Brevet FR2654239A1 — publié le 19910510

L'invention concerne un procédé pour la protection d'un site interdit contre des intrusions, par une clôture électrifiée comprenant au moins un fil de ligne formant une boucle entre les bornes d'un dispositif électrificateur, selon lequel on envoie des impulsions de haute tension sur la ligne, à des intervalles de temps prédéterminés, destinées à produire un choc électrique à une personne touchant ledit fil de ligne, et détecte des tentatives d'intrusion. L'invention a également pour objet un système pour la mise en oeuvre de ce procédé. Dans les procédés et systèmes cons de ce type, on utilise les impulsions de haute tension également pour la détection des tentatives d'intrusion. Cette détection se fait par une mesure du courant de fuite. Or, ces procédés et systèmes connus présentent des graves inconvénients. Ils imposent la génération d'une forme d'cnde de haute tension, qui est simple, de façon à faciliter la mesure du courant de fuite dans tous les cas de ccnfiguration de ligne. Les effets de cette forme d'onde vont à l'encontre de la dissuasion recherchée De plus, la détecticn de l'intrusion doit entraîner une défcrmation suffisamment importante de l'impulsion de haute tension pour en assurer la mesure. Les impulsions ne sont donc plus d'aucune efficacité lorsque la ligne est à terre ou lorsque la végétation entre en contact avec la ligne, la haute tension ne dépassant plus alcrs que quelques dizaines de volts, voir quelques volts. La durée des impulsions de haute tension étant limitée dans le temps, elle permet une détection d'intrusion pendant au mieux 1/20 du temps.De plus, la détection est basée sur la mesure de la résistance d'isolement de la ligne et devient donc très sensible à des conditions environnantes, par exemple aux conditions atmosphêriques, à l'isolement de la ligne électrique etc. Enfin ce type de détection consistant en une mesure du courant de fuite, il devient très peu sensible si le fil se trouve en terrain peu conducteur. Dans ces conditions, il est impossible de détecter la moindre tentative d'intrusion. La présente invention a pour but de proposer un procédé et un système qui ne présentent pas les inconvénients considérables qui viennent d'être énoncés. Pour atteindre ce but, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que la détection des tentatives d'intrusion s'effectue à l'aide de trains de signaux que l'on envoie sur le fil de ligne pendant l'intervalle entre deux brèves impulsions de haute tension. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, on incorpore le fil de ligne à un montage électrique formant une configuration équilibrée à l'état normal, qui se déséquilibre lors d'une intrusion, et détecte cette dernière par le déséquilibre de ladite configuration. Selon une autre caractéristique avantageuse, on élimine les modifications lentes qui sont susceptibles de déséquilibrer le montage et sont dûes à des changements de l'environnement du fil de ligne, par un rééquilibrage avantageusement permanent et automatique du montage. Le système pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un générateur d'impulsions de haute tension et un générateur de trains de signaux de détection, qui sont adaptés pour envoyer respectivement les impulsions et les trains de signaux à travers la boucle de fil de ligne. Selon une caractéristique avantageuse du système, celui-ci comprend un pont de Wheatstone dans lequel le fil de ligne constitue l'impédance d'une des quatre branches, les autres étant formées par des impédances prédéterminées. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le générateur d'impulsions, d'une part, et le générateur des signaux de détection et le pont de Wheatstone, d'autre part, sont montés chacun dans le circuit primaire d'un transformateur, et les enroulements secondaires de ceux-ci sont montés en série l'un avec l'autre et avec le fil de ligne. Selon une autre caractéristique avantageuse du système selon l'invention, celui-ci comprend un circuit d'asservissement d'équilibrage du pont, qui comporte un organe d'ajustement tel qu'un ordinateur, de l'impédance du pont qui fait paire avec l'impédance du fil de ligne, en vue d'un maintien du pont à l'état d'équilibre. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence à la figure unique annexée représentant schématiquement et uniquement à titre d'exemple un mode de réalisation de l'invention. Dans la représentation schématique d'un système de protection d'un site interdit contre des intrusions, selon l'invention qui implique l'établissement d'un obstacle physique à l'intrusion de toute personne, sous forme d'une clôture électrifiée et isolée de la terre, cette clôture est formée par un fil de ligne indiqué en 1. Ce fil forme une boucle entre des bornes B1, B2 d'un dispositif électrificateur 2 telle qu'une armoire d'électrificateur. Ce dispositif 2 comprend un générateur G1 d'impulsions de haute tension de par exemple 7 KV et d'une durée relativement faible