Brevet FR2710205A1 — publié le 19950324

La présente invention a pour objet un procédé de distribution contrôlée d'énergie et un dispositif pour sa mise en oeuvre qui trouvera son application dans tous les secteurs de l'activité économique dans lesquels on est amené à assurer une distribution d'énergie électrique à un réseau de récepteurs, telle que notamment, dans un réseau d'éclairage public. Actuellement, pour assurer un éclairage de rues, d'édifices, ou bien de quartiers, dans une ville, on a recours à un ensemble de candelabres, de lampadaires ou de tous autres dispositifs, aptes à supporter des ampoules ou à éclairer, dont la mise en fonctionnement est activée en fonction des besoins. C'est ainsi que, généralement, dans de tels réseaux, on prévoit une armoire de commande reliée à un ensemble de candelabres de manière à assurer leur mise en fonctionnement à partir de seuils de luminosité déterminée par sonde. Or, en pratique, de tels réseaux présentent de nombreux inconvénients d'utilisation et, notamment, celui de ne pas permettre une gestion optimale de l'éclairage en fonction des besoins. Actuellement, ces réseaux sont généralement commandés pour être mis en fonctionnement à partir de seuils de luminosité prédéterminée dont les valeurs sont fixées par une sonde crépusculaire. Dans certains cas, il peut se produire des variations localisées dans l'espace ou dans le temps de la luminosité qui ne peuvent pas être pris en considération pour assurer une gestion optimale de l'éclairage, ce qui peut provoquer une consommation d'énergie importante et donc, un surcoût à l'exploitation de tels réseaux. Par ailleurs, il peut également se produire, en raison de disfonctionnement des moyens d'éclairage une surconsommation anormale d'énergie ce qui accroît également le coût de ces opérations. Or, lorsqu'il s'agit de l'éclairage de collectivité, un budget pré-établi est fixé par avance, correspondant à une consommation en énergie déterminée, et, de telles variations dues à ces surconsommations ne sont pas toujours compatibles avec de telles budgets. La présente invention a pour but de proposer un procédé de distribution contrôlée d'énergie électrique d'un réseau de récepteurs, notamment destiné à l'éclairage public, et un dispositif pour sa mise en oeuvre qui permette d'obtenir, une distribution régulée, en fonction des besoins, de l'énergie électrique. Un avantage du procédé de distribution conforme à l'invention réside dans le fait qu'il est simple à mettre en oeuvre et qu'il permet également, un contrôle et une surveillance, des installations électriques et de leur bon fonctionnement. Un autre avantage du procédé, conforme à l'invention, réside dans le fait, qu'il permet d'assurer, un contrôle et une régulation de la distribution d'énergie de manière instantanée et en permanence ce qui en accroît ses capacités d'utilisation ainsi que la régulation de la distribution. Un autre avantage du dispositif conforme à l'invention, réside dans le fait qu'il comporte des moyens fabriqués en séries et qui sont aptes à équiper tous types de réseaux de distribution quelle que soit sa configuration et/ou sa nature. A cet effet, le procédé de distribution contrôlée d'énergie électrique d'un réseau de récepteurs, notamment destiné à l'éclairage public, dans lequel on amène une quantité d'énergie pour assurer le fonctionnement des récepteurs, est caractérisé par le fait que - on prévoit au moins un seuil prédéterminé de consommation d'énergie, - on capte des informations sur la consommation du réseau de récepteurs et on établit une mesure sur la consommation des récepteurs à partir des informations captées, - on commande, en comparant les dites informations captées et mesurées par rapport au dit seuil prédéterminé de consommation d'énergie, la mise en fonctionnement des récepteurs en vue de réguler et de contrôler leur consommation. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé comportant un réseau de récepteurs alimentés en énergie qui est caractérisé par le fait qu'il comprend - des moyens pour enregistrer au moins un seuil prédéterminé de consommation d'énergie, - des moyens pour capter des informations sur la consommation en énergie des récepteurs du réseau, - des moyens pour mesurer la consommation d'énergie à partir des informations captées et pour comparer les dites informations captées et mesurées par rapport au dit seuil de consommation prédéterminée, - des moyens pour commander, en fonction de la comparaison, la mise en fonctionnement des récepteurs afin de réguler et de contrôler leur consommation. