Brevet FR2598238A1 — publié le 19871106

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour détecter les incendies et notamment les incendies de forêts. Plus précisément l'invention concerne un procédé et un dispositif de détection d'incendie par balayage angulaire, depuis un point dominant de la zone å surveiller qui l'entoure, celle-ci étant couverte par un angle solide résultant de la révolution de l'angle d'ouverture en site délimité, pour un angle de gisement donné, par les deux angles de site relatifs aux deux points extrèmes à surveiller: le plus éloigné et le plus proche du dit point d'observation. A cet effet et suivant une disposition de l'invention le procédé consiste essentiellement à mesurer séparément les rayonnements émis et/ou rémis selon des angles égaux ou non dont 1' ensemble couvre l'angle d'ouverture en site. La zone à surveiller est balayée à une vitesse angulaire constante. Chaque toù est divisé en (L) secteurs et chaque secteur est divisé en (M) sous secteurs, un seul sous-secteur parmi chaque (M) sous-secteurs doit contenir les signaux dont la valeur correspond à la température la plus élevée. Suivant une autre disposition, le dispositif mettant en oeuvre le procédé se caractérise essentiellement par : - une surface réfléchissante convergente, par exemple parabolique, mise en mouvement angulaire constant de telle sorte qu'elle reçoit pendant un tour complet des rayonnements émis et/ou rémis de toute le zone à surveiller, - des (n) capteurs sensibles aux rayonnements caractéristiques des incendies, rangés soit dans un plan parallèle au et prés du plan focal suivant une ligne droite destinée elle-mêne dans un plan vertical soit en dehors du dit plan de telle sorte que leur projection sur lui se trouve sur la dite ligne droite. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée ci-après accompagnée par des dessins dans lesquels - la figure (1) est un schéma qui présente la surface réfléchissante, le moyen optique de filtrage (2) et les capteurs (3). -la figure (2a) présente les détails de rangement des capteurs présentés sur la ligure (1). - la figure (2b) est une vue selon AA de la figure (2a). - la figure (3e) représente une autre possibilité pour ranger les cepteurs par rapport au plan de rangement de la figure (2). - la figure (3b) est une vue selon B8 de la figure (3e). - la figure (4) est un schéma qui présente un point de surveillance (P)- et son angle d'ouverture en site (A) qui est divisé aux plusieurs angles, chacun présente l'angle de vision en site d'un des capteurs (n) capteurs. - la figure (5) est un schéma qui montre la division de la zone à surveiller par un point d'observation en sous zones concentriques. Chacune est surveillée par un capteur. La zone à surveiller est divisée en (L) secteurs chacun est divisé en (M) sous secteurs. - la figure (6) est un schéma synoptique du dispositif. Le procédé pour détecter les incendies est du type de ceux suivent lesquels un balayage angulaire de la zone à surveiller est effectué à partir d'un point dominant d'observation. L'angle d'ouverture (A) du dit balayage (figure 4) est la différence entre les deux angles de site (Aai et (Ab) relatifs aux deux points extrèmes à surveiller: le plus proche et le plus éloigné du point d'observation (P). La révolution de cet angle couvre la zone à surveiller qui a une surface dont la forme dépend de sa topogrephie. Pour un terrain plat à surveiller, l'angle solide qui résulte de la révolution de l'angle d'ouverture (A) couvre une surface d'une forme de couronne (figure 5). Dans tous les cas la zone à surveiller, d'une forme plus ou moins de couronne, est divisée en sous zones Zl, Z2...Zn concentriques. Les rayonnements émis et/ou ré mis de chacune de ces sous zones sont mesurés séparément. L'angle d'ouverture (A) est divisé en plusieurs angles Al, A2, ....AX,...An. Chacun de ces angles a une révolution, en angle solide qui couvre la sous-zone correspondante. Le balayage est effectué à une vitesse angulaire constante et à un angle d'ouverture en gisement très petit de telle façon qu'on obtient chaque tour, pour chaque sous-zone, une image thermique décrivant le changement de la température de la bande radiale observée par l'angle d'ouverture en gisement en fonction de son orientation. Suivant un aspect du procédé, les rayonnements b mesurer sont préalablement filtrés optiquement en vue de laisser passer, en majorité ceux correspondant à des