de par exemple 300 microsecondes, et un générateur G2 de trains de signaux de détection d'une intrusion. Le générateur G1 produit des impulsions de haute tension à une fréquence par exemple d'une impulsion par seconde. Le générateur G2 produit des trains de signaux avantageusement sinusoïdaux et de préférence de basse fréquence dans une gamme de 500 Hz à 20 KHz. Ces trains de signaux seront envoyés sur le fil pendant les intervalles entre les impulsions de haute tension. Le générateur d'impulsions G1 est du type comprenant un condensateur C1 qui est relié par l'intermédiaire d'un contact interrupteur I1 à l'enroulement primaire P1 d'un transformateur TR1. Un deuxième contact interrupteur I2 est monté en parallèle à l'enroulement primaire P1. Le générateur G2 des signaux de détection est relié par une borne à la première borne de l'enroulement primaire P2 d'un deuxième transformateur TR2, dont l'autre borne est reliée par une impédance Z1 à la deuxième borne du générateur G2. L'impédance Z1 constitue une des quatre impédances d'un pont de Wheatstone. Un montage en série de deux impédance Z3, Z4 est monté en parallèle au générateur G2. Z3 et Z4 peuvent, si les caractéristiques locales l'exigent, être constituées, soit de résistances ou de l'association de résistances et de capacités en série ou en parallèles, de façon à augmenter les performances de la détection d'intrusion. Ces impédances constituent deux autres impédances du pont de Wheatstone. La quatrième impédance Z2 symbolisée en traits interrompus du pont est formée par l'impédance du fil de ligne 1. A cette fin, les enroulements secondaires S1 du transformateur TR1 et l'enroulement secondaire S2 du transformateur TR2 sont montés en série l'un avec l'autre et en série avec le fil de ligne 1. Un élément écrêteur E telle qu'une diode-zéner est monté en parallèle sur l'enroulement secondaire S2. Une résistance d'une grande valeur, par exemple de 300 ka est montée en série avec le fil de ligne 1, à l'intérieur du dispositif électrificateur 2 du côté du retour des impulsions haute tension. I1 permet la mesure de l'amplitude et de la durée des impulsions après leur parcours à travers le fil de ligne 1. Dans la diagonale de mesure du pont de Wheatstone, à savoir entre la borne B3 commune des impédances Z3 et Z4 et la borne B4 commune de l'impédance Z1 et de l'enroulement primaire P2 du transformateur TR2 est disposé un organe de mesure M de la tension entre les bornes B3 et B4. L'impédance Z1 est formée par un montage en parallèle d'une résistance R2 et d'une capacité C2. Aussi bien la résistance R2 que cette capacité C2 sont ajustables par l'intermédiaire d'un circuit de commande CO, en fonction de la tension régnant entre les bornes de mesure B3 et B4 du pont. L'organe de mesure M et le circuit de commande CO ainsi que l'impédance variable Z1 constituent un circuit d'asservissement assurant par une variation appropriée de l'impédance Z1 le maintien du pont à l'état d'équilibre, en compensant des variations qui pourraient intervenir dans l'impédance que constitue le fil de ligne 1 en raison de changements dans l'environnement de ce fil de ligne. Pour que la tension entre les bornes B3 et B4 soit zéro, il faudrait ajuster l'impédance Z1 de façon qu'elle soit égale à l'impédance Z2 du pont, qui est représentative de l'impédance de la boucle du fil de ligne 1. Le circuit de commande ou de contrôle CO pourrait être formé par un micro-ordinateur local ou central. Lors d'une détection d'une intrusion le circuit de commande pourrait être adapté pour déclencher une alarme soit localement soit à un poste central. Le fonctionnement du système de protection selon l'invention, ressort déjà de la description de la structure, qui vient d'être faite. Une particularité essentielle de l'invention réside dans le fait que les impulsions de haute tension ont uniquement pour fonction de produire l'effet de choc électrique, tandis que la détection d'une intrusion s'effectue à l'aide des signaux produits par le générateur G2. Ces signaux seront envoyés pendant l'intervalle entre deux impulsions successives en provenance du générateur G1. Ces impulsions sont obtenues par décharge du condensateur C1. L'écrêteur E de par exemple 30 volts évite tout dommage à la partie de mesure de l'impédance lors de l'envoie d'une impulsion haute tension sur le fil de ligne.En dehors de impulsions de haute tension, le contact interrupteur I2 est fermé et constitue un courtcircuit de l'enroulement primaire P1 du transformateur TR1. Ceci a pour effet de rendre négligeable l'impédance à l'enroulement secondaire S1 du transformateur TR1. Ainsi, la mesure de l'impédance de la ligne n'est pas affectée par la présence du générateur d'impulsions. Le système selon l'invention présente des avantages considérables. En effet, la sensibilité quant à la détection des intrusions est très grande et cette grande sensibilité peut être maintenue indépendamment des changements qui pourraient intervenir de l'environnement du fil de