Brevet FR2685115A1 — publié le 19930618

DISPOSITIF DE VERIFICATION DE SCELLES A FIBRES OPTIQUES DESCRIPTION DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne le scellement de conteneurs par un câble de fibres optiques et la possibilité de vérifier l'intégrité du scellement, et par là même, de déceler une tentative d'effraction ou de vol, même si le voleur a réussi à remettre en place le dispositif de fermeture, à savoir le scellé. . Une application principale est envisagée pour les scellements des conteneurs de matière nucléaire. Dans ce cas, chaque conteneur est muni d'un scellé qui doit pouvoir être fabriqué à un prix modique. La vérification des scellés est faite à ltaide d'un dispositif mobile dont le prix peut être considérablement plus élevé. ART ANTERIEUR ET PROBLEME POSE I1 existe à 1 l'heure actuelle plusieurs dispositifs de scellement permettant de détecter une tentative d'ouverture d'un conteneur. Certains de ces dispositifs consistent en un faisceau de fibres optiques qui passent à travers des ouïes de fermetures du conteneur et dont les extrémités sont reliées à un boîtier. Le scellement du boîtier est réalisé de façon que les extrémités des fibres optiques forment un dessin bien déterminé que l'on photographie en les éclairant par l'intermédiaire du câble lui-même. En conséquence, si quelqu'un réussit à ouvrir et à refermer le boîtier, il ne peut le faire qu'en modifiant les dispositions respectives des fibres, au moins à une extrémité du câble. Ce changement peut donc être visible grâce à de nouvelles photographies. D'autre part, si le voleur ne touche pas au corps de scellé et se contente de couper le câble, la lumière nécessaire à la prise d'image n'est plus transmise. I1 faudrait reconstituer le câble fibre par fibre, ce qui actuellement n'est pas possible sans atténuations importantes de l'intensite transmise. De plus, chaque conteneur entant muni de son scellé (câble/boîtier ou corps de scellé), il faut lui adapter, pour la prise des images un système mobile comportant, soit un appareil photographique classique, soit une caméra électronique. De manière générale, deux types de dispositifs existent déjà. Dans le premier, les photographies de vérification sont toujours faites sur la même extrémité du câble. L'autre extrémité est éclairée par un montage optique qui permet d'introduire un masque destiné à faire varier l'intensité lumineuse transmise par les différentes fibres. L'image est alors de bonne qualité, mais il est possible de violer le scellement en débranchant l'extrémité d'entrée du câble sans déplacer les fibres à l'extrémité photographiée. Dans le second type de scellé, les deux extrémités du câble sont éclairées et photographiées simultanément. La lumière circule alors dans les deux sens à l'intérieur des fibres. Du fait de ces réflexions sur le bout des fibres, il est impossible de caractériser le scellé par l'intensité relative des images des fibres. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant une synthèse de ces deux procédés. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, l'objet principal de l'invention est un dispositif de vérification de scellés par fibres optiques qui comprennent chacun un corps de scellé dans lequel sont fixées les deux extrémités d'un câble de fibres optiques dont une extrémité porte une pastille de masquage. Selon l'invention, la deuxième extrémité porte également une pastille de masquage et le dispositif comprend - un boîtier fixe - un boîtier tournant autour d'un axe par rapport au boîtier fixe et comportant des moyens d'éclairage des extrémités de fibres placés de manière à pouvoir éclairer la première extrémité - des moyens de prises de vues des extrémités des fibres, diamétralement opposées aux moyens d'éclairage par rapport à l'axe et de manière à pouvoir saisir l'image de la deuxième extrémité et de manière qu'une rotation de 1800 du boîtier tournant autour de l'axe, par rapport au boîtier fixe, intervertisse les moyens d'éclairage avec les moyens de prise de vues, pour pouvoir saisir successivement avec le dispositif une image de chaque extrémité éclairée par l'autre extrémité. La principale réalisation prévoit que le boîtier tournant a une surface de contact en regard du boîtier fixe, perpendiculaire à l'axe de rotation et que les moyens d'éclairage et de prise de vues ont leur axe perpendiculaire à cette surface et parallèle à l'axe de rotation. De préférence, les extrémités du câble sont croisées l'une sur l'autre dans le corps du scellé et sont perpendiculaires l'une par rapport à l'autre et perpendiculaires à l'axe de rotation, le corps du scellé devant être fixe sur le boîtier fixe qui