Brevet FR2677396A1 — publié le 19921211

Serrure électronique interactive auto-secourue L'invention concerne les serrures à commande électronique, c'est à-dire les serrures comprenant un pêne de verrouillage actionné par un dispositif électromécanique sous la commande d'un système électronique tel que clavier, lecteur de badge ou de carte magnétique ou à puce, etc., par opposition aux serrures dont la commande est réalisée de façon exclusivement mécanique par rotation d'une clef présentant une denture appropriée. Les serrures électroniques sont généralement constituées d'un bloc contenant une partie mécanique (pêne de verrouillage et tringlerie de manoeuvre), une partie électromécanique (moteur ou élec trosimant d'entraînement de cette tringlerie) et une partie électronique (clavier, lecteur de carte ou de badge, comparateur de code confidentiel, etc. et étage de pilotage de la partie électromécanique). Par le terme serrure , on entendra dans la présente description non seulement les serrures stricto sensu, mais également tous les dispositifs de verrouillage analogues tels que crémones-serrures, verrous, etc., le concept de l'invention étant, comme on le verra, totalement indépendant de la structure mécanique et électromécanique du système. Dans de telles serrures, les parties électromécanique et électronique nécessitent bien évidemment une alimentation électrique, qui est généralement fournie par une pile ou une batterie rechargeable incorporée au boîtier de la serrure ; on parle alors de serrure électrique autoalimentée ou autonome . Ces serrures présentent cependant un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord, du fait du caractère autonome de leur alimentation, il est indispensable de prévoir des moyens de contrôle du niveau de charge de la pile ou de la batterie, afin d'éviter toute panne d'alimentation du fait de l'épuisement de cette dernière. Les conséquences d'une telle panne sont d'ailleurs d'autant plus graves qu'elle laisse la serrure en position verrouillée et qu'il n'est alors, par exemple, plus possible à une personne d'accéder au local dont la porte est ainsi verrouillée, puisque le système est indéblocable faute de source d'énergie pour alimenter l'électromécanisme de manoeuvre du pêne. L'adjonction de ces moyens de contrôle du niveau de charge rendent bien évidemment la serrure électronique plus complexe, donc plus chère à réaliser, et diminue sa fiabilité, car ces moyens peuvent eux-mêmes être défaillants, indiquant par exemple un niveau de charge correct alors que la batterie est en fin de décharge. En outre, il est indispensable de prévoir une surveillance et une maintenance régulières du parc des serrures installées dans un même site, par exemple par un agent d'entretien effectuant une inspection périodique de toutes les serrures et remplaçant, le cas échéant, les batteries dont la charge est insuffisante. Ces opérations de maintenance sont bien entendu fastidieuses, coûteuses, et impliquent en outre, pour que l'agent d'entretien puisse accéder aux circuits internes de la serrure pour en changer la batterie, de prévoir un boîtier de serrure qui puisse être ouvert par cet agent et par lui seul, par exemple au moyen d'une clef spécifique permettant d'ouvrir mécaniquement le boîtier de la serrure, d'où un surcoût de fabrication et la nécessité de disposer d'une clef spécifique, de conserver en lieu sûr cette clef (ou tout un jeu de clefs si les serrures des boîtiers ne sont pas identiques), etc. Le seul remède qui avait été jusqu'à présent proposé pour échapper à ces inconvénients consistait à alimenter de façon externe chaque serrure par un réseau d'alimentation en énergie (secteur), ce qui revenait, en fait, à faire perdre à la serrure son caractère autonome, avec tous les inconvénients et les difficultés d'installations corrélatifs : nécessité de tirer un fil de la serrure jusqu'à la région de la charnière (généralement en suivant le contour de la porte) puis, via une liaison souple au niveau des charnières, jusqu'à l'huisserie, puis enfin de l'huisserie à la ligne secteur. D'où des problèmes de fiabilité (notamment du fait des liaisons souples au niveau des charnières, qui sont particulièrement exposées), esthétique médiocre, surcoût lié à la pose des fils, etc. Un autre aspect fonctionnel des serrures électroniques, auquel s'attache également l'invention, est celui de l'échange de données entre les diverses serrures d'un même site et un poste central de surveillance. Ces données, souvent appelées données domotiques , peuvent être des données transitant: - des serrures vers le poste central : données permettant de con trôler l'état des portes (ouverte, fermée mais non verrouillée, fermée et verrouillée), les tentatives (fructueuses ou