ligne, c'est-à-dire de la clôture électrifiée, dans la mesure où ces changements seront compensés par un rééquilibrage permanent du pont de Wheatstone, en agissant de façon appropriée sur l'impédance Z1. De plus, la détection d'intrusion s'effectue pendant pratiquement 99 % du temps total, étant donné que les périodes d'émission des impulsions de haute tension sont très courtes. Du fait que les impulsions de haute tension ont pour fonction unique de produire un effet disuassif, leur durée de temps peut être très faible, ce qui permet d'envoyer sur la clôture des impulsions d'une amplitude importante et à front de montée très raide, sous une impédance très faible, ce qui provoque une douleur à une personne en contact avec le fil, même si cette personne est bien isolée du sol. La tension pourrait être supérieure à 7 KV même lorsque le fil de ligne haute tension est à terre ou envahie par la végétation. La clôture conserve ainsi tout son caractère disuassif. Bien entendu, la clôture pourrait être formée par un certain nombre de systèmes du type de celui qui vient d'être décrit et la gestion de l'ensemble pourrait être effectuée dans un poste central. Le système selon l'invention présente aussi l'avantage qu'il procure la possibilité d'inhiber la haute tension tout en conservant la détection d'intrusion. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la protection d'un site interdit contre des intrusions, par une clôture électrifiée comprenant au moins un fil de ligne formant une boucle entre les bornes d'un dispositif électrificateur, selon lequel on envoie des impulsions de haute tension sur la ligne, à des intervalles de temps prédéterminé, destinés à produire un choc électrique à une personne touchant ledit fil de ligne, et détecte les tentatives d'intrusion, caractérisé en ce que la détection des intrusions s'effectue à l'aide de trains de signaux que l'on envoie sur le fil de ligne (1) pendant l'intervalle entre deux brèves impulsions de haute tension. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on incorpore le fil de ligne à un montage électrique formant une configuration équilibrée à l'état normal, qui se déséquilibre lors d'une intrusion, et détecte cette dernière par le déséquilibre de ladite configuration. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on compense les modifications produites par des changements de l'environnement du fil de ligne par un rééquilibrage avantageusement permanent et automatique du montage. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les impulsions présentent une amplitude de plus de 7 kV et d'une courte durée telle qu'une durée de 300 micro-secondes. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les signaux de détection d'intrusion sont des signaux avantageusement sinusoïdaux de basse fréquence. 6. Système pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur (G1) d'impulsions de haute tension et un générateur (G2) de trains de signaux de détection, qui sont adaptés pour envoyer respectivement les impulsions et les trains de signaux sur le fil de ligne 1. 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un pont de Wheatstone dans lequel le fil de ligne (î) constitue l'impédance (Z2) d'une des quatre branches, les autres (Z1, Z3, Z4) étant formées par des impédances prédéterminées. 8. Système selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le générateur d'impulsions (G1), d'une part, et le générateur (G2) des signaux de détection et le pont de Wheatstone, d'autre part, sont montés chacun dans le circuit primaire d'un transformateur (TR1, TR2), et les enroulements secondaires (S1, S2) de ceux-ci sont montés en série l'un avec l'autre et avec le fil de ligne (i). 9. Système selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit d'asservissement d'équilibrage du pont, qui comporte un circuit d'ajustement (CO) tel qu'un ordinateur, de l'impédance (Z1) du pont qui fait paire avec l'impédance (Z2) du fil de ligne, en vue d'un maintient du pont à l'état d'équilibre. 10. Système selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'un organe écréteur (E) est monté en parallèle à l'enroulement secondaire (S2) du générateur (G2) des signaux de détection. 11. Système selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'un contact interrupteur (C1) est monté en parallèle sur l'enroulement primaire (Pl)du transformateur (TR1) du générateur d'impulsions (G1), ce contact étant fermé lors des émissions des signaux de détection. 12. Système selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce qu'une résistance (R1) de mesure de l'amplitude et de la durée des impulsions est montée dans le circuit en série du fil de ligne (1), du côté du retour des impulsions. 13. Système selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif ordinateur pour le traitement des signaux recueillis par le dispositif électrificateur (2), la commande de celui-ci, l'équilibrage du pont de Wheatstone et, le déclenchement d'un alarme lors d'une intrusion détectée.