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante accompagnée des dessins en annexe parmi lesquels - la figure 1 est une vue schématique qui illustre un réseau de distribution équipé d'un dispositif conforme à l'invention, comprenant une sonde crépusculaire, - la figure 2 est une vue schématique qui illustre un premier mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention, relié à une unité active destinée par exemple à la maintenance. - la figure 3 est une vue schématique qui illustre un second mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention, comportant notamment une unité centrale connectée à une unité dite active destinée par exemple à la maintenance, - la figure 4 est une vue schématique qui illustre l'armoire électrique de puissance équipée d'un dispositif conforme à l'invention, - la figure 5 est une vue schématique qui montre l'organisation d'un bornier équipant l'armoire de puissance, - la figure 6 est une vue schématique qui illustre plus précisément l'unité de traitement comportant une carte logique destinée à équiper un dispositif conforme à l'invention. La présente invention a pour objet un procédé de distribution contrôlée d'énergie électrique d'un réseau de récepteurs, notamment destiné à équiper un réseau d'éclairage public et un dispositif pour sa mise en oeuvre qui trouvera son application dans tous les secteurs de l'activité économique dans lesquels l'on doit assurer une distribution d'énergie électrique à un réseau de récepteurs tels que par exemple pour l'éclairage des rues, des avenues, des bâtiments, des édifices, ou tous autres constructions d'une agglomération ou d'une ville. En se référant plus particulièrement à la figure 1, on voit un réseau 1 d'éclairage public, comportant des récepteurs, constitués ici par cinq candelabres 2, 3, 4, 5 et 6, qui sont équipés chacun de moyens d'éclairage, tels qu'une ampoule alimentée en énergie électrique par l'intermédiaire de câbles selon des techniques couramment utilisées par l'homme du métier. Plus précisément, ces candelabres 2, 3, 4, 5, 6 sont reliés par l'intermédiaire de câbles électriques 7 à une armoire électrique de commande 8 et de contrôle de la distribution de l'énergie électrique. Selon l'invention, le dispositif comporte des moyens pour capter des informations sur la consommation en énergie électrique de ces candelabres 2-6 constitués ici par un interrupteur crépusculaire 10 ou, de tout autre moyen équivalent, qui sont reliés, par l'intermédiaire d'une ligne de transmission des informations 12, à l'armoire électrique de puissance 8 et, notamment à des moyens de traitement de l'information 13 comprenant au moins une mémoire 14 interactive et à des moyens 60 de mesure et de comparaison de l'énergie électrique consommée par les récepteurs 2-6. En ce qui concerne la ligne de transmission 12, il peut par exemple s'agir d'un réseau couramment utilisé par les P.T.T. d'un type classique et connu de sorte que, de préférence, on installera les armoires de puissance 8 à des emplacements qui facilitent le raccordement avec de tels réseaux. L'armoire 8, d'un type classique et connu, comporte en outre des moyens de mesure et de comparaison de l'énergie électrique consommée par les récepteurs et des moyens de contrôle de la distribution de l'énergie électrique disposés sur un bornier 50 tel que cela est plus particulièrement illustré aux figures 4 et 5. Plus précisément, cette armoire 8 comprend un compteur d'alimentation en énergie électrique 16, d'un type classique et connu, relié à un contacteur principal 17 et à un contact auxiliaire 18a d'un disjoncteur 18 afin d'assurer la mise en fonctionnement de l'alimentation du réseau de récepteurs 2-6 lorsque celui-ci est dans une position de fonctionnement et, un arrêt de la distribution d'énergie électrique lorsqu'il est dans une position non activée. Ce disjoncteur 18 est, par ailleurs, connecté à une alimentation en courant et, par un fusible 19, à un contacteur de puissance 20, associé à un contact auxiliaire 21, apte à prendre deux positions l'une active dans laquelle ils autorisent l'alimentation du réseau de distribution et l'autre passive dans laquelle, ils arrêtent cette alimentation. Ces contacteurs 20 et 21 sont reliés à des moyens 60 de mesure et de comparaison constitués par des relais à seuil temporisés 