infruc tueuses) d'accès, etc., et/ou - du poste central vers les serrures : données permettant d'auto riser ou de condamner sélectivement l'accès à certaines portes en fonction d'horaires, de l'identité des personnes (discrimi nées par des codes différents), etc. Du point de vue de l'installation matérielle, les problèmes sont identiques à ceux évoqués plus haut à propos de la liaison à un réseau d'alimentation : nécessité de poser des fils reliant la serrure au réseau (ici, le réseau domotique) via le contour de la porte, une liaison souple au niveau de la serrure et une liaison suivant le contour de l'huisserie, avec les inconvénients corrélatifs liés au manque de fiabilité et d'esthétique de ces liaisons. L'invention se propose de résoudre ces difficultés, inhérentes aux liaisons filaires, aussi bien pour l'alimentation des serrures que pour l'échange de données entre ces serrures et un poste central, en permettant de disposer de serrures électroniques réellement autonomes mais sans les inconvénients énoncés plus haut qui, jusqu'à présent, étaient impliqués par cette autonomie. L'invention a également pour but de favoriser les interventions éventuelles, par exemple dans le cas d'une panne d'alimentation de la serrure, sans qu'il soit nécessaire de prévoir un système de clef spécifique (comme c'était autrefois le cas) et sans qu'il ne soit nécessaire d'ouvrir le boîtier, et ceci même depuis l'extérieur de la pièce (auquel cas il n'est plus possible d'accéder au côté intérieur de l'ouvrant, d'où l'on aurait pu ouvrir le boîtier de serrure et ainsi accéder à la batterie défaillante). L'idée essentielle de l'invention consiste, à cet effet, à prévoir une liaison non galvanique (c'est-à-dire sans support matériel) entre la serrure électronique, montée sur l'ouvrant de la porte, et un boîtier électrique, monté sur le dormant de la porte en vis-à-vis de la serrure. L'objet premier de cette liaison non galvanique est de permettre un apport d'énergie extérieur, permanent, à la serrure, de façon à maintenir l'état de charge de sa batterie. L'objet second en est de permettre un transfert de données (unidirectionnel ou bidirectionnel) entre la serrure et un poste central, éventuellement par une seule et même liaison, l'échange de données ayant lieu soit simultanément soit séquentiellement à l'apport d'énergie extérieur. L'invention concerne donc un système du type indiqué plus haut, c'est-à-dire un système de condamnation d'une porte, cette porte comportant un dormant et un ouvrant avec, monté sur l'ouvrant, un dispositif de verrouillage électromécanique coopérant avec un circuit de commande d'ouverture recevant et contrôlant une donnée d'autorisation introduite par un utilisateur désirant obtenir l'ouverture de la porte, ce dispositif comportant des moyens autonomes d'alimentation électrique. Selon l'invention, ce système est caractérisé par des moyens pour recharger, par l'intermédiaire d'une liaison non galvanique entre ouvrant et dormant, lesdits moyens autonomes d'alimentation électrique, ces moyens de recharge comportant: sur l'ouvrant, un circuit électrique relié électriquement au circuit de commande d'ouverture, ce circuit électrique d'ouvrant comportant des moyens récepteurs propres à capter l'énergie d'un champ électromagnétique émis en leur direction et à transformer cette énergie en un courant de recharge desdits moyens autonomes d'alimentation électrique ; et, sur le dormant, un circuit électrique relié électriquement à un réseau d'alimentation électrique, ce circuit électrique de dormant comportant des moyens émetteurs propres à produire un champ électromagnétique en direction des moyens récepteurs du circuit électrique d'ouvrant lorsque cet ouvrant est en position fermée. Très avantageusement, ce système comprend des moyens pour émettre des données depuis la serrure vers l'extérieur. Dans ce cas: le circuit de commande d'ouverture comporte en outre des moyens pour produire des données de surveillance propres à ladite porte ; le circuit électrique d'ouvrant comporte en outre des moyens pour émettre, par voie non galvanique, ces données de surveillance en direction du circuit électrique de dormant ; et le circuit électrique de dormant comporte en outre des moyens pour recevoir les données de surveillance qui lui sont ainsi transmises et pour réémettre celles-ci en direction d'un poste central de surveillance. À l'inverse, on peut également prévoir, de façon semblable, des moyens pour recevoir par la serrure des données provenant de l'extérieur. Dans ce cas : le circuit de commande d'ouverture comporte en outre des moyens pour traiter des données de surveillance appliquées de l'extérieur ; le circuit électrique de dormant comporte en outre des moyens pour recevoir des