Brevet FR2359398A1 — publié le 19780217

L'invention, due à Messieurs Marc BONNET, Roger CUVILLIER, Michel FLOHR et Alain LESNISSE dans le cadre des travaux qui leur ont été confiés par le demandeur, se rapporte à un procédé d'observation de tous paramètres d'un milieu liquide, granuleux ou gazeux, et de déclenchement de toutes opérations fonctions des dites observations ainsi qu'aux appareils de mise en oeuvre. On connaît déjà de très nombreux appareils de surveillance des variations de divers paramètres caractérisant notamment la pureté d'un milieu donné, Ces appareils sont tous adaptés au problème particulier traité et ne peuvent généralement etre utilisés, meme pour un usage identique, dans une installation similaire. I1 existe bien des appareils complexes capables de surveiller un ensemble de paramètres distincts utilisant des capteurs les plus variés et qui, de ce fait, peuvent etre utilises pour des surveillances de milieux très divers. Cependant, ces appareils présentent toujours la meme difficulté de ne pouvoir s'adapter à la surveillance de milieux donnés sans une adaptation, parfois difficile, de la mise en place des divers capteurs dans l'installation à contrôler. En outre, ces ensembles ne sont pas toujours adaptés au problème très important de la pollution, ces ensembles constitués d'appareils lourds et à poste fixe ou semi-fixe n'étant pas agencés pour la détection de la présence de pollueurs encore indéterminés, les appareils existants étant strictement limités à des centrales bien déterminés. L'objet de la présente invention est un procédé d'observation des paramètres de tous milieux liquides, gazeux, granuleux ou similaires, caractérisé en ce que l'on groupe en une seule structure : a) l'ensemble des capteurs choisis de façon que cet ensemble soit au sein du milieu observé, b) l'appareillage électronique de commande des capteurs, les moyens d'enregistrement de valeurs de comparaison et de mesures effectuées et l'alimentation nécessaire en énergie à tout l'ensemble, de telle sorte qu'il suffit de déterminer pour chaque capteur les conditions critiques devant engendrer tous signaux pour adapter l'appareil réalise à tout problème de surveillance et de commande. Ainsi, alors que les procédés antérieurs nécessitaient pratiquement autant de types distincts de dispositifs spéciaux que de postes d'observations, il suffit d'un appareil unique que l'on peut disposer à volonté en tous endroits d'un milieu susceptible de présenter des variations de caractères physiques ou chimiques résultant notamment de la présence de pollueurs, pour assurer en permanence et immédiatement l'observation complète et systématique de tout dépassement de valeurs obtenues à partir d'un ou de plusieurs capteurs et établir, à l'aide desdits moyens de comparaison et d'enregistrement, toute corrélation recherchée. Contrairement aux procédés antérieurs où l'on était astreint, soit à effectuer des prises d'échantillons du milieu à divers intervalles de temps pour en effectuer l'analyse en laboratoires, soit à installer des dispositifs spéciaux de surveillance ayant chacun une liaison particulière les reliant à un poste central, on peut disposer d'un appareil unique que l'on dispose en tous endroits désirés : surface, fond, niveaux intermédiaires, l'observation étant ainsi rendue permanente en tout lieu choisi. Un autre objet de l'invention est un appareil de mise en oeuvre de ce procédé permettant son emploi immédiat en tous endroits par simple pose de l'appareil. A cet effet, il est caractérisé par une structure composée au moins d'une partie protectrice contenant l'ensemble des capteurs et pourvue de larges alvéoles pour la mise en contact des capteurs et du milieu à contrôler, d'une partie étanche contenant l'ensemble des moyens d'alimentation des organes de l'appareil, des moyens de contrôle des capteurs et des moyens d'enregistrement pour l'exploitation des mesures, ladite partie étanche étant pourvue d'un couvercle étanche pour accéder auxdits moyens ainsi que de moyens de fixation facilitant le positionnement de l'appareil par rapport au milieu. La constitution même de la structure permet ainsi son emploi à tout niveau dans le milieu, assurant chaque fois que cela est nécessaire une invisibilité efficace. Une telle condition peut en effet etre requise, non seulement pour la préservation d'un site, mais encore pour rendre l'appareil inviolable en raison de I'impossibilité pour l'auteur de la pollution que l'on cherche à détecter de prendre des mesures tendant à diminuer le niveau de pollution juste autour de l'appareil de détection. Un autre objet de l'invention est un appareil de ce type susceptible d'effectuer, en outre, des mesures en plusieurs points par la