Brevet FR2385272A1 — publié le 19781020

Procédé de surveillance de la progression dans l'-espace et dans le temps d'un phénomène physique, et dispositif pour sa mise en oeuvre. La présente invention se rapporte à un procédé de surveillance de la progression dans Itespace et dans le temps d'un phénomène physique, ainsi qu'à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Le terme "phénomène physique"désigne dans la description et les revendications un phénomène susceptible d'êtredétecte tel que feu, fumées, gaz, pollution chimique -de l'atmosphere ou le l'eau, radioactivite, etc. On connait déjà des procédés de surveillance, utilisables notamment dans le cas de feux de forêts, faisant appel à des détecteurs, par exemple des détecteurs de fumées à ionisation, répartis dans la region à surveiller et dont les informations sont transmises par liaison radio à un poste central d'alarme. De tels procédés ne permettent toutefois pas d'apprécier l'intensite et la direction de propagation du phénomène surveillé, ce qui est un désavantage lorsque des decisions rapides doivent être prises afin de lutter contre lelit phénomène. L'objet de cette invention visant à obvier à l'inconvénient précité, conconsiste par conséquent en un procédé de surveillance de la progression dans l'espace et dans le temps l'un phénomène physique, qui est caractérisé par le fait qu'on détecte en plusieurs points l'apparition et/ou l'intensité du phénomène surveillé, et qu'on détermine la direction et/ou la vitesse le propagation de ce phénomène ; par le fait qu'on transmet par voie hertzienne ou autre l'apparition-etZou l'intensité du phénomène pour chacun de ces points à un affichage ; et par le fait qu'on visualise -simul- tapement la direction-et/ou la vitesse de propagation du phénomène sur cet affichage. Un second objet de cette invention consiste en un dispositif pour la mise en oeuvre du prccédé ci-dessus, caractérisé par le fait qu'il comporte plusieurs détecteurs du phénomène physique surveille répartis dans une région déterminée et munis chacun de moyens de transmission des informations détectées par voie hertzienne à un affichage ; au moins un moyen de détermination le la iiirection et/ou de la vitesse de propagation du phénomène surveillé ; et des moyens de visualisation sur lvaffichage de la direction et/ou de la vitesse de propagation dudit phénomène. Les moyens de détection du phénomène physique surveille sont naturellement choisis en fonction de la nature durit phénomène. On peut citer, à titre d'exemples, d'une part un détecteur de flamme ou à ionisation, tel que décrit dans le brevet suisse N 563.044, sensible aux gaz, fumées et aérosols et utilisable notamment pour la surveillance l'incendies de fo rets, et d'autre part un dosimètre ou un compteur Geiger pour la mesure de la radioactivité. Chaque détecteur est associé à des moyens électroniques de sécurité, d'amplification de commande, de codage et d'émission, et comporte une alimentation autonome en énergie. Comme sécurités, on peut mentionner des dispositifs réagissant au vol du détecteur, à la baisse de tension de l'alimentation, à un défaut d'isolement électrique dans le cas d'un détecteur de feu, etc. ; tous ces dispositifs donnent naissance, le cas échéant, à des signaux lestinés à entre transmis à un affichage central par la même voie que le signal de détection lui-mtwe, à savoir par l'entremise l'un codeur et au moyen d'un émetteur d'ondes radio-électriques. Pour la eurveillance d'une région déterminée, plusieurs détecteurs sont répartis dans celle-ci de façon uniforme et en tenant compte les particula rités de cette région, par exemple de son relief. En ce qui concerne la détermination de la direction et/ou de la vitesse de propagation du phénomène surveillé, on peut mentionner à titres d'exem- pies les eux solutions suivantes. Â. Mesure directe de la vitesse du vent. Cette technique est plus particulièrement appropriée lorsque l'avance du phénomène surveillé dans la région considéree dépend essentiellement du régime des vents dans cette région, par exemple dans le cas d'un incendie de forêt. Lorsque la région surveillée=est de dimensions restreintes et que le régime des vents y est régulier et homogène, un seal détecteur de vent peut être prévu directement au voisinage de l'affichage central. Four une zone sensiblement plus importante, plusieurs détecteurs le vent peuvent être répartis en nombre toutefois inférieur à celui des détecteurs du phénomène. Par contre, dans le cas de zones relativement plus étendues, présentant un relief accidenté ou subissant un régime de vents non homogène et irrégulier, alors il convient de prévoir, si l'on désire obtenir une pré ci si on satisfaisante de la surveillance, la détermination de la direction et de la vitesse du vent au voisinage de chaque détecteur du phénomène. À titre d'exemple, on peut placer auprès de chaque détecteur, voire sur un boitier, un appareil du