolantes. Les deux méthodes ne sont pas de sévérité équivalente.
• Dans l’air, on applique tous les niveaux jusqu’au niveau spécifié. Pour 8 kV, on teste donc aussi à 2 et 4 kV. Au contact, on applique seulement le niveau spécifié, sauf si la norme produit en dispose autrement.
• Les deux polarités sont à considérer ; la norme demande au moins 10 décharges dans la polarité la plus sensible.

Les niveaux exigés par les normes produit

Norme	Contact	Air	Critère
EN 55035:2017, multimédia	4 kV	8 kV	B
EN 61000-6-2:2005, générique industriel	±4 kV	±8 kV	B
EN 61326-1:2013, mesure et laboratoire (tous environnements)	4 kV	8 kV	B
IEC 60601-1-2:2014, électromédical	±8 kV	±2, 4, 8, 15 kV	Selon la norme

Le critère B signifie qu’une perturbation est admise pendant l’essai, à condition que le produit revienne seul à son fonctionnement normal, sans changement d’état ni perte de données qui persiste.

Le montage en laboratoire

L’essai se fait sur un montage normalisé (édition 2008, article 7.2) :

• un plan de référence de masse au sol, métallique, d’au moins 0,25 mm d’épaisseur en cuivre ou aluminium, qui dépasse le produit d’au moins 0,5 m de chaque côté et est relié à la terre de protection ;
• au moins 0,8 m entre le produit et les murs ou toute autre structure métallique ;
• pour un appareil de table : une table non conductrice de 0,8 m de haut, un plan de couplage horizontal (HCP) de 1,6 m × 0,8 m, et un support isolant de 0,5 mm entre le produit et ce plan ;
• pour un appareil posé au sol : un support isolant de 0,05 à 0,15 m sous le produit ;
• les plans de couplage reliés au plan de masse par un câble muni d’une résistance de 470 kΩ à chaque extrémité, pour que la charge ne disparaisse pas instantanément.

Le produit est raccordé et mis à la terre comme dans son installation, sans connexion de terre supplémentaire. Les câbles sont disposés de manière représentative.

Les appareils non reliés à la terre

Un appareil sur batterie ou de classe II ne peut pas évacuer sa charge comme un appareil de classe I. Si la charge n’est pas retirée entre deux décharges, la contrainte peut atteindre jusqu’à deux fois la tension d’essai. La norme impose donc de retirer la charge avant chaque décharge, de préférence avec un câble à résistances de 470 kΩ (article 7.2.4).

Le déroulement de l’essai

Le produit en fonctionnement

Le produit fonctionne en continu dans son mode le plus sensible, déterminé par des essais préliminaires (article 8.2). La surveillance doit permettre de voir tout effet : écran, voyants, communication, valeurs mesurées. Pour l’essai dans l’air, le local doit être entre 15 et 35 °C et entre 30 et 60 % d’humidité relative (article 8.1.2).

Les décharges directes

Les décharges s’appliquent aux points et surfaces accessibles en utilisation normale (article 8.3.2). Sont exclus notamment :

• les points accessibles seulement en maintenance ou en service, comme les contacts de batterie lors d’un changement de piles ;
• les surfaces qui ne sont plus accessibles une fois l’appareil installé, comme le dos d’un appareil mural ;
• les contacts des connecteurs à enveloppe métallique : on décharge sur l’enveloppe ;
• les contacts sensibles par fonction, par exemple une entrée RF, s’ils portent une étiquette d’avertissement ESD.

Les contacts accessibles d’un connecteur isolant se testent dans l’air seulement. L’EN 55035 ajoute qu’il faut viser en particulier les claviers, interrupteurs, souris, fentes de cartes et les zones autour des ports de communication. Elle inclut les opérations faites par l’utilisateur appareil sous tension, comme le nettoyage ou l’ajout de consommables.

Sur chaque point, on applique au moins 10 décharges uniques, avec un intervalle initial recommandé de 1 s. Pour trouver les points sensibles, une exploration rapide à 20 décharges par seconde ou plus est admise. Le pistolet est tenu perpendiculaire à la surface quand c’est possible.

Pour la décharge au contact, la pointe touche le produit avant le déclenchement. Une peinture non déclarée isolante par le fabricant est traversée par la pointe. Pour la décharge dans l’air, le pistolet s’approche du produit aussi vite que possible jusqu’au contact, puis est retiré avant la décharge suivante.

Les décharges indirectes

Elles simulent une décharge sur un objet proche du produit. On décharge au contact sur les plans de couplage :

• plan horizontal (HCP) : au moins 10 décharges sur le bord avant, en face du centre du produit, à 0,1 m de celui-ci ;
• plan vertical (VCP) : un plan de 0,5 m × 0,5 m placé à 0,1 m du produit, parallèle à lui, avec au moins 10 décharges au centre d’un bord vertical, dans assez de positions pour couvrir les quatre faces.

L’évaluation et le rapport

L’IEC 61000-4-2 propose une classification : fonctionnement normal ; perturbation temporaire qui cesse seule ; perturbation qui exige une intervention de l’opérateur ; perte de fonction non récupérable, par dommage matériel ou logiciel ou perte de données (article 9). Les normes produit en tirent leurs critères A, B et C.

Le rapport doit permettre de reproduire l’essai : points, niveaux, polarités, effets observés et leur durée, justification de la décision, conditions climatiques et photos du montage (article 10). Il mentionne aussi toute condition nécessaire à la conformité, comme un type de câble ou une mise à la terre.

Préparer son produit

Les conseils suivants relèvent de la bonne pratique de conception, pas d’une exigence normative :

• Protéger les entrées exposées : diodes de suppression de transitoires au plus près des connecteurs et des boutons, avec une capacité compatible avec la vitesse du signal.
• Donner un chemin à la décharge : boîtier métallique ou métallisé relié à la masse par une liaison courte et de faible impédance ; reprise de blindage sur les connecteurs.
• Éloigner les pistes sensibles des ouvertures, fentes et bords du boîtier où une décharge dans l’air peut s’amorcer.
• Rendre le logiciel tolérant : chien de garde, vérification des registres, reprise automatique de la communication. C’est souvent ce qui fait passer un produit du critère C au critère B.
• Faire un pré-essai sur prototype, avec un pistolet ESD, avant de figer le boîtier.

Pour le déroulement complet d’une campagne CEM, du plan d’essai au rapport, voir notre article Essais CEM : déroulement, préparation et causes d’échec.