Brevet FR2665255A1 — publié le 19920131

Dispositif pour évaluer le degré d'usure des pneumatiques de véhicules. La présente invention concerne les dispositifs pour évaluer le degré d'usure des pneumatiques, et plus particulièrement la profondeur de leurs sculptures en vue, par exemple, d'avertir l'utilisateur d'un véhicule lorsque les sculptures de ses pneumatiques ne sont plus assez profondes, indiquant ainsi qu'il y a danger à continuer à rouler avec ces pneumatiques trop usés. En effet, la grande majorité des véhicules terrestres se déplacent sur le sol au moyen de roues comportant une jante autour de laquelle est monté un pneumatique généralement maintenu en forme par une chambre à air gonflée Ainsi, lorsque les pneumatiques d'un véhicule sont en bon état et que la pression de gonflage des chambres à air est conforme à celle préconisée par le constructeur des pneumatiques, le véhicule peut rouler en sécurité Par contre, quand la qualité des sculptures de ces pneumatiques n'est pas bonne, notamment par usure de la bande de roulement, il y a incontestablement danger, plus particulièrement par temps de pluie, et donc risque d'accident accra Il est donc primordial que les utilisateurs de véhicules puissent vérifier régulièrement le degré d'usure des pneumatiques. Les procédés utilisés pour effectuer une telle vérification sont le plus souvent empiriques et il n'existe pas de dispositif permettant de surveiller de façon automatique la qualité des sculptures en surface des pneumatiques de véhicules, sinon celui constitué par un ergot situé dans le fond des sculptures, le pneumatique étant considéré hors d'usage quand la surface de sa bande de roulement arrive au niveau du sommet de l'ergot En fait, on constate que peu de conducteurs vérifient la position relative de la surface de la bande de roulement par rapport au sommet de l'ergot et que, d'une façon générale, peu d'entre eux font l'effort de vérifier régulièrement l'état des pneumatiques de leur véhicule. La présente invention a pour but de réaliser un dispositif qui puisse être facilement utilisé et qui n'ait pas un prix de revient assvd i T, nbsaol alnotqq A ap g anbtsmnaud un,p ZI juamalnoa ap apusq el ans Z sainid In Ds sep inapuogoid 9 I ",a Io A I l a Binsam anod I g i Ti Tsods Tp unp uoli 3 s Tlvga ap apom un a 3 uasvadaz I ain 2 yg Pl Àu OI Ua O Aa U,I uolas j T 3 Tsods Tp unp asnae 2 uv Ae uoi 2 DT Iddp aun juvaisnii T an A aun a 3 uasaidai g ain 2 g Pl la 'I aan$Ig el uo Tas g Ti Tsods Tp al Da Av,as I Tln aansam el ap ad T Dulid al aal TD Tldxa,pquellamiad anb Ido vmaq Ds un Isa z ain 2 g P Oú tsainid In Ds sas ap anapuogoid vl ap ainsam el anod anbilemnaud un za Av uo-asiadoo ua uo-iua Au I,I uolas gi I Tsods Tp unp uo Ties T Igai ap apom un aeuaseadaa T aan Eg el : slanbsal suep 'Tqetm TI quemallnu s Tvm 'gtiaqsn IIT aal TI B saxauun su Tssap sap p =ea p 2 ua aauuop aeun Atns uotidta Dsap ml ap sanov ne quoi 14 eavddn uolua Au T aeuassad el ap salmuv Ae u a sanbt Is Taalzpa saa:lne a anbt Ivmnaud j Ipnp juama Inoi ap apusq ai Tpvl ans saanidin Ds sap inapuojoid el 4 Ieu ISTi Tpnpanale A wl ap 'ai Tnpgp inod sua Xom sap oz la 'aemt aa ap j Tzvluassadaa Ieu 2 l S un iaa Atjgp la agemt aipul aas X Ivuv anod sua Xom sap aaq Dugal aitpl ans assvd It,nbsaol anblemnaud i Tpnp quamalnoi ap apueq el ans nea Dst Ig q Tpa I amaoj anb asnautmnl aq Del el apd enitisuoz xnau Tmnl japqol ap a 8 vm I aun aamiog anod sua Xom sap 5 I To A aitpvl ap azvjans el za As Inu uou al Su un assvg xnau Tmn I xnva Ds Teg j Tpnp anb Tido axv,l anb la a 9 qtouvai a Itp PT ap aznlaanoil saa A xnau Tmnl nra Ds T Rg uos ealam? 