prévision, sur ladite partie étanche, de toute prise étanche pour la liaison par cable de tous capteurs particuliers dont le lieu d'action est éloigné des capteurs situés à l'intérieur de la partie protectrice de la structure. On peut ainsi observer aisément la diffusion des courants pollués et établir toutes comparaisons désirées entre capteurs identiques ou encore se servir du même appareil lorsque certains capteurs doivent se trouver éloignés. Un autre objet de l'invention est un appareil du type défini ci-dessus dont lesdits moyens de contrôle des capteurs et d'exploitation des mesures sont placés sous le contrôle d'une horloge et de moyens d'enregistrements de valeurs de comparaisons et de résultats, conférant à l'ensemble le caractère d'une unité autonome immédiatement adaptable aux problèmes posés par simple enregistrement de données. A titre d'exemple, chaque capteur peut etre associé à un dispositif de comparaison de façon à n'engendrer un signal d'information sous la commande de l'horloge que lorsque la mesure est supérieure à un certain seuil, 11 ensemble de chacune de ces informations étant analysé au moyen d'un dispositif d'enregistrement de valeurs de comparaison dont les valeurs des résultats déclenchent toutes actions prédéterminées.L'appareil peut donc etre utilisé aussi bien pour détecter et mesurer les divers paramètres de pollution d'une zone bien délimitée : pisciculture industrielle en bassin par exemple, ou de zones étendues pisciculture en eau naturelle, rivières ou mer, l'appareil pouvant etre installé de façon apparente ou non, que pour déclencher toutes actions : émission de signaux d'alarme, ouverture-fermeture de vannes d'alimentation de bassins, d'alimentation de produits additionnels ou compensateurs, mise sous tension ou coupure de tous appareils régénérateurs d'oxygène ou autres, ou même par exemple appareils de nettoyage des capteurs. D'autres objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante faite en référence au dessin annexé qui représente, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un appareil de mise en oeuvre du procédé. Sur le dessin la figure 1 est une représentation générale de l'appareil en position verticale, la figure 2 la coupe selon la ligne II-II de la figure 1, la figure 3 la représentation schématique en élévation de l'appareil en position d'appui horizontal, la figure 4 la coupe selon la section IV-IV de la figure 3, les figures 5 à 7 les vues schématiques d'un appareil similaire en position de flottaison, d'immersion et d'appui sur le fond, la figure 8 le schéma genéral des circuits d'alimentation de contrôle, d'enregistrement et d'exploitation. des mesures, la figure 9 une vue schématique d'un appareil équipé d'un moyen de nettoyage des sondes, et la figure 10 une vue schématique d'un mode de réalisation de la partie interne de la structure. La structure générale 1 figure 1, de l'appareil de mise en oeuvre du procédé, comprend une partie protectrice 2 contenant les divers capteurs utilisés, une partie étanche 3 contenant les circuits d'alimentation et de contrôle ainsi que tous dispositifs d'enregistrement et de transmission, un couvercle 4 pour l'accès aux circuits et appareillages disposés dans la partie étanche et un ensemble de moyens 6 facilitant la mise en place de l'appareil. Dans l'exemple représenté, la partie protectrice 2 est simplement formée par une tole de forme cylindrique présentant de larges alvéoles 5 favorisant le contact des capteurs et du milieu dans lequel l'appareil est plongé. Les anneaux de manutentions 6 et 7 facilitent la mise en place, les anneaux 6 permettant par exemple l'accrochage de chaînes 8 que l'on peut utiliser aussi bien pour la descente de l'appareil que pour la fixation d'une bouée de repérage 9, comme dans l'exemple de la figure 6. L'anneau 7 peut servir à l'accrochage d'un lest. Il peut etre fixé à la plaque 10 montée sur la structure 3 par simples boulons et écrous, des passages 13 étant prévus à cet effet. Des jambes 11, munies de pieds sphériques 12, assurent avec le lest éventuel accroché à l'anneau 7 la stabilité de l'appareil en position verticale. En vue de faciliter la pose de l'appareil en position horizontale, on a prévu, figure 3, un collier 14 formé de deux parties assemblées par les boulons et écrous 15 et 16. L'une des parties porte un anneau 17 à l'extrémité de chacun des deux bras 18, ces anneaux servant, d'une part, à l'assise de l'appareil en position horizontale, d'autre part, de logement à tous éléments pouvant servir de lest, un boulon 19 et un contre écrou 20 assurant le maintien du lest dans son logement. Un moyen semblable a été désigné par la référence 21, figure 4, à l'extrémité opposée de l'appareil. La partie du