données de surveillance en provenance d'un poste central de surveillance et pour réémettre cellesci, par voie non galvanique, en direction du circuit électrique d'ouvrant ; et le circuit électrique d'ouvrant comporte en outre des moyens pour recevoir les données de surveillance qui lui sont ainsi transmises et appliquer celles-ci au circuit de commande d'ouverture. De préférence, la transmission d'énergie et celle des données sont réalisés sur une liaison galvanique unique, les circuits électriques d'ouvrant et de dormant comportant alors des moyens combineurs et séparateurs correspondants. L'invention concerne également, considérés en tant que tels comme produits industriels, d'une part l'équipement d'ouvrant et, d'autre part l'équipement de dormant pour un tel système. L'invention couvre également un outil de déblocage d'un tel équipement d'ouvrant comportant: des moyens autonomes d'alimentation électrique ; un circuit générateur de données de surveillance ; et un circuit comportant des moyens émetteurs propres à produire un champ électromagnétique en direction des moyens récepteurs du circuit électrique de l'ouvrant à débloquer, ainsi que des moyens pour émettre et, éventuellement, recevoir, par voie non galvanique, des données de surveillance entre ce circuit électrique d'ouvrant et le circuit générateur de données de surveillance. 0 On va maintenant décrire un exemple de réalisation de l'invention, en référence aux dessins annexés. La figure I illustre schématiquement une porte équipée d'un système à serrure électronique selon l'invention. La figure 2 est un schéma par blocs des circuits électroniques selon l'invention du système de la figure 1. La figure 3 montre un détail d'implantation d'un système récepteur réversible. 0 Sur la figure I, la référence I représente l'ouvrant de la porte, monté sur un dormant 2. Sur l'ouvrant, à l'intérieur de la pièce, est monté un boîtier de serrure électronique 3 comportant une béquille 4 et des moyens électroniques de commande d'ouverture, par exemple un clavier codé 5 (un clavier semblable se trouve également sur la face extérieure de l'ouvrant, pour obtenir l'accès depuis l'extérieur de la pièce), Bien entendu, tous les autres moyens électroniques de commande bien connus (lecteurs de cartes ou de badges, etc.) peuvent être utilisés aussi bien. Cette serrure électronique 3 est autonome, c'est-à-dire qu'elle contient ses propres moyens d'alimentation électriques, constitués d'une batterie rechargeable qui sera utilisée en batterie tampon, une alimentation permanente par le secteur étant prévue pour le maintien du niveau de charge, comme on l'exposera plus bas. Selon l'invention, cette alimentation permanente est prélevée sur une prise de courant 6 et transmise à la serrure 3 par une liaison non galvanique entre deux boîtiers 10, 20, l'un (le boîtier 10) étant fixé sur l'ouvrant et l'autre (le boîtier 20), sur l'ouvrant. Ces deux boîtiers sont conçus de manière à communiquer par une liaison non galvanique, c'est-à-dire une liaison par l'intermédiaire d'une onde électromagnétique rayonnée se propageant en espace libre (sans support matériel), le terme onde électromagnétique étant entendu en son sens le plus large, c'est-à-dire incluant toutes les radiofréquences.Dans le mode de réalisation décrit ici, il s'agit d'une transmission par un champ électromagnétique à basse fréquence (typiquement quelques dizaines ou centaines de kilohertz), à composante essentiellement magnétique, mais cet exemple n'est bien entendu aucunement limitatif, d'autres modes de liaison (tous ceux en euxmêmes connus en tant que tel) pouvant être utilisés de façon semblable. La figure 2 montre la constitution interne des circuits 10 et 20. La liaison non galvanique est formée, dans cet exemple, entre deux demi-noyaux bobinés de transformateur 11, 21, par exemple en forme de demi-tore chacun, disposés en vis-à-vis avec un entrefer e de quelques millimètres, correspondant à l'écartement entre les boîtiers 10 et 20 et tenant compte des tolérances de pose habituelles de ces boîtiers et des jeux entre dormant et ouvrant. La bobine 11 du boîtier de dormant est alimentée par un oscilIateur de puissance 12, éventuellement modulé par un modulateur 13 recevant des données domotiques transmises par une ligne 14 depuis un poste de surveillance distant. La bobine 11 peut également agir en bobine captrice, recevant une onde émise par le circuit d'ouvrant 20 et appliquant l'onde ainsi captée à un circuit démodulateur 15 qui en extraira les données domotiques émises par la serrure et les réémettra vers le poste de surveillance distant sur la ligne 14. La séparation des fonctions d'émission et de réception est assurée par un circuit 16, qui peut être un étage commutateur (dans