températures bien plus élevées que l'ambiance. Les rayonnements à laisser passer sont de préférence ceux corres pondants à des te:rératures situées entre 100 et 1500 c. Des signaux électriques traduisant le changement de tenpérature de chaque sous zone, en fonction de l'orientation sont produits. Suivent un autre aspect du procédé ces signaux électriques sont filtrés temporellement de sorte que seuls ceux dont la variation dans le temps est rapide sont autorisés à passer. Ceci pour éli miner les rayonnements dont la variation correspond à la var,a- avion normale, en température, du paysage d'un endroit å l'autre. Les signaux qui ont, jusqu'alors une forme continue dans l'espace c- '-est-à-dire dans l'angle parcouru, sont transformés en "L" valeurs représentatives de chaque tour de balayage. Pour choisir ces valeurs représentatives, chaque tour est divisé en (L) secteur et chaque secteur est divisé en (M) sous- sec teurs. Dans chaque (M) sous-secteurs appartenant à un secteur, un seul sous-secteur est choisi pour le présenter. flua précisément le sous-secteur dont les valeurs de signaux cor respondant à la température la plus élevée, parmi les (M) sous secteurs, est choisi pour représenter le secteur en question. Donc, pour chaque tour, on a (L) valeurs représentant les (L) secteurs, chaque valeur représente la température la plus élevée dans le secteur concerné. Le fait de choisir la température du sous-secteur le plus chaud comme représentative du secteur en question au lieu de prendre , psr exemple la température moyenne de chaque secteur, mène à aug enter le sensibilité de la détection des foyers d'incendies de petites surfaces, c'est-à-dire avant que l'incendie prenne une grande taille. En effet, le fait de diviser chaque secteur en plusieurs soussecteurs et de comparer les températures de ceux-ci conduit à détecter les incendies avant que leur surface s'étende sur p lu- sieurs sous-secteurs. Les (L) valeurs représentatives de chaque tour sont comparées avec d'autres (L) valeurs relatives à un tour antérieur: Les valeurs, de même orientation, sont ainsi comparées deux à deux et un signal d'alerte est émis lorsque la différence entre elles dépasse un certain seuil. Un signal confirmant la détection d'un incendie peut être émis soit à la suite du signal d'alerte soit à la suite de l'émission ,pour une orientation donnée,de deux ou plusieurs signaux d'alerte pendant deux ou plusieurs tours successifs. I1 est bien évident que le signal confirmant la dite détection peut être exploité de toutes façons connues. Le dispositif pour mettre le procédé en oeuvre possède une surface réfléchissante convergente (1) mise en mouvement angulaire dont la vitesse angulaire est constante. La dite surface est placée à un point d'observation (P) dominant et orientée de façon à couvrir la zone à surveiller,figure(4),en effectuant son mouvement angulaire. Les rayonnements reçus, pour un angle en gisement donné par la dite surface correspondent à un angle d'ouverture en site (A). Ce dernier est constitué par la différence entre les deux angles de site (Aa) et (Ab) relatifs aux deux points extrèmes à surveiller; le plus proche et le plus éloignés du point d'observation. L'image formée par les rayonnements reçus, peut être accueillie sur une surface située sur le plan focal ou sur un plan parallèle et près de celui-ci. Des capteurs (3) sont rangés sur la dite surface suivant une lig ne droite dessinée elle-même dans un plan vertical et croisant le ligne de symétrie (4) de la surface réfléchissante (1) pour recevoir l'image d'une bande radiale de la zone h surveiller. La largeur de cette bande est liée directement à la largeur des capteurs utilisés. S-ur la figure (2A) sont présentés selon une première possibilité les (n) capteurs 3A1, 3A2, 3A3,...,3An rangés suivant la dite ligne droite ci-dessus définie. La figure (2B) est une vue selon CC de la rangée des capteurs présentés sur la figure (2A). Sur la figure (3A) sont présentés,selon une deuxième possibilité, les (n) 381, 3B2, 3B3...3Bn capteurs rangés sur plusieurs plans parallèles au plan focal. Les projection de ces capteurs sur un plan quelconque parallèle lui aussi au plan focal se trouvent sur une ligne droite remplis sent les conditions de celle selon laquelle sont rangés les cap teurs présentés sur la figure (2). La figure (3B) montre les projections des capteurs selon DD sur un plan parallèle au plan focal. Cette deuxième possibilité