comprend deux miroirs de renvois placés chacun entre une extrémité du faisceau de fibres et les moyens d'éclairage ou de prise de vues pour transmettre l'éclairage aux extrémités et les images des extrémités au moyen de prise de vues. Les miroirs sont de préférence réglables en translation. Les moyens d'éclairage peuvent être constitués d'un diffuseur de lumière verte complété d'un objectif réalisant un éclairage uniforme. Les moyens de prise de vues sont constitués d'une caméra électronique complétée d'un deuxième objectif. On complète avantageusement le boîtier tournant d'un premier indexeur placé sur le boîtier tournant, pour fixer les deux positions de celui-ci par rapport au boîtier fixe. Dans ce cas, un interrupteur de position peut être utilisé. Un deuxième indexeur peut être utilisé pour repérer les positions du corps de scellé sur le boîtier fixe, lorsque celui-ci est utilisé. L'invention est complétée par des moyens de commande et de contrôle programmés prévus pour exécuter les opérations suivantes - saisie de différentes informations telles que le repérage de l'extrémité du câble, dlun code barres du corps du scellé, de paramètres extérieurs - comparaison pour chaque extrémité de l'image prise avec une image de référence prise au moment du scellement. LISTE DES FIGURES L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante, complétée des figures représentant respectivement - figures 1A et 1B, l'image de l'une des deux extrémités du faisceau de fibres optiques avant et après une simulation de fraude dans les dispositifs selon l'invention - figures 2A et 2B, deux courbes relatives aux valeurs s2 et R2, coefficients utilisés dans le calcul de la comparaison d'images, dans le cas de la suppression de deux fibres optiques - figures 3A et 3B, les courbes correspondant aux figures 2A et 2B, mais dans le cas de deux images identiques - figure 4, le cadre de l'utilisation du dispositif selon l'invention - figure 5, une réalisation possible du dispositif selon l'invention - figure 6, la position de l'axe de rotation du boîtier tournant dans le dispositif selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DU DISPOSITIF SELON L' INVENTION En référence à la figure 4, le faisceau de fibres optiques d'un scellé passe dans les oules ou les ouvertures de deux pièces servant à la fermeture d'un conteneur 30, de manière à assurer la position fermée de ces deux pièces. Les deux extrémités du câble de fibres optiques 5 sont figées dans le scellé 1 d'une manière fixe et déterminée. En conséquence, une tentative d'effraction du système de fermeture du conteneur 30 par détérioration totale ou partielle du câble optique 5 se traduirait automatiquement par un changement de position ou par un changement d'intensité de l'image d'au moins une fibre optique du faisceau du câble 5. Ainsi, un opérateur 32 muni d'un dispositif selon l'invention 31, peut venir effectuer la vérification régulière de tous les conteneurs 30 d'un ensemble de stockage. Le concept du dispositif selon l'invention consiste à enregistrer l'image des deux extrémités du câble de fibres optiques 5 et de comparer ces images avec des images de référence prises au moment du scellement. Celles-ci sont stockées dans la mémoire de moyens de commande et de contrôle 33 associés au dispositif de vérification 31. Cet ensemble constitue un unique matériel pour une multitude de conteneurs. Ce matériel peut donc être sophistiqué et relativement onéreux, contrairement aux scellés 1 dont il faut un exemplaire à chaque conteneur 30. En référence aux figures 1A et 1B , on considère maintenant l'image d'une des extrémités d'un faisceau de fibres optiques. Plus particulièrement, la figure 1A est l'image de la première extrémité que l'on peut appeler image de référence. Une pastille de masquage est placée à l'autre extrémité du câble et laisse apparaître simplement un certain nombre de fibres optiques 2 de luminosités différentes les unes des autres. La figure 1B est l'image de la même extrémité du faisceau de fibres optiques, ce dernier ayant subi la suppression de deux fibres 3, simulant ainsi un type de fraude possible. On appelle cette image, image de vérification. Un système de prise de vues permet d'observer, par éclairage de la deuxième extrémité, l'image de la première extrémité. Ce système est appliqué dans le dispositif selon l'invention et dans les deux sens. En se référant maintenant à la figure 5, le dispositif de vérification selon l'invention se place contre le corps 15 du scellé 1. L'extrémité 6A du câble 5 étant fixée à la fabrication du scellé 1, le couvercle 21 du scellé 1 est alors posé et collé de façon que son ouverture ne puisse