type "girouette", à axe vertical, orientable géographiquement, dont l'équipage mobile, susceptible d'un léger jeu vertical, comprend en outre une lame métallique circulaire, centrée sur l'axe de la girouette et contenue dans un plan normal a l'axe ; cet équipage constitue la première armature d'un condensateur variable, tournant sur elle-meme en même temps que la girouette en regard d'une deuxième lame identique a la première, constituant la deuxième armature du condensateur, solidaire du boîtier du détecteur, l'ensemble étant constitué d'une manière telle que grâce par exemple à une rampe helicordale prevue dans le b2ti ou le boitier, de faible pas, comprenant une seule spire, inachevée et fermée sur ellemême par un léger raccord, et servant de guide à l'équipage mobile appelé -ainsi à bénéficier du léger jeu vertical susindiqué et à se déplacer verticalement en même temps que horizontalement, l'épaisseur du diélectrique qui sépare les deux lames sera fonction de l'orientation de la girouette, donc de la direction du vent. Il est dès lors aisé de concevoir que, si l'on a pris soin d'intégrer le condensateur variable décrit ci-dessus dans le circuit oscillant de l'émetteur du détecteur autonome, d'une manière appropriée, dépendant uniquement des caractéristiques de la liaison radio, la fréquence de l'émetteur variera en fonction de la position de la girouette, dans des conditions qui n'affecteront ni le fonctionnement lu central, ni le déclenchement de l'alarme, mais analysée par un ondemètre,-elle permettra de connaitre la direction du vent au voisinage de l'émetteur entré en fonctionnement. En outre, des informations peuvent également être directement fournies à l'affichage central par l'autres moyens, par exemple par un Service de météorologie. B. Détermination indirecte de la direction et/ou de la vitesse de propagation du phénomène. Cette seconde possibilité consiste à disposer de façon appropriée les détecteurs du phénomène à surveiller, donc sans utiliser d'autre détecteur particulier de vent par exemple. Il s'agit en effet de disposer sur un cercle de faible diamètre autour d'un détecteur dit principal plusieurs détecteurs identiques dits secondaires, chacun de ces détecteurs étant relié par voie hertzienne i l'affichage central. Ainsi, la direction de propagation du phénomène sera déterminée directement sur le tableau l'affichage par le secteur reliant le détecteur principal et au moins un détecteur secondaire dont les signaux respectifs ont été déclenchés ; la mesure de la durée entre ces deux déclenchements rss- peetifs permettra de plus de connaître la vitesse de propagation du phé noumène. Dans le procédé et le dispositif selon l'invention, un des éléments PatBelo consiste à visualiser les informations regues des différents dé- tecteurs sur un affichage approprié ; c'est en effet cet affichage qui permet de donner une vue d'ensemble sur la situation du phénomène surveillé dans la région considérée, et plus particulièrement sur la progression dans l'espace et dans le temps dudit phénomène. L'affichage sera de préférence constitué par un tableau synoptique sur lequel est représentée une carte à grande échelle de la zone, portant, en chaque point de la carte correspondant à chacun des emplacements réels des détecteurs ou dosimètres sur le terrain, un dispositif lumineux dont le fonctionnement est commandé par le signal dont la réception déclenche l'alarme. Les conditions d1emploi peuvent amener l'utilisateur à adopter soit un tableau portable, logeable par exemple dans le couvercle d'une valise contenant les récepteurs, soit un tableau fixe. L'alimentation sera par conséquent soit autonome, soit sur secteur. Parmi les solutions convenables pour visualiser sur le tableau synoptique la progression du phénomène surveillé, on peut citer la possibilité de - placer en chaque point de la carte correspondant à un détecteur entré en action une fléchette luminescente qui adhérera soit par ventouse, soit par l'action de ferrites, et que l'on orientera convenablement. Une autre méthode consistera à projeter sur le tableau une ou plusieurs fines lignes lumineuses, images du réticule d'un projecteur de type classique. Cette dernière méthode conviendra parfaitement pour représenter le vent dominant; la première sera mieux adaptée à la représentation des vents en chaque point pour lesquels l'alarme aura été donnée.On peut également concevoir l'emploi de lampes de couleur symbolisant, au voisinage dethaque point critique, -l'o- rigine du vent. En ce qui concerne la transmission et la visualisation des informations recueillies par un dosimètre, une méthode simple consiste à associer un con- densateur variable à l'équipage mobile et à l'insérer dans le circuit oscillant de l'émetteur mis en route par le dosimètre lorsque, alors qu'il a été préalablement mis sous tension dans l'éventualité d'une alerte, l'exposition dépasse un certain seuil, de telle sorte que