le cas où l'émission et la réception se font de façon séquentielle) ou un étage séparateur (au cas où l'émission et la réception se font simultanément), cet étage étant commandé par un circuit de contrôle 17 agissant également sur la commande du modulateur 13. L'ensemble des circuits du boîtier du dormant 10 est alimenté par un bloc de puissance 18 assurant l'abaissement, le redressement, le filtrage et la régulation de la tension secteur amenée par le fil 19. On notera que, du fait de la position du boîtier de dormant 10, la liaison entre ce boîtier et la prise de courant 6 est très courte et peu gênante sur le plan esthétique, cette configuration convenant parfaitement au positionnement habituel des prises de courant, installées généralement à proximité des huisseries de porte. Par ailleurs, si le réseau d'alimentation le permet, on peut prévoir une transmission des informations domotiques non plus par une ligne distincte 14, mais directement sur les lignes du secteur, par un système de modulation à courants porteurs, de type en lui-même connu. Dans ce cas, le circuit de dormant se présente sous la forme d'un boîtier muni d'un simple fil de branchement au secteur, la modulation étant réalisée à l'intérieur de ce boîtier. L'installation du système de l'invention est alors réduite à sa plus simple expression: fixation du boîtier 10 et raccordement de celui-ci à la prise de courant la plus proche. Le circuit d'ouvrant 20 comporte les différents éléments permettant de capter l'onde électromagnétique émise par la bobine 11, d'en extraire un courant de recharge de la batterie tampon de la serrure électronique 3, d'en extraire le cas échéant des données domotiques destinées à la serrure 3, et d'émettre le cas échéant, par l'intermédiaire de la bobine 21, des données domotiques depuis la serrure électronique 3 vers le poste central de surveillance via le boîtier de dormant 10. Dans un souci de rationnalisation, on a choisi d'utiliser pour le circuit d'ouvrant 20 la plupart des éléments de base déjà utilisés pour le circuit de dormant 10. On retrouve ainsi un oscillateur 22 (nécessaire dans le cas où l'on souhaite émettre des données domotiques depuis la serrure), un modulateur 23, une ligne d'échange de données 24 avec la serrure électronique proprement dite, un démodulateur 25, un circuit de commutation ou séparateur/combineur 26 et un circuit de contrôle 27. Le circuit 20 comporte en outre, pour l'alimentation, un circuit de redressement et de filtrage 28 transformant le champ électromagnétique haute fréquence capté par la bobine 21 en un courant continu, d'intensité suffisante, qui est transmis par la ligne 29 à la batterie tampon de la serrure 3. Bien que, dans ce mode de réalisation, on ait utilisé une seule et même liaison non galvanique (un seul couple de bobines 11, 21) à la fois pour le transfert de l'énergie de recharge de la batterie, l'émission de données du circuit de dormant vers le circuit d'ouvrant et la transmission de données du circuit d'ouvrant vers le circuit de dormant, on pourrait utiliser des liaisons distinctes pour ces différentes fonctions, ce qui simplifierait le schéma des circuits utilisés (les circuits de commutation ou séparateurs/combineurs 16 et 26 n'étant plus nécessaires, non plus que les circuits de contrôle 17 et 27) mais compliquerait l'implantation matérielle de ceux-ci du fait de la pluralité de bobines. Avantageusement, le boîtier d'ouvrant 20 est incorporé à la serrure électronique 3, les liaisons 24 et 29 étant alors purement internes au bloc de serrure. Dans ce cas, pour permettre un montage du bloc de serrure indifféremment à droite et à gauche, on peut utiliser une configuration telle que celle illustrée figure 3, dans laquelle le boîtier d'ouvrant comporte deux bobines identiques 21 et 21' montées en série mais disposées sur des faces latérales opposées du boîtier de la serrure électronique 3 : on peut ainsi monter indifféremment le boîtier d'ouvrant 10 (qui, lui, ne comporte qu'une seule bobine 11) indifféremment à droite ou à gauche de la serrure 3, suivant le sens d'ouverture de la porte, sans effectuer de quelconque adaptation du système. REVENDICATIONS 1. Un système de condamnation d'une porte, cette porte comportant un dormant (2) et un ouvrant (1) avec, monté sur l'ouvrant, un dispositif de verrouillage électromécanique (3) coopérant avec un circuit de commande d'ouverture recevant et contrôlant une donnée d'autorisation introduite par un utilisateur désirant obtenir l'ouverture de la porte, ce dispositif comportant des moyens autonomes d'alimentation électrique, système caractérisé par des moyens pour recharger, par l'intermédiaire d'une liaison non galvanique entre ouvrant et dormant, lesdits moyens autonomes d'alimentation