se faire sans détruire le scellé 1. Au moment du scellement, l'extrémité 6B est introduite dans le corps 15 du scellé 1 et sertie dans un tube métallique. Pour enregistrer les images, un boîtier fixe 4 est fixé sur le corps 15 du scellé 1. Pour bénéficier d'une image spécifique à chaque extrémité 6A, 6B du câble de fibre optique 5, on utilise de préférence une pastille de masquage. Selon l'invention, on se propose à la fois d'examiner chaque face des deux extrémités 6A et 6B tout en éclairant l'autre extrémité, respectivement 6B et 6A. A cet effet, on utilise un dispositif d'éclairage 7 et une caméra 8 placés chacun en regard des extrémités 6A et 6B du cadre de fibres optiques 5. Pour pouvoir intervertir le dispositif d'éclairage 7 et la caméra 8, on place ces deux éléments dans un boîtier tournant 9 pouvant pivoter autour d'un axe Z placé verticalement par rapport au boîtier fixe 4. Cette rotation peut être obtenue grâce à un axe de pivotement 10 qui est solidaire du boîtier tournant 9 et monté libre en rotation à l'intérieur du boîtier fixe 4. On note à ce sujet que l'axe Z est placé de manière à ce que le dispositif d'éclairage et la caméra soient diamètralement opposés. De cette manière, une rotation de 1800 permet d'échanger les deux éléments pour pouvoir effectuer l'opération inverse vis-à-vis de chacune des extrémités 6A et 6B du câble de fibres optiques 5. L'utilisation d'une caméra 8 n'est pas obligatoire, n importe quel autre moyen de prise de vues pouvant être utilisé à la place de celle-ci. Le principe de l'invention reste l'utilisation simultanée de moyens d'éclairage et de moyens de prise de vues placés respectivement en face d'une extrémité 6A et 6B du câble de fibres optiques 5, puis l'échange de position entre ces deux éléments. I1 est ainsi possible de saisir l'image de la deuxième extrémité 6B, alors que la première extrémité 6A est éclairée par les moyens d'éclairage 7. Aussitôt après une rotation de 1800 du boîtier tournant 9, l'image de la première extrémité 6A peut être saisie alors que la deuxième extrémité 6B est éclairée. On peut compléter le dispositif en ajoutant un pion de positionnement 11 mobile en translation par exemple dans le boîtier fixe 4. Sa pointe 12 peut venir dans une des deux cavités 13 pratiquées à la surface supérieure 14 du boîtier tournant 9. Ceci permet de bloquer la position relative du boîtier tournant 9 par rapport au boîtier fixe 4. Les opérations optiques à travers le câble de fibres optiques 5 peuvent alors avoir lieu en toute quiétude. En se reportant à la figure 6, on voit plus précisément la position de l'axe vertical Z par rapport aux deux emplacements A et B où sont placés les dispositifs de prise de vues et d'éclairage des deux extrémités du faisceau de fibres optiques. L'axe Z se trouve à mi-chemin entre ces deux endroits A et B, de façon qu'une rotation de 1800 puisse intervertir les positions respectives de ces deux points A et B. Il en est de même pour les cavités 13 du pion de centrage. La réalisation décrite su3: la figure 5 montre l'utilisation d'un boîtier tournant 9 possédant une surface de contact 14 qui est placée en regard d'une surface intérieure, non référencée, du boîtier fixe 4. Ces deux surfaces sont perpendiculaires à l'axe vertical Z. Les moyens d'éclairage 7 et de prise de vues, en l'occurrence la caméra, sont placés dans le boîtier tournant 9, perpendiculairement à cette surface de contact 14 et parallèlement à l'axe vertical de rotation Z. Ceci ne constitue qu'un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention. Pour pouvoir reporter l'image de chaque extrémité 6A et 6B sur respectivement les moyens d'éclairage 7 et de prise de vues 8, il est nécessaire d'utiliser des miroirs plans réfléchissants 16. Ceux-ci sont placés chacun à l'intersection de l'axe d'une extrémité 6A ou 6B du câble de fibres optiques 5 avec l'axe d'orientation des moyens d'éclairage 7 ou des moyens de prise de vues 8. Ces miroirs 16 peuvent être réalisés sous la forme de deux cylindres tronqués, placés chacun selon un des axes X et Y perpendiculaires l'un par rapport à l'autre et placés l'un et l'autre dans le prolongement d'une extrémité 6A et 6B du câble de fibres optiques 5. Les miroirs réfléchissants 16 ainsi constitués et placés dans le boîtier fixe 4 sont ainsi réglables en translation et horizontalement selon leurs axes respectifs X et Y. Ceci permet le réglage du chemin optique du dispositif. On note que l'inclinaison des miroirs est égale à 450. On remarque également que la longueur du chemin optique doit être rigoureusement la même pour les deux extrémités 6A et 6B du câble de fibres optiques 5 étant donné que