peut être envisagée des le cas où la géométrie des capteurs ne permet pas de les range. dals un même plan. Chacun de ces capteurs a une sur face sensible d'une fo rrte allongée. Ils sont rangés de telle sorte que leur grand axe suit parallèle à le dite ligne droite figures 1, 2 et 3. Les distances qui séparent les surfaces sensibles de ces capteurs, dans le cas où ils sont rangés dans le même plan, ou qui séparent leurs projections sur un plan parallle au plan focal, dans le cas où les capteurs sont rangés suivant plusieurs plans, doivent être minimales. Ceci pour minimiser la surface de terrain non couvert par les capteurs. L'avantage d'utiliser plusieurs capteurs chacun couvrant une partie du rayon à- surveiller au lieu d'utiliser un seul capteur long est d'augmenter la sensibilité de la détection aux incendies,aut rement dit de diminuer le rapport entre la surface surveillée a la fois par un capteur et celle de la partie occupée d'un éventuel incendie de la même surface. Selon une forme préférentielle de réalisation les détecteurs utilisés sont des détecteurs pyroélectriques. Un moyen de filtrage optique (2) est mis entre la surface réfléc hissante (1) et les capteurs. Ce moyen a pour rôle de laisser passer, en majorité,les rayonnements correspondants à des temps ratures entre 100 et 15000C environ. L'avantage de ce filtrage optique qui laisse passer en maJorité les rayonnements correspondants à des températures plus élevée que celles caractérisant le paysage est d'augmenter la différence ,sentie par un capteur donné et pour une orientation donnée,entre les rayonnements reçus dans le cas d'un incendie et ceux reçus normalement. Chacun des capteurs 31, 32,...,3n produit des signaux électri q9es représentant la température de la sous zone concerne en fonction de l'orientation de la surface réfléchissante. Les signaux électriques émis par chacun de ces capteurs sont amp liftés par un des amplificateurs Al, A2,...,An. Des filtres F1, F2, ..Fn, reçoivent, chacun, les signaux électriques représentant la température en fonction de l'orientation du capteur concerné et laissent passer uniquement ceux dont la variation dans le temps est rapide. En effet les signaux dont la variation en fonction de l'angle d'orientation est faible indiquent généralement le changement en température des paysages d'un endroit à un autre. Un échantillomeur (5) figure 6 divise chaque tour en (L) secteurs (figure 5). La valeur du signal électrique présentant chacun de ces(L X H)sous-secteurs est enregistrée dans une mémoire (7) après avoir été codée par un codeur (6). Dans chaque (M) sous secteurs appartenant à chacun des (L) secteurs, un seul sous-secteur est choisi pour représenter le secteur en question (figure 5). Un moyen de recherche (8) choisit le secteur dont les signaux électriques représentent la température la plus élevée parmi chaque (M) sous-secteurs appartenant au même secteur. Les (L) sous secteurs dont les valeurs sont choisies pour représenter les (L) secteurs d'un tour complet sont enregistrées dans une mémoire (9). Dans une autre mémoire (10) sont aussi enregistrées d'autres (L) valeurs maximales relatives aux (L) escteurs et concernant un tour précédent. Un comparateur (11) compare les (L) enregistrées dans la mémoire (9) avec celles enregistrées dans la mémoire (10); chaque valeur de la mémoire (9) est comparée à celle de la mémoire (10) correspondant au même sous-secteur. Le résultat de cette comparaison est transmis après avoir été décodé au moyen à seuil (13) qui émet un signal d'alerte chaque fois que la différence entre deux valeurs comparées dépasse un certain seuil. Les signaux d'alerte sont transmis à un moyen de décision (14) pour qualifier ou non une ou plusieurs alertes comme une détection d'incendie confirmée. Après avoir détecté un nombre prédéterminé d'alertes soit une soit plusieurs venant du même secteur en plusieurs tours suc cessifs, le moyen de décision emet un signal qui peut déclencher une alarme (15) ou qui peut être traité avec toutes formes de traitement. Plusieurs dispositifs comme celui qu'on vient de décrire peuvent etre reliés à une unité centrale qui reçoit les alertes ou les signaux d'alarme individuels et qui prend des décisions cent ralles. En effet, plusieurs dispositifs peuvent coopérer pour surveiller ensemble une surface de telle façon que deux dispositifs ou plus couvrent en meme temps les mêmes points. L'avantage d'une telle