23-23 connectés à des tores 22a et 23a qui sont reliés au câble 7 afin de recevoir des informations captées par l'interrupteur crépusculaire 10 sur la consommation d'énergie des candelabres 2-6 et, par un tore 24, relié à un compteur 25 qui incrémente, en temps réel, la consommation en énergie afin d'assurer la comparaison avec le débit en kW/h enregistré à l'extérieur de l'armoire 8. Il peut par exemple s'agir de compteurs modulaires du type classique et connu commercialisés par exemple par la Société MERLIN GERIN ou de tous autres qui présentent des caractéristiques adaptées à de telles applications. Par ailleurs, le coffret 8 comporte également des moyens de traitement de l'information 13, tels que ceux qui sont plus particulièrement illustrés à la figure 6. Plus précisément, ces moyens 13 comprennent une carte, associée à un relais 27 connecté à un contacteur 21, comportant un bus de transmission d'informations 26 qui est relié à un organe 28a de gestion des informations en entrée et en sortie lui-même relié à un driver de puissance 28b apte à comporter des extensions de manière à accroître ses capacités d'utilisation. Ce bus 26 est également relié à une horloge qui permet d'incrémenter la date et l'heure des informations entrée ou sortie ainsi que, à une unité de traitement des informations 30 qui comporte au moins une mémoire intéractive, par exemple une EPROM 31 ici de 64 K Octets, associée une unité mathématique 32 et à une unité logique 33 ainsi qu'à une unité de sauvegarde 34. Le bus de transmission d'information 26 est également connecté à une unité de centralisation et de gestion 35 des informations ainsi qu'à une interface 36, associée à un relais 36a permettant la connexion avec des moyens de traitement et de gestion de l'information d'une unité centrale 15 par tout moyen de connexion adapté. Une alimentation stabilisée 37 est également prévue ainsi qu'une batterie de secours 38 de manière à assurer une alimentation de ces moyens de traitement de l'information 13 en cas de besoin. Bien entendu, les différentes unités de traitement 30 de l'information présentent des caractéristiques spécifiques adaptées pour assurer une gestion et une régulation de la mise en fonctionnement et de la consommation d'un réseau de distribution d'énergie électrique et, notamment, en ce qui concerne les capacités de traitement de telles informations pour obtenir une commande de la consommation des récepteurs 2-6 adaptés notamment par une comparaison des informations captées avec un seuil de consommation prédéterminé.. En ce qui concerne l'unité centrale 15, elle peut être constituée, comme illustrée à la figure 2, par un terminal de consultation d'informations tel q'un "minitel" 39 renié à une imprimante 4O ou bien, dans une forme de réalisation plus élaborée, telle que celle qui est plus particulièrement illustrée à la figure 3, par un ordinateur "PC" 41 comportant une console et un clavier reliés à une imprimante 42. Ce "PC" 41, peut par ailleurs, être connecté par des moyens informatiques classiques et connus à un réseau d'unités dites "actives" 43, par exemple d'unités de maintenance, qui sont équipées d'un minitel 44 et d'une imprimante 45. Bien entendu, d'autres types d'unités actives pourraient être envisagées, en fonction des besoins et des applications de manière à permettre un fonctionnement optimal du dispositif conforme à l'invention. L'invention a également pour objet un procédé de distribution contrôlée d'énergie électrique mettant en oeuvre le dispositif qui a été précédemment décrit, dans lequel on amène une quantité d'énergie pour assurer le fonctionnement d'un réseau de candelabres 2-6. Selon l'invention, on prévoit au moins un seuil prédéterminé de consommation d'énergie. On capte des informations sur la consommation du réseau de récepteurs et on détermine une mesure sur la consommation des récepteurs à partir des informations captées. On commande, en comparant les dites informations captées et mesurées par rapport au dit seuil prédéterminé de consommation d'énergie, la mise en fonctionnement des récepteurs 2-6 en vue de réguler et de contrôler leur consommation. Plus précisément, cette comparaison et cette détermination de la consommation d'énergie est obtenue par d'une part l'intermédiaire des relais à seuil d'intensité qui donnent des informations sur la consommation notamment au pic de déclenchement par l'intermédiaire de la relation P = UI IF cos b. et, d'autre