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Dans le cas o la tache lumineuse se trouve sur le fond 40 entre deux reliefs de la sculpture, la lentille convergente 24 forme une première image 42 sensiblement ponctuelle sur la cellule photosensible 21 qui peut ainsi délivrer à sa sortie 17 un signal représentatif d'une densité lumineuse importante. Par contre, quand le faisceau lumineux tombe sur le sommet 41 d'un relief de la sculpture, la lentille convergente 24 forme, de la tache lumineuse, une image qui est focalisée en arrière de la surface réceptrice de la cellule photosensible 21 comme représenté sur la figure 2, donnant donc sur cette surface réceptrice une image à faible densité lumineuse De cette façon, la cellule 21 va délivrer à sa sortie 17 un signal qui sera représentatif de cette faible densité lumineuse. La comparaison de la valeur de deux signaux tels que ceux définis ci-dessus permet d'établir une valeur fonction de la différence de niveau entre les sommets 41 des reliefs des sculptures et leurs fonds 40. Lorsque les sculptures de ces pneumatiques s'usent, l'usure correspond physiquement à une diminution de la distance séparant les niveaux des fonds 40 et des sommets 4-1, le sommet 41 étant toujours considéré comme une position de référence, puisque défini par le plan de l'ouverture 6 de la tranchée 5, en fait le niveau du sol sur lequel se déplace le véhicule sur lequel est monté ce pneumatique De cette façon, on peut déterminer, à partir d'un certain seuil de différence entre les deux signaux définis ci-avant, l'instant o la bande de roulement des pneumatiques a atteint l'état d'usure maximum déterminé expérimentalement par le fabricant des pneumatiques au-delà duquel il deviendrait dangereux de continuer à rouler avec ces pneumatiques, et donc en avertir le conducteur. Dans l'exemple décrit ci-dessus, le signal de référence est donné par une image formée sur le sommet 41 des sculptures, ce qui permet une adaptation à tous les types de pneus en obtenant des mesures par différentielle Cependant, pour certaines applications, le signal de référence peut être donné par une source d'énergie indépendante. Bien entendu, l'exemple décrit ci-dessus l'a été par rapport à une seule source lumineuse 7 apte à éclairer aussi bien le fond des sculptures que leurs sommets Cependant, il est évident que les pneumatiques ne pourront pas toujours passer, sur le chemin de roulement 4, strictement au même endroit, ni avoir le même type de sculptures, ni être positionné sur l'ouverture 6 de la tranchée 5 de façon que la source lumineuse puisse éclairer aussi bien le fond des sculptures que leur sommet. Pour permettre au dispositif de donner des informations fiables quelles que soient les conditions de son utilisation, dans un mode de réalisation avantageux, il est prévu, pour une seule tranchée sensiblement perpendiculaire à la direction du déplacement des pneumatiques, une pluralité de couples "source lumineuse-cellule photosensible" associés à un même organe de comparaison 31, chaque couple "source-cellule" étant disposé dans des plans de mesure distants les uns des autres d'une valeur sensiblement égale à la largeur des sculptures et/ou à la distance séparant deux sommets de sculpture consécutifs. De même, pour affiner la mesure et vérifier les résultats obtenus, il est avantageux d'effectuer cette mesure, non pas en un seul point de la circonférence de la bande de roulement du pneumatique, mais en plusieurs C'est ainsi que le dispositif peut comporter une pluralité de tranchées sensiblement parallèles les unes aux autres et distantes d'une longueur inférieure à la circonférence des pneumatiques les plus petits aptes à passer par la voie déterminée. La figure 3 représente une possibilité avantageuse d'installation d'un dispositif selon l'invention au passage d'un poste de péage 50 sur une autoroute 51 puisque, dans ce cas, les véhicules sont obligés de passer sensiblement toujours au même endroit et, de plus, avec une vitesse relativement faible, ce qui permet d'assurer la fiabilité de la mesure Comme illustré sur cette figure, il est installé, dans un passage 52 d'un péage d'autoroute, une pluralité de dispositifs 53, 54 comme ceux qui ont été décrits ci-avant en regard des figures l et 2 L'installation schématisée sur la figure 3 comporte en réalité deux dispositifs 53, 54 à trois tranchées, respectivement 55 et 56, chaque dispositif devant analyser l'état d'usure des pneumatiques de l'un des côtés de chaque véhicule 58 passant sur les trois tranchées 55 ou 56 La distance séparant deux tranchées consécutives d'un même dispositif est