les opérations d'éclairage et d'observation se font aux deux extrémités par l'interversion des moyens d'éclairage 7 et des moyens de prise de vues 8. I1 est possible de marquer la plaque support 15 à l'aide d'un code barres 17 personnalisé au dispositif sur lequel il est fixé. De plus, il est également possible de compléter le dispositif par un lecteur solidaire du corps de scellé pour faciliter l'utilisation du dispositif selon l'invention. On note également qu'il est possible de disposer d'un élément de signalisation, non reférencé, et placé dans un trou vertical 18, de préférence diamétralement opposé aux pions de positionnement 11. Un tel élément de signalisation peut permettre d'indiquer, au moyen d'un voyant lumineux, la position dans laquelle se trouve le bloc tournant 9 par rapport au boîtier fixe 4. Les moyens d'éclairage 7 fonctionnent en lumière de longueur d'onde centrée sur le vert, cette longueur d'onde étant adaptée à la sensibilité d'une caméra constituant les moyens de prise de vues 8. Pour assurer l'éclairage uniforme des fibres optiques, on complète le dispositif d'éclairage d'une optique 27. De même, la caméra électronique 8 est complétée d'un deuxième objectif 28 placé juste au-dessus d'elle pour assurer l'agrandissement et la focalisation désirée de l'image. Dans la réalisation représentée par la figure 5, la flèche 20 verticale est orientée vers le haut, symbolise la présence éventuelle d'un deuxième pion de positionnement pour indexer la position du corps 15 du scellé 1 sur le boîtier fixe 4. Un logiciel de prise en compte d'informations est utilisé. I1 permet, à chaque prise de vues, les opérations suivantes - repérage de l'extrémité de câble photographié - saisie du code barres du scellé - enregistrement des paramètres extérieurs (date, lieu de stockage, température) - comparaison de l'image enregistrée avec l'image de référence prise au moment du scellement. Le programme de comparaison des deux images permet de détecter, soit le déplacement d'une fibre, soit la variation d'intensité lumineuse sur une fibre, ou bien la disparition totale d'une fibre. Théoriquement, si le scellé n'a pas été fraudé, l'image de référence et l'image de vérification pour une extrémité donnée sont en coïncidence. I1 doit exister une relation linéaire entre les intensités de ces deux images, pixel par pixel, ce qui se traduit par la relation Vi = A + B.Ri + Ei Vi et Ri étant les réponses du ième pixel, respectivement sur l'image de vérification et sur l'image de référence ; B représente la variation de luminosité entre les deux images ; Ei est une variable aléatoire de moyenne nulle caractéristique du couple de pixels. Dans le cas d'une fraude, seuls quelques couples de pixels présentent des différences notables. Aussi, on se propose de donner un exemple de calcul utilisé pour estimer la présence d'une fraude. Ce calcul est le suivant. Chaque image est d'abord découpée en lignes et en colonnes. La comparaison peut être faite soit entre lignes, soit entre colonnes de mêmes indices. Pour chaque ligne (ou chaque colonne), on calcule la variance résiduelle s2 de la régression de V en R : si N est le nombre de pixels considérés pour cette régression avec SW = [Vi - vJ2 SRR = [Ri - R]2 SRv = [Ri - R] [Vi - V] où R et V sont les moyennes arithmétiques respectivement des quantités Ri et Vi. La quantité (N - 2)S2 est la somme des carrés des résidus, c'est-à-dire des différences entre les valeurs Vi et les ordonnées de la droite de régression correspondant aux abscisses Ri. Dans le cas d'une fraude, plusieurs points s'écartent notablement de la droite de régression et les résidus correspondants sont alors importants, la variance résiduelle augmente. Par contre, si les deux pixels d'un couple correspondent à du bruit de fond, le point est voisin de l'origine des axes et le résidu est faible. La variance résiduelle n'est donc pas affectée par la présence de bruit de fond. La figure 2A représente, pour deux images qui diffèrent par la disparition de deux fibres dans l'une d'elles, les valeurs correspondantes de S2 et, à titre indicatif en traits interrompus, du carré R2 du coefficient de corrélation, ceci concernant le balayage par ligne. La figure 2B concerne la courbe correspondante pour le balayage par colonne. Seul le premier critère permet de mettre en évidence la disparition de la fibre nO 2. Par ailleurs, les figures 3A et 3B donnent les valeurs des mêmes critères dans la comparaison de deux images identiques : alors que s2 reste très voisin de zéro, la valeur de R2 diminue fortement aux bords de l'image qui correspondent à du bruit de fond sans image lumineuse. La comparaison décrite par