électrique, ces moyens de recharge comportant:: - sur l'ouvrant, un circuit électrique (20) relié électriquement au circuit de commande d'ouverture, ce circuit électrique d'ou vrant comportant des moyens récepteurs (21, 26, 28) propres à capter l'énergie d'un champ électromagnétique émis en leur direction et à transformer cette énergie en un courant de recharge desdits moyens autonomes d'alimentation électrique, et - sur le dormant, un circuit électrique (10) relié électriquement à un réseau d'alimentation électrique (6), ce circuit électrique de dormant comportant des moyens émetteurs (11, 12, 16) propres à produire un champ électromagnétique en direction des moyens récepteurs du circuit électrique d'ouvrant lorsque cet ouvrant est en position fermée. 2. Le système de la revendication 1, dans lequel: le circuit de commande d'ouverture comporte en outre des mo yens pour produire des données de surveillance propres à la dite porte, - le circuit électrique d'ouvrant comporte en outre des moyens (21, 22, 23, 24, 25) pour émettre, par voie non galvanique, ces données de surveillance en direction du circuit électrique de dormant, et - le circuit électrique de dormant comporte en outre des moyens (11, 14, 15) pour recevoir les données de surveillance qui lui sont ainsi transmises et pour réémettre celles-ci en direction d'un poste central de surveillance. 3. Le système de la revendication 1, dans lequel: - le circuit de commande d'ouverture comporte en outre des mo yens pour traiter des données de surveillance appliquées de l'extérieur, - le circuit électrique de dormant comporte en outre des moyens (21, 24, 25) pour recevoir des données de surveillance en pro venance d'un poste central de surveillance et pour réémettre celles-ci, par voie non galvanique, en direction du circuit élec trique d'ouvrant, et - le circuit électrique d'ouvrant comporte en outre des moyens (11, 12, 13, 14, 15) pour recevoir les données de surveillance qui lui sont ainsi transmises et appliquer celles-ci au circuit de commande d'ouverture. 4. Le système de l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel la transmission d'énergie et celle des données sont réalisés sur une liaison galvanique unique, les circuits électriques d'ouvrant et de dormant comportant alors des moyens combineurs et séparateurs (16, 17, 26, 27) correspondants. 5. Un équipement d'ouvrant pour un système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte: - un dispositif de verrouillage électromécanique (3) coopérant avec un circuit de commande d'ouverture recevant et contrô lant une donnée d'autorisation introduite par un utilisateur désirant obtenir l'ouverture de la porte, ce dispositif compor tant des moyens autonomes d'alimentation électrique, et - un circuit électrique (20) relié électriquement au circuit de commande d'ouverture, ce circuit électrique comportant des moyens récepteurs (21, 26, 28) propres à capter l'énergie d'un champ électromagnétique émis en leur direction et à transfor mer cette énergie en un courant de recharge desdits moyens autonomes d'alimentation électrique. 6. L'équipement d'ouvrant de la revendication 5, dans lequel le circuit électrique d'ouvrant comporte en outre des moyens (21, 22, 23, 24, 25) pour émettre et/ou recevoir, par voie non galvanique, des données de surveillance en direction ou en provenance d'un circuit électrique de dormant relié à un poste central de surveillance. 7. Un équipement de dormant pour un système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte: - un circuit électrique (10) relié électriquement à un réseau d'alimentation électrique (6), ce circuit électrique comportant des moyens émetteurs (11, 12, 16) propres à produire un champ électromagnétique en direction des moyens récepteurs d'un circuit électrique d'ouvrant lorsque cet ouvrant est en position fermée. 8. L'équipement de dormant de la revendication 7, dans lequel le circuit électrique de dormant comporte en outre des moyens (11, 12, 13, 14, 15) pour émettre et/ou recevoir, par voie non galvanique, des données de surveillance entre un circuit électrique d'ouvrant et un poste central de surveillance. 9. Un outil de déblocage d'un équipement d'ouvrant selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens autonomes d'alimentation électrique, - un circuit générateur de données de surveillance, et - un circuit comportant des moyens émetteurs propres à pro duire un champ électromagnétique en direction des moyens récepteurs du circuit électrique de l'ouvrant à débloquer, ainsi que des moyens pour émettre (11, 12, 13, 14, 15) et, éventuel lement, recevoir, par voie non galvanique, des données de sur veillance entre ce circuit électrique d'ouvrant et le circuit générateur de données de surveillance.