avantageusement inférieure au tiers de la circonférence des plus petits pneumatiques aptes à passer sur ces tranchées. Dans la présente description, il a été utilisé les termes de "faisceaux lumineux" Il est cependant bien entendu que ces termes ne doivent pas être compris comme une limitation de certains moyens mis en oeuvre dans l'invention aux seuls faisceaux de lumière dans le domaine du visible, mais servent à désigner tous les faisceaux d'ondes électromagnétiques, dans la mesure bien sûr o il existe des moyens technologiques répondant aux fonctions définies ci-dessus et pouvant les traiter selon la présente invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 Dispositif ( 1) pour mesurer "à la volée" la profondeur des sculptures ( 2) sur la bande de roulement ( 12) d'un pneumatique ( 3) de véhicule lorsqu'il passe sur une voie déterminée ( 4), caractérisé par le fait qu'il comporte: au moins une tranchée ouverte ( 5) réalisée dans la voie ( 4) au niveau du passage présumé du pneumatique, au moins une source lumineuse ( 7) apte à émettre un faisceau lumineux ( 8), des moyens ( 9) pour positionner ladite source dans ladite tranchée de façon que ladite source émette son faisceau lumineux vers l'ouverture ( 6) de ladite tranchée et que l'axe optique ( 10) dudit faisceau lumineux fasse un angle non nul avec la surface ( 11) de ladite voie ( 4), des moyens ( 14) pour former une image ( 15) de l'objet lumineux ( 13) constitué par la tache lumineuse que forme ledit faisceau sur la bande de roulement comportant les sculptures, lorsque ledit pneumatique passe sur ladite tranchée, des moyens ( 16) pour analyser ladite image et délivrer un signal représentatif de cette image, et des moyens ( 18) pour déduire, de la valeur dudit signal, la profondeur desdites sculptures. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit angle est sensiblement égal à un angle droit. 3 Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens ( 16) pour analyser l'image ( 15) et délivrer un signal représentatif de cette image comportent une lame semitransparente et réfléchissante ( 20) inclinée sur ledit axe optique ( 10) dudit faisceau lumineux, un récepteur photosensible ( 21) disposé sur l'axe optique ( 22) conjugué, par ladite lame, de l'axe optique ( 10) passant par ladite tache lumineuse ( 13) sur ledit pneumatique, et un élément focalisateur ( 23). 4 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que ladite source lumineuse ( 7) est un générateur de rayons laser. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit générateur de rayons laser est une diode-laser. 6 Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait que les moyens ( 18) pour déduire, de la valeur dudit signal, la profondeur desdites sculptures comportent des moyens ( 30) pour élaborer un signal de référence correspondant à une position de référence de la bande de roulement des pneumatiques, et des moyens ( 31) pour comparer ledit signal représentatif de ladite image avec ledit signal de référence. 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens ( 30) pour élaborer un signal de référence corespondant à une position de référence de la bande de roulement du pneumatique comportent au moins: une seconde tranchée ouverte ( 5) réalisée dans la voie au niveau du passage présumé des pneumatiques, une seconde source lumineuse ( 33) apte à émettre un second faisceau lumineux, des seconds moyens pour positionner ladite seconde source dans ladite seconde tranchée de façon que ladite seconde source émette ledit second faisceau lumineux vers l'ouverture de ladite seconde tranchée et que l'axe optique dudit second faisceau lumineux fasse un angle non nul avec la surface de ladite voie, des seconds moyens pour former une seconde image de l'objet lumineux constitué par la tache lumineuse que forme ledit second faisceau sur la bande de roulement comportant lesdites sculptures, lorsque ledit pneumatique passe sur ladite seconde tranchée, et des moyens pour analyser ladite seconde image et délivrer un second signal représentatif de cette seconde image et constituant ledit signal de référence.