collier, opposée à la partie servant de logement au lest, porte un anneau 22 servant à la manutention de l'appareil. Le couvercle étanche 4 comporte out système d'ouverture approprié, comme le volant de serrage 23 par exemple. Le berceau 24, servant au maintien des différents appareils, peut recevoir une forme quelconque. On distingue, cependant, sur la figure des prises électriques 25 d'un bloc d'alimentation 26. Ces blocs sont de préférence capables de recevoir du courant dtune source extérieure et de fonctionner également sur piles. Le bloc d'alimentation 26, ainsi que les circuits associés et les blocs de contrôle, d'enregistrement, d'exploitation et de transmission 27, sont représentés sous forme schématique figure 8. La cloison 28 assure l'étanchéité du volume interne 29 qui peut être rempli éventuellement de gaz sous pression. La cloison 28 assure en outre la connexion étanche des capteurs 30 aux divers blocs 27 par les liaisons 31 ou 32. Lorsque les risques d'altération des capteurs, par dépôt par gravité de toutes substances, ne sont pas négligeables, on peut diriger les capteurs vers le bas. Dans le mode de réalisation particulier indiqué figures 5 à 7, les parties protectrices des capteurs ont été disposées en 33. Dans ce mode, l'antenne 34 assure l'émission des résultats. Le lest 35 maintient l'antenne 34 en position verticale. Elle peut être fixe, figure 5, ou etre montée sur une bouée 9, figures 6 et 7. Dans ce cas, l'appareil peut etre immergé à toute profondeur en prévoyant un lest 36 suffisamment lourd et un câble ou un support d'ancrage 37 de longueur réglable. Lorsque l'on désire déposer l'appareil sur le fond, on peut disposer les parties 33 protectrices des capteurs sur le côté, un ballast 38 assurant la stabilité au fond ou à la remontée après avoir procédé au vidage.Le câble de liaison 39 peut etre laissé libre entre la bouée 9 et l'appareil. Parmi les multiples variantes des modes de réalisation décrits, on peut mentionner celles représentées figures 9 et 10 et utilisées en position horizontale, étant entendu que ces variantes peuvent aussi etre adoptées pour utilisation en position verticale, comme on l'a déjà montré figure 1. Sur la figure 9, les capteurs 30 ont été montés inclinés par rapport à l'axe de l'appareil, des lanières 60 montées soit sur un cône fixe ou détachable 61, soit sur une bride portelanières 62 lorsque le cône 61 n'est pas utilisé, permettant par leur frottement contre les capteurs 30 de les débarrasser de tous micro-organismes ou de toutes particules susceptibles de les encombrer. Ces lanières sont principalement efficaces dans le cas de la présence de courant La bride 62 peut comporter des créneaux pour le guidage des lanières 60 ou tout autre moyen de guidage ouvertures, anneaux ou similaires.Ces lanières ont encore l'avantage de faciliter le camouflage de l'appareil, puisqu'on peut les choisir pour se confondre, par leurs couleurs et leurs formes, avec les algues aquatiques, fibreuses ou lamellaires, rencontrées dans le site à surveiller, ou avec tout autre aspect du milieu ambiant. Des filets peuvent encore être utilisés. Lorsque le cone 61 est utilisé, il peut contenir tout appareil de prise de vue de façon à enregistrer les résultats affichés par tout appareil contrôle par les capteurs 30. Lorsque le cône 61, équipé de tous moyens de manutention, anneau 63 par exemple, et de tous moyens de fixation et d'accrochage à la bride 62, n'est pas utilisé, on peut incorporer l'appareil de prise de vue à l'intérieur de la structure 64. On peut aussi aménager la structure 64 pour qu'elle comporte un logement étanche 65 directement accessible de l'extérieur, le fond 66 du logement étant formé d'une glace pour permettre à taut appareil externe de prise de vue logé en 65, à tout moment, à l'aide d'un plongeur par exemple, d'enregistrer les résultats obtenus. Ces résultats apparaissent sur tous enregistreurs optiques, cadrans ou similaires contrôlés par les valeurs relevées par les sondes.Ces enregistreurs sont disposés de façon convenable en regard de la glace. Des aimants 67 par exemple peuvent éventuellement servir de moyens de fixation de l'appareil de prise de vue. Afin de faciliter le positionnement de l'ensemble à tous niveaux, le lest 68 peut aussi être au moins en partie creux et être rempli, comme un ballast, au moyen de la vanne 69. Lorsque le cône 61 est amovible, il est de préférence leste. Quelle que soit la forme donnée à l'ensemble, comme par exemple celle représentée à la figure 10 où les sondes 30 sont disposées à l'extrémité de l'appareil, on peut y adjoindre une vessie expansible 70 ou tout autre moyen similaire, meme une capacité rigide, équipée d'une vanne de remplissage 71. On peut ainsi