la fréquence de l'e- metteur soit fonction de la capacité du condensateur, et, partant, de la position dé l'aiguille du dosimètre. On conçoit aisément que, au poste central, les variations de fréquence puissent être analysées, d'une manière connue, et transformées en indications analogiques ou digitales affichées sur un voyant approprié du tableau. Une forme d'exécution particulière du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, utilisable notamment pour la détection des incendies de forêts, sera mainténant décrite à titre d'exemple en référen- ce aux dessins annexés, dans lesquels t - la figure 1 représente un schéma bloc d'une partie du dispositif comprenant un élément le étection et des moyens respectivement d'émission, de réception et d'affichage et/ou d'alarme - la figure 2 est un schéma bloc du système de détection et de transmis-sion de la vitesse du vent - la figure 3 est un schéma bloc du système de détection et de transmission de la direetion du~vent ;; - la figure 4 est une vue d'une réalisation d'un tableau d'affichage. SurIa tartie gauche de la figure 1 est représenté le schéma d'un des systèmes de détection répartis de façon adéquate dans la sone à surveiller. Ce système comprend une sonde S et un détecteur D, par exemple un détecteur à ionisation sensible à la fumée, associés à des moyens de codage (C=code, CO = codeur) et à un émetteur d'ondes radio-électriques E, par l'entremise de moyens de commande-(P = porte, ST = stabilisateur) alimentés de façon autonome ; le circuit électrique comporte en outre diverses sécurités SE, notamment des dispositifs réagissant au vol du détecteur, à la baisse de tension ;te l'alimentation, à un défaut d'isolement électrique du détecteur de feu, etc.Les signaux codés émis tant par le détecteur que par les dispositifs legsecurité sont donc transmis par voie hertzienne à un dispositif central de surveillance, dont le schéma bloc est illustré sur la partie droite de la figure 1. Les signaux sont donc reçus par un récepteur R, décodés par un décodeur DE et transmis à un système d'affichage et d'alarme, ar l'entremise d'une mémoire M et 'un circuit logique L, muni d'un dispositif de remise à zéro Z ; le système d'affichage et d'alarme comporte par exemple, des dispositifs respectivement dtaffîchage numérique AN, d'affichage sur une carte géographique AG, d'alarme visuelle AV, d'alarme sonore As, etc. Le schéma bloc illustrant le principe du système de transmission de la vitesse du vent est représenté sur la figure 2. La partie gauche de cette figure illustre le système de mesure de la vitesse du vent et d'émission de signaux correspondant à la vitesse mesurée, ce système étant disposé sur le terrain selon des critères décrits précédemment. La mesure ellemême est effectuée, par exemple, au moyen d'un anémomètre À conventionnel donnant naissance à un signal dont la fréquence est proportionnelle à la vitesse du vent et qui est amplifié par un amplificateur de mise en forme AM et transmis à un compteur-CP associé à un temporisateur T ; en choisissant judicieusement la période du temporisateur, les impulsions reçues par le compteur indiqueront directement la vitesse du vent en km/h. Puis, les signaux sont codés et transmis par un metteur d'ondes radioélectriques E vers le dispositif central de surveillance (partie droîtede la figure 2), où les signaux sont reçus, décodés et affichés numériquement. La fréquence porteuse utilisée pour la-transmission les données concernant le vent, ici sa vitesse, est différente de celle utilisée pour la transmission les signaux de l'alarme feu. En outre, le dispositif comporte un interrupteur I, associé à un émetteur e, pour l'interrogation du dispositif de mesure de la vitesse du vent muni d'un récepteur r. La figure 3 représente un schéma bloc du système de mesure et le transmission de la direction du vent. L'élément de mesure de la direction du vent est constitué ici par une girouette G dont l'axe vertical est muni d'un ai- mant, lequel ferme un des contacts répartis sur une circonférence centrée sur l'axe de la girouette, le contact fermé correspondant à la direction du vent donnée par ladite girouette.Un dispositif encodeur EN comporte autant d'entrées qu'il y a de contacts sur ladite circonférence, et le signal correspondant au contact fermé, et par là à la direction du vent, est-codé et transmis par voie hertzienne jusqu'à la station centrale de surveillance où le signal est reçu, décodé et affiché au moyen d'une flèche lumineuse AF correspondant à la direction du vent indiquée à l'endroit le la mesure par la girouette. Comme précédemment, un interrupteur I' est prévu pour l'interrogation l'une girouette déterminée, 11 impulsion émise par l'interrup- teur i' étant transmise à un récepteur r' associé à un circuit logique 1 et à une alimentation a, elle-mee munie d'un système de sécurité se. Enfin, le shéma de la figure 4 > montre un exemple d'un tableau d'affi- chage