Le multiplexage : cours de Bac pro Maintenance des véhicules

Ouvre un faisceau électrique de véhicule ancien : chaque fonction (un feu, un moteur de vitre, un témoin) possède ses propres fils, qui partent d'un commutateur et rejoignent le récepteur. Plus le véhicule propose d'équipements, plus le faisceau grossit, devient lourd, coûteux et difficile à réparer. Le multiplexage répond à ce problème : au lieu de dédier un fil à chaque information, on fait circuler plusieurs informations sur un même support.

Pour un technicien de maintenance, c'est un changement de méthode. Avant, on suivait un fil avec un multimètre. Avec un réseau multiplexé, un même lien transporte des échanges entre plusieurs équipements, et il faut raisonner en termes d'émetteur, de support, de récepteur et de calculateur. Ce cours te donne ces repères.

Tu connais déjà le chapitre sur les circuits électriques du véhicule : alimentation, masse, commande, récepteur. Tout cela reste vrai. Le multiplexage ne supprime pas l'électricité, il change la manière de transporter l'ordre de commande jusqu'au récepteur.

Le multiplexage n'est pas né dans l'automobile. L'idée s'est développée avec la télégraphie : à la fin du XIXe siècle, Émile Baudot s'en est notamment servi pour partager une même ligne.⁴ À l'époque, il fallait que plusieurs télégraphistes puissent utiliser la même ligne en même temps.⁴

Le principe qui a rendu cela possible est simple à comprendre. L'information circulait plus vite sur la ligne que les opérateurs ne tapaient leurs messages.⁴ La ligne restait donc libre une bonne partie du temps, et on pouvait la partager. Cette même logique de « ligne trop rapide pour un seul utilisateur » explique aujourd'hui pourquoi un seul lien suffit à plusieurs équipements d'un véhicule.

La technique sert aujourd'hui bien au-delà du véhicule : on la retrouve dans des liaisons informatiques modernes comme l'USB ou le Serial ATA, et dans la transmission des chaînes de télévision numérique.⁴ Elle est donc générale ; le véhicule en est une application parmi d'autres.

Dans son principe, un système multiplexé comporte trois éléments :

• un multiplexeur à l'émission, qui regroupe plusieurs signaux ;
• un support de transmission unique (ici, un fil ou une paire de fils) ;
• un démultiplexeur à la réception, qui sépare à nouveau les signaux.

Les flux d'informations sont combinés en un signal unique par le multiplexeur.⁴ À l'autre extrémité, le démultiplexeur redivise ce signal en autant de signaux indépendants qu'au départ.⁴

Il existe deux grandes techniques de multiplexage : l'une joue sur le temps, l'autre sur les fréquences.⁴ Le multiplexage fréquentiel est même le premier à avoir été inventé, bien que son principe soit plus abstrait.⁴

Le multiplexage électronique temporel est d'un usage courant dans l'industrie automobile.⁴ Le principe : un fil transporte le signal multiplexé, et un autre fil apporte l'alimentation électrique.⁴ À l'autre bout, un démultiplexeur recrée autant de signaux indépendants que nécessaire.⁴

Un véhicule moderne ne comporte pas un seul lien, mais un réseau dans lequel plusieurs calculateurs échangent. Un réseau multiplexant les fonctions de carrosserie peut ainsi rassembler l'éclairage, le lave-vitre et le combiné.¹ Le réseau repose sur un ou plusieurs bus, chacun relié à des calculateurs.² Sur un bus CAN, l'information circule sur une paire de fils torsadés, appelés CAN H et CAN L.

Un exemple de réseau cité dans la documentation de maintenance est le réseau CAN IS.³ On peut y connecter un outil de diagnostic pour télécharger des logiciels dans les calculateurs du réseau.³ Pour toi, cela signifie qu'un calculateur est une machine qui peut être mise à jour, pas seulement un boîtier de commande figé.

Le lève-vitre électrique illustre bien la chaîne multiplexée. Quand le conducteur agit sur la commande, l'information est transférée par bus au multiplexeur, puis au calculateur.² Après traitement par le calculateur, l'information repart par bus vers le multiplexeur.² Le multiplexeur envoie alors par bus un ordre de commande aux transistors.²

Le multiplexeur tient aussi un rôle de mesure : il compte le nombre de pas angulaires du moteur.² Cette information permet de savoir où se trouve la vitre. Quand le nombre de pas attendu est atteint, le multiplexeur envoie l'ordre qui arrête le mouvement.²