Ce document est la propriété d ’EADS CCR ; il ne peut être communiqué à des tiers et/ou reproduit sans l’autorisation préalable écrite d ’EADS CCR et son.

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1 Ce document est la propriété d ’EADS CCR ; il ne peut être communiqué à des tiers et/ou reproduit sans l’autorisation préalable écrite d ’EADS CCR et son contenu ne peut être divulgué © EADS CCR 2004 A Probabistic Approach to handle Cumulative Effects of Personal Electronic Devices inside Aircraft EADS CCR Environmental Modelling (DCR/EX) Fabien Mangeant, Pierre Benjamin

2 Ce document est la propriété d ’EADS CCR ; il ne peut être communiqué à des tiers et/ou reproduit sans l’autorisation préalable écrite d ’EADS CCR et son contenu ne peut être divulgué © EADS CCR 2004 ENVIRONMENTSYSTEM NUMERICAL MODELS PROBLEMS TACKLED IN THIS STUDY Problem Description

3 Ce document est la propriété d ’EADS CCR ; il ne peut être communiqué à des tiers et/ou reproduit sans l’autorisation préalable écrite d ’EADS CCR et son contenu ne peut être divulgué © EADS CCR 2004 Goal : To evaluate the electromagnetic threat due to Personal Electronic Devices (PEDs) located inside a cavity on different systems (radio communication systems, electronic equipments…) Remaining questions : Which data to characterize the vulnerability? How to obtain these data? Problem Description

4 Ce document est la propriété d ’EADS CCR ; il ne peut être communiqué à des tiers et/ou reproduit sans l’autorisation préalable écrite d ’EADS CCR et son contenu ne peut être divulgué © EADS CCR 2004 Physical problem split into three parts: EMISSION of the source(s) (PED) COUPLING between source and receiver SUSCEPTIBILITY of the receiver Electromagnetic problem

5 Ce document est la propriété d ’EADS CCR ; il ne peut être communiqué à des tiers et/ou reproduit sans l’autorisation préalable écrite d ’EADS CCR et son contenu ne peut être divulgué © EADS CCR 2004 Methodology to evaluate the probabilistic vulnerability of a system Random variable: Z f safety margin between the transmitted power to the receiver by the PED via the system Mathematical definition of the random variable Z f :

6 Ce document est la propriété d ’EADS CCR ; il ne peut être communiqué à des tiers et/ou reproduit sans l’autorisation préalable écrite d ’EADS CCR et son contenu ne peut être divulgué © EADS CCR 2004 Where:Emission Random variable: Ef electric field at one meter at the frequency f in free space (first approach) Random variable: Sf level of susceptibility in electric field at the frequency f Susceptibility Random variable: Cf transfer function between emitter and receiver at the frequency f Coupling

7 Ce document est la propriété d ’EADS CCR ; il ne peut être communiqué à des tiers et/ou reproduit sans l’autorisation préalable écrite d ’EADS CCR et son contenu ne peut être divulgué © EADS CCR 2004  one electromagnetic source emits an electromagnetic field  events  E,  C,  S are not mutually excluded  independence of the random variables Methodology to evaluate the vulnerability of a system STATISTICAL HYPOTHESIS

8 Ce document est la propriété d ’EADS CCR ; il ne peut être communiqué à des tiers et/ou reproduit sans l’autorisation préalable écrite d ’EADS CCR et son contenu ne peut être divulgué © EADS CCR 2004 Emission  max(E f ) Coupling  max(C f ) Susceptibility  min(S f ) The safety margin in the worst-case approach is equal to: The criterion of interference is the following : Methodology to evaluate the vulnerability of a system WORST- CASE APPROACH

9 Ce document est la propriété d ’EADS CCR ; il ne peut être communiqué à des tiers et/ou reproduit sans l’autorisation préalable écrite d ’EADS CCR et son contenu ne peut être divulgué © EADS CCR 2004 Probability of interference Methodology to evaluate the vulnerability of a system PROBABILISTIC APPROACH : EFFET OF ONE PED

10 Ce document est la propriété d ’EADS CCR ; il ne peut être communiqué à des tiers et/ou reproduit sans l’autorisation préalable écrite d ’EADS CCR et son contenu ne peut être divulgué © EADS CCR 2004 Methodology to evaluate the vulnerability of a system CUMULATIVE EFFECT OF PEDs Limit State Function Coherent sourcesIncoherent sources PROBABILISTIC APPROACH : Worst Case APPROACH:

11 Ce document est la propriété d ’EADS CCR ; il ne peut être communiqué à des tiers et/ou reproduit sans l’autorisation préalable écrite d ’EADS CCR et son contenu ne peut être divulgué © EADS CCR 2004 Application of the methodologies to an aircraft Data necessary: Worst case approach: extremum values of E f, C f, S f Probabilistic approach: law of distribution of Z f => How to generate these data?

12 Ce document est la propriété d ’EADS CCR ; il ne peut être communiqué à des tiers et/ou reproduit sans l’autorisation préalable écrite d ’EADS CCR et son contenu ne peut être divulgué © EADS CCR 2004 EMISSION / WORST-CASE APPROACH Application of the methodologies to an aircraft EMISSION “Global” envelop of emission EMHAZ

13 Ce document est la propriété d ’EADS CCR ; il ne peut être communiqué à des tiers et/ou reproduit sans l’autorisation préalable écrite d ’EADS CCR et son contenu ne peut être divulgué © EADS CCR 2004 Numerical model of A 319 Application of the methodologies to an aircraft COUPLING VHF antenna model

14 Ce document est la propriété d ’EADS CCR ; il ne peut être communiqué à des tiers et/ou reproduit sans l’autorisation préalable écrite d ’EADS CCR et son contenu ne peut être divulgué © EADS CCR 2004 Probabilistic Approach Worst-case Application of the methodologies to an aircraft COUPLING Computations with ASERIS-BE

15 Ce document est la propriété d ’EADS CCR ; il ne peut être communiqué à des tiers et/ou reproduit sans l’autorisation préalable écrite d ’EADS CCR et son contenu ne peut être divulgué © EADS CCR 2004 Application of the methodologies to an aircraft COUPLING

16 Ce document est la propriété d ’EADS CCR ; il ne peut être communiqué à des tiers et/ou reproduit sans l’autorisation préalable écrite d ’EADS CCR et son contenu ne peut être divulgué © EADS CCR 2004 Conclusion Nécessité de l’approche probabiliste: 1.Quantifier les risques 2.Exclure les configurations impossibles 3.Utiliser des données pas totalement maîtrisées La densité n’est pas toujours une donnée pertinente, la probabilité de dépassement de seuil nous intéresse Utilisation des méthodes de mécanique probabiliste Outil Open Source en Collaboration avec EDF & Phimeca