des données reçues à la station centrale de surveillance ; ce tableau comporte dans sa partie supérieure une carte géographique (AG) stylisée de la région surveillée, aunaie de signaux lumineux (par exemple des LED) dont l'emplacement sur cette carte géographique correspond à l'emplacement des détecteurs de feu sur le terrain.Le tableau comporte également des voyants lumineux clignotants pour les alarmes "feu" (AVD) et pour les alarmes "sécu rites" (AVsE), un voyant de centrale (3) de la source d'énergie alimentant le dispositif de réception et de visualisation, un petit haut-parleur pour les alarmes sonores (AS) et des organes de remise à zéro des airmes, respectivement sonore (ZS) -et visuelle (Zy) et de mise sous tension lu dis positif (o), ainsi que des affichages numériques (AS) indiquant, par exem- ple, l'intensité du phénomène détecté pour les 10 premiers détecteurs, un affichage numérique de la vitesse du vent (AN) donnée par l'anémomètre interrogé et un affichage par fleches lumineuses (AF) de la direction du vent donnée par la girouette interrogée, disposée au même endroit que ledit anémomètre ou éventuellement combinée à celui-ci. REVENDICATIONS. 1 - Procédé de surveillance de la propagation dans l'espace et dans le temps d'un phénomène physique, susceptible d'être détecté, tel que feu, fumées, gaz, pollution de l'atmosphère ou de l'eau, radioactivité, etc., caractérisé par le fait qu'il met en oeuvre des moyens de détection, en un ou plusieurs points de l'espace convenablement choisiaSde l'apparition et/ou de l'intensité du phénomène surveillé; des moyens, couplés ou non aux précédents, de détermination en ce ou ces points de la direction et/ou de la vitesse de-propagation dudit phénomène, qui peut être la vitesse du vent, des moyens de transmission par voie hertzienne de l'apparition et/ou de l'intensité du phénomène à un affichage, image de l'espace, et des moyens de visualisation simultanée sur ledit affichage de la direction et/ou de la vitesse de propagation du phénomène. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la direction du vent est mesurée soit directement en chaque point de l'espace concerné (ou en son voisinage), soit en considérant sur l'affichage la droite qui joint deux points- images, témoins successifs de l'apparition et de la détection du phénomène en cause. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la vitesse du vent est mesurée soit directement en chaque point de l'espace concerné (ou en son voisinage), soit en considérant l'intervalle de temps qui aura séparé sur l'affichage les apparitions successives du phénomène en deux points -images, témoins successifs de l'apprition et de la détection du phénomene en cause. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractrisé par le fait que le moyen de détection est un détecteur i ionisation quand il s'agit de gaz, fumées et aérosols, et un dosimètre en matière de radioactivité. 5 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le moyen de mesure directe de la vitesse du vent est un anémomètre, éven- tuellement associé à des dispositifs propres à transformer ses indications en signaux transmissibles par voie hertzienne. 6 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le moyen de déterminer la direction du vent est une girouette topographiquement orientée, éventuellement associée à des dispositifs propres à transformer ses indications en-signaux transmissibles par voie hertzienne , comportant un équipage mobile, susceptible l'un léger jeu vertical, 00,,'- prenant une lame métallique circulaire centrée et calée sur l'axe de la girouette et contenue dans un plan normal à l'axe, qui constitue la première armature d'un condensateur variable et tourne sur elle-meme en même temps que la girouette en regard d'une autre lame, identique, fixe, qui constitue pour sa part la deuxième armature du condensateur, le jeu précité permettant à l'équipage mobile de s'appuyer constamment sur une rampe hélicoidale fixe, de faible pas, d'une seule spire, tracée sur un cylindre de même axe que la girouette et fermée par un léger raccord, l'épaisseur de diélectrique du condensateur etant ainsi fonction de l'orientation de la girouette, orientation qui peut être aisément constatée par la disposition sur l'axe d'un aimant fermant au moins l'un des contacts répartis sur une circonférence centrée sur l'axe. 7 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'affichage est réalisé au moyen d'un tableau de visualisation des données reçues, fixe ou rtable, colportant une carte géographique de la région surveillée, munie d'eléments lumineux correspondant aux positions des dé- tecteurs, d'organes d'alarme sonores etZou lumineux, et d'indicateurs analogiques et/ou digitaux de l'intensité du phénomène détecté, de la vitesse et de la direction du vent, laquelle peut entre indiquée par le moyen de flèches lumineuses ou de lignes lumineuses projetées convenablement.