aisément adapter le poids apparent de l'ensemble au milieu choisi pour le positionnement de l'appareil à toute profondeur. La forme de la vessie 7Q est de préférence adaptée à la forme des divers accessoires 72, boîtier d'alimentation, etc..., inclus dans l'appareil. Toutes ces formes peuvent comporter des antennes largables 34, figures 6 et 7, ou télescopiques. Le schéma général des circuits, représenté à la figure 8 sous forme de blocs, est destiné à mettre en évidence les moyens caractéristiques de l'appareil. Sur ce schéma, les blocs 40 désignent les divers capteurs. Ces capteurs peuvent etre notamment des capteurs de pression, de température, de mesure du pH, de mesure de l'oxygène dissous, de chlorure ou toute autre substance, du déplacement du milieu, de sa résistivité, de tension, de courant ou de tout autre phénomène. Ces capteurs peuvent etre de tout type pour fonctionner en milieux corrosifs ou non, ou fonctionner en milieu solide-liquide, comme cela peut se présenter pour le réglage du séchage des sables, des ciments, des produits végétaux, afin de réaliser des gains d'énergie substantiels. Chaque capteur 40 est associé à un amplificateur 41.L'alimentation des capteurs a été symbolisée par la connexion 42 reliant le bloc d'alimentation 43 aux divers capteurs, amplificateurs et unités composant l'appareil. Le bloc 43 peut être composé de diverses parties et notamment d'une partie 44 constituée par des piles et d'une partie 45 recevant, par la connexion 46, tout apport externe. Une horloge 47 assure la synchronisation entre les unités cooperant au traitement des informations. Elle détermine notamment, en liaison avec tout enregistreur 48, des impulsions de commande. Ces enregistreurs contiennent, à titre d'exemple, divers registres déclenchant l'émission de signaux après réception d'un nombre prédétermine de signaux émis par l'horloge 47. Il suffit dtassigner, éventuellement, un registre à chaque capteur pour commander sa fonction à intervalle régulier. Selon la logique du système utilisé et les types de capteurs adoptés, les signaux de commande provenant de l'unité 48 peuvent être transmis, soit directement aux capteurs 40, soit aux amplificateurs 41. Les sorties des amplificateurs peuvent etre acheminées, soit exclusivement vers un enregistreur 49 pour l'exploitation des résultats obtenus, soit vers un dispositif de comparaison 50 et, le cas échéant,-vers un enregistreur 51. Selon les travaux requis, chaque signal engendré par le résultat de la comparaison en 50 peut etre transmis à un dispositif d'alarme 52 déclenchant, par exemple, l'émission de signaux appropriés par 53. Tout ou partie des signaux peuvent etre retransmis au moyen de l'antenne 34 reliée par exemple à 53. Lorsque l'enregistreur 51 ne copient pas les valeurs déterminant les seuils des dispositifs de comparaison 50, les résultats des comparateurs 50 peuvent etre transmis à 51 par la voie 57. Les résultats des capteurs disponibles sur les connexions 59 et 58 parviennent respectivement aux enregistreurs 49 et 51 où ils peuvent être analysés selon tous critères choisis. Les résultats disponibles sur les voies 54 et 56 peuvent servir à déclencher toute phase d'exploitation : ouverture fermeture de circuits déclenchant la mise en route ou l'arrêt de tous appareils, la fermeture ou l'ouverture de vannes destinées à interdire un accroissement de la pollution ou à compenser la présence de pollueurs. Certains résultats de l'unité 49 peuvent être transmis par 55 à l'enregistreur 51. Les valeurs comparées à celles fournies par 51 déterminent les signaux disponibles en 56. I1 est clair que chaque enregistreur 48, 49, 51 peut être de tout type désiré et comprendre notamment tout support d'enregistrements, bandes magnétiques notamment, conférant ainsi une grande souplesse dans le choix des comparaisons effectuées. De même, la transmission s'effectue selon tout système codé. On a représenté en particulier en 73 un dispositif récepteur de veille qui peut être de tout type désiré : radio ou sonar, déclenchant par la liaison 75 l'émetteur 76 relié par les fils 74 à tous capteurs 40-41 et tous enregistreurs 49-51 determinés. Cette émission peut de même s'effectuer par sonar par le dispositif 77 émettant, soit sous la commande directe du dispositif de veille de tout type 73, soit sous celle de l'émetteur 76. On comprendra que l'émetteur 76 peut être raccordé à toute caméra de télévision 78 transmettant des images de résultats instantanés ou des images enregistrées sur tous moyens : moyens optiques ou même simples films développés automatiquement. Afin de ne pas surcharger le dessin, on comprendra que le dispositif 76 comporte les commandes des mécanismes éventuels de sortie d'antenne télescopique