le calcul précédent n'est valable que si les deux images ne sont pas déplacées l'une par rapport à l'autre. Un programme a donc été établi pour déplacer l'image de vérification par translation et rotation. Lorsque les paramètres du déplacement ont été choisis, ce déplacement est appliqué à tous les points M de coordonnées x et y entières, c'est-à-dire pour tous les emplacements de pixels. On obtient un point M' de coordonnées x' et y' et l'intensité V en ce point est attribuée au point M. Si x' et y' sont des nombres entiers, ils correspondent à un pixel et l'intensité V a été mesurée. Sinon, l'intensité V est calculée par interpolation entre trois pixels encadrant le point M'. La nouvelle image, c'est-à-dire l'ensemble des points (x, y, v) peut alors être comparée à l'image de référence en calculant la variance résiduelle. Une application préférentielle est prévue pour le stockage de matières nucléaires. D'autres applications peuvent éventuellement être envisagées, pour le stockage de matières précieuses par exemple. REVENDICATIONS 1. Dispositif de vérification de scellés (1) à fibres optiques (5) qui comprennent chacun un corps de scellé (15) dans lequel sont fixées les deux extrémités (6A, 6B) du câble à fibres optiques (5) dont une extrémité porte une pastille de masquage, le dispositif étant caractérisé en ce que, la deuxième extrémité porte également une pastille de masquage il comprend un boîtier fixe (4) et un boltier tournant (9) mobile en rotation par rapport au boîtier fixe (4) autour d'un axe vertical (Z) comportant des moyens d'éclairage (7) des extrémités (6A, 6B) du câble de fibres optiques (5) placés de manière à pouvoir éclairer une première extrémité (6A) du câble de fibres optiques (5), des moyens de prise de vues (8) des extrémités (6A, 6B) du câble de fibres optiques (5), diamétralement opposées au moyen d'éclairage (7) par rapport à l'axe vertical (Z) et de manière à pouvoir saisir l'image de la deuxième extrémité (6B), de manière à ce qu'une rotation de 1800 du boîtier tournant (9) autour de l'axe vertical (Z) intervertisse les moyens d'éclairage (7) avec les moyens de prise de vues (8), pour pouvoir saisir successivement avec le dispositif de prise de vues (8) l'image de chaque extrémité (6A, 6B) éclairée par l'autre extrémité. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier tournant (9) a une surface de contact (14) placée en regard du boîtier fixe (4), perpendiculairement à l'axe vertical (Z), les moyens d'éclairage (7) et de prise de vues (8) ayant leur axe d'orientation perpendiculaire à cette surface (14) et parallèle à l'axe vertical (Z). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les extrémités (6A, 6B) étant croisées l'une sur l'autre dans le corps de scellé (15) et étant perpendiculaires l'une par rapport à l'autre et perpendiculaires à l'axe vertical (Z), ce corps de scellé (15) devant être fixe sur le boîtier fixe (4), ce boîtier fixe (4) comprend deux miroirs de renvoi (16) placés chacun entre une extrémité (6A, 6B) du câble de fibres optiques et les moyens d'éclairage (7) ou de prise de vues (8) pour transmettre l'éclairage aux extrémités (6A, 6B) du câble de fibres optiques (5) et les images de ces mêmes extrémités au moyen de prise de vues (8). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les miroirs (16) sont réglables en translation, de manière à régler le chemin optique du dispositif. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'éclairage (7) sont du type de ceux utilisant une lumière verte et sont complétés d'un premier objectif (27), et en ce que les moyens de prise de vues (8) sont constitués d'une caméra électronique complétée d'un deuxième objectif (28) réalisant un éclairage uniforme. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce qu'il comprend un premier pion de centrage (11) placé dans le boîtier tournant (9) pour fixer les deux positions de celui-ci par rapport au boîtier fixe (4). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un interrupteur de position pour signaler la position du boîtier tournant (9) par rapport au boîtier fixe (8). 8. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième pion de positionnement (20) de la position du corps de scellé (15) par rapport au boîtier fixe (4). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande et de contrôle programmés pour exécuter les opérations suivantes - saisie de différentes informations telles que le repérage de l'extrémité (6A, 6B) du câble, d'un code barres (17) du corps de scellé (15), paramètres extérieurs - comparaison pour chaque extrémité (6A, 6B) de l'image prise avec une image de référence prise au moment du scellement.