disposition est qu'une décision rapide 'peut être prise et que la précision de localisation du foyer est plu8 rende. Le bon fonctionnement de chaque point d'observation est testé d'une façon périodique par l'envoi des rayonnements par exemple 8itilsire à ceux caractérisant un incendie et l'observation de la réaction du dispositif par exemple par l'unité centrale. Le procédé et le dispositif,faisant l'objet de cette invention, peuvent recevoir toutes modifications rentrant dans le champs d'opérations connues de l'art, sans pour autant sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS R1/ Procédé pour détecter les incendies dans une region étendue par exemple une forêt, suivant lequel on balaye angulaire ment, depuis un point dominant d'observation la zone qui l'entoure, celle-ci étant couverte Far la révolution d'un angle d'ouverture constitué par la différence entre les deux angles de site relatifs aux deux points extrêmes à surveil ler le plus éloigné et le plus proche du dit point d'obser- vation, procédé caractérisé en ce que l'on mesure séparément les rayonnements émis et/ou rémis de la zone à surveiller selon des angles égaux ou non dont l'ensemble couvre 1' angle d'ouverture en site. R2/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on balaye angulairement et à une vitesse angulaire constante la zone à surveiller. R3/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on filtre optiquement avant d'effectuer les mesures le rayonneS ment reçus pour laisser passer en majorité, ceux correspGn- dant à des températures bien plus élevées que celle de l'am biance. R4/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on filtre temporellement, les signaux issus de la mesure de rayonnements de façon à favoriser le passage de ceux dont la variation dans le temps est rapide R5/ Procédé selon les revendications 1, 3 et 4 caractérisé en ce qu'on divise chaque tour complet de balayage en (L) secteurs et chaque secteur en (M) sous secteurs et qu'on choisit par mi les (M) sous secteurs de chaque secteurs celui dont la valeur de signaux représente la température la plus élevée ceci pour retenir (L) valeur maximale de température, pour chaque tour, chacune représentant un des (L) secteurs. R6/ Procédé selon la revendication (5) caractérisé en ce qu'on compare à le fin de chaque tour des L valeur retenues avec d'autres L valeurs relatives à un tour antérieur et qu'on emet un signal d'alerte lorsque la différence entre une des valeurs retenues et la valeur correspondante du tour anté"- rieur dépasse certain seuil. sR7/ -Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé délimité par les revendications de 1 à 6 caractérisé par: - une surface réfléchissante convergente, par exemple une surface parabolique, mise en mouvement angulaire à une vitesse angulaire constante de telle sorte qu'elle reçoit pendant un tour -complet des rayonnements émis et/ou ré mis de toute la zone à surveiller. - des (n) capteurs sensibles aux rayonnements caractéristi ques des incendies rangés soit dans un plan parallèle au et prés du plan focal suivant une ligne droite dessinée elle même dans un plan vertical et passant par la ligne de symétrie de la surface réfléchissante soit en dehors du dit plan de telle façon que leur projection sur lui se trouve sur la dite ligne droite. R8/ Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que les dits capteurs ont chacun une surface sensible d'une for me allongée rangée de telle sorte qu'elle soit parallèle à la dite ligne droite. R9/ Dispositif selon la revendication 7 caractérisé par un moyen de filtrage optique situé entre la dite surface et les dits capteurs pour laisser passer en majorité les rayonnements correspondants à des températures entre environ 150 et 15000C. R10/ Dispositif selon la revendication 7 caractérisé par des moyens de filtrage temporel recevant de chaque capteur, les signaux électriques indicatifs de la température en fonction de l'orientation du dit capteur et laissant passer unique ment ceux dont la variation est rapide Rll/ Dispositif selon la revendication 7 caractérisé par un échantillonneur divisant chaque tour complet de balayage en (L) secteurs et chaque secteur en (M) sous secteurs. R12/ Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que un moyen de recherche (8) choisit parmi chaque (M) sous secteurs celui dont la valeur de signaux représente la température la plus élevée pour représenter le secteur concerné.