ou de moyens similaires. suant aux moyens d'enregistrements eux-mêmes, qu'il s'agisse des enregistrements de résultats ou des moyens constituant en soi la suite des opérations à effectuer, il est clair que l'on peut faire appel à toute technologie, depuis de simples circuits logiques jusqu'aux mémoires de tous appareils de traitement de l'information : microprocesseurs par exemple. REVENDICATIONS 10) Procédé d'observation de paramètres de tous milieux liquides, gazeux, granuleux ou similaires, caractérisé en ce que l'on groupe en une seule structure : a) l'ensemble des capteurs choisis de façon que cet ensemble soit au sein du milieu observé, b) l'appareillage électronique de commande des capteurs, les moyens d'enregistrement des comparaisons à établir et des mesures effectuées, l'alimentation nécessaire en énergie à tout l'ensemble de telle sorte qu'il suffit de déterminer, pour chaque capteur, les conditions critiques devant engendrer tous signaux pour adapter l'appareil réalisé à tout problème de surveillance. 20) Appareil de mise en oeuvre du procédé revendiqué en 1, caractérisé en ce qu'il se compose d'une partie protectrice contenant l'ensemble des capteurs, ladite partie étant pourvue de larges alvéoles pour la mise en contact des capteurs et du milieu à contrôler, d'une partie étanche contenant l'ensemble des moyens d'alimentation des organes de l'appareil, des moyens de contrôle des capteurs et des moyens d'exploitation des mesures, ladite partie étanche étant pourvue d'un couvercle étanche pour accéder auxdits moyens et de moyens de fixation de moyens facilitant son positionnement par rapport au milieu surveillé dans lequel on l'immerge. 30) Appareil tel que revendiqué en 2 dont ladite partie étanche comporte en outre toutes prises étanches appropriées pour relier tout capteur particulier éloigné des capteurs disposés à l'intérieur de la partie protectrice alvéolée. 40) Appareil tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 2 et 3 dont le lest est supporté par des logements annulaires servant d'assise à l'ensemble. 50) Appareil tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 2 à 4 dont les moyens d'appui sont supportés par des colliers amovibles. 60) Appareil tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 2 à 5 dont lesdits moyens d'appui sont appropriés pour permettre au choix un appui vertical ou horizontal de l'appareil. 7 ) Appareil tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 2 à 6 comportant à sa base un moyen de fixation d'un lest et à sa partie supérieure une antenne. 80) Appareil tel que revendiqué en 7 comportant une antenne associée à une bouée ainsi qu'un moyen de réglage de la distance du lest à l'appareil. 90) Appareil tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 2 à 8 dont lesdits moyens de contrôle des capteurs et d'exploitation des mesures comportent des dispositifs de comparaison et son placés sous le contrôle d'une horloge et d'au moins deux moyens d'enregistrement, un premier moyen d'enregistrement contrôlant la commande des capteurs, un second moyen fournissant un ensemble de moyens de comparaison des résultats provenant desdits dispositifs de comparaison ou directement des capteurs en vue d'entraver l'émission de signaux de commande fonctions desdites comparaisons, ces signaux pouvant etre soit momentanément enregistrés, soit transmis à tout poste de commande. 100) Appareil tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 2 à 9 dont les capteurs sont balayés par des lanières ou filets fixés sur sa structure. 110) Appareil tel que revendiqué en 10 dont la forme et la couleur des lanières ou des filets sont adaptées au milieu ambiant en vue de constituer en outre un moyen de camouflage de l'appareil. 120) Appareil tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 2 à 11 dont les moyens de positionnement par rapport au milieu ambiant comportent des lests équipes de ballasts. 130) Appareil tel que revendiqué en 12 comportant en outre une vessie déformable épousant les formes des divers accessoires inclus dans la partie étanche de la structure, la vessie étant équipée d'une vanne de remplissage. 140) Appareil tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 2 à 13 comportant un dispositif de lecture optique amovible que l'on dispose dans un bottier, soit intérieur à la partie étanche de l'appareil, soit dans un bottier externe en vue de la prise d'un film ou d'une retransmission directe de l'image. 150) Appareil tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 2 à 14 comportant un dispositif de veille radio ou sonar, contrôlant un émetteur de transmission des informations affichées dans tous enregistreurs inclus dans la structure étanche de l'appareil.