part, par l'intermédiaire des compteurs modulaires d'énergie 25. En effet, en introduisant et en enregistrant dans la mémoire 14, des informations déterminées sur la consommation d'énergie et notamment, en prévoyant, certains seuils de référence et de consommation d'énergie électrique déterminée, il est possible de contrôler des dépassements anormaux de la consommation des récepteurs 2-6 dues par exemple à des court-circuits sur ligne, à des fuites importantes par défaut des selfs, à des courants de défaut sur une ligne de distribution, ou bien encore à des courtcircuits globaux sur les candélabres 2-6, et il est ainsi possible, de déclencher les contacteurs de puissance 20 pour neutraliser la distribution d'énergie et donc limiter une perte trop importante résultant d'une consommation non désirée. Par ailleurs, on peut commander la mise en fonctionnement des récepteurs 2-6 selon des cycles déterminées correspondant aux besoins et qui sont bien entendu variables en fonction des applications. Si une faible variation de la consommation d'énergie es-t enregistrée, l'on module la mise en fonctionnement des récepteurs 2 à 6 en tenant compte de cette consommation d'énergie et notamment, en la comptabilisant afin d'obtenir, au cours du prochain allumage de ces récepteurs 2-6, une mise en fonctionnement qui permette de moduler et de rattraper la perte d'énergie résultant de ces variations. A titre d'exemple, sur une avenue comportant 50 candélabres reliés à une armoire de commande de 8, dont la puissance unitaire par candélabre est de 300 W, la consommation totale d'énergie pour illuminer cette avenue est de 15 kW/h. S'il se produit une modification de cette consommation de 1,5 W/h pendant un temps d'éclairage de 18 heures du soir à 6 heures du matin, on obtient une consommation de 18 kW non désirée. Selon l'invention, pour remédier à cette surconsommation, au cours de la prochaine mise en fonctionnement des candélabres 2 à 6, on provoque un retard de 3 mn sur par exemple 6 avenues présentant une consommation de 15 kW/h si bien, qu'au bout de 4 jours, on a récupéré les 18 kW/h, en retardant l'allumage de ces candélabres de 3 mn et ceci, de manière entièrement automatique. Par ailleurs, pour accroître les capacités d'utilisation du dispositif conforme à l'invention, l'on module la mise en fonctionnement des récepteurs 2-6 en prenant en compte, notamment leur emplacement. C'est ainsi, que pour éclairer une ville de 200.000 habitants, si on assure un allumage cadencé des différents candélabres en fonction de leur emplacement dans le sens est-ouest, on peut obtenir un gain sur leur consommation pouvant aller jusqu'à 2 millions de kW par an pour une telle agglomération. Les informations captées, par l'intermédiaire de l'interrupteur crépusculaire 10, sont traitées dans l'armoire de puissance 8, par l'intermédiaire des moyens de traitement 13, de manière à obtenir une gestion des évènements en temps réel et, ces informations traitées sont ensuite dirigées vers l'unité centrale 15 qui gère et traite ces informations selon les besoins. Notamment, les informations captées par l'intermédiaire de l'interrupteur crépusculaire 10 sont directement traitées par des moyens de traitement de l'information 13 associée à la mémoire 14 de manière à assurer une mise en fonctionnement des candélabres 2-6 par l'intermédiaire notamment du relais 27 de la carte logique 1 qui assure la mise en fonctionnement du contacteur secondaire 21. Pour cela, les tores 22a-23a captent les informations et les transmettent aux relais à seuil 22-23 avec une temporisation interne destinée notamment à compenser les surcharges de mise en régime des différentes sources. Si un dépassement prédéterminé et pré-affiché est détecté par l'intermédiaire de la logique de la mémoire 14 et des moyens de traitement 13, le compteur 25 interne incrémente la durée de l'évènement afin de provoquer un retard adapté lors de la prochaine mise en fonctionnement des candélabres 2 à 6. Lorsqu'une information a été transmise par l'intermédiaire de l'interrupteur crépusculaire 10, le contact auxiliaire 21 se place dans une position active de manière à permettre la mise en place également dans une position active du contacteur de puissance 20 pour assurer l'alimentation en énergie des candélabres et leur mise en fonctionnement. En cas d'une mise en position non active du contact auxiliaire 21 ou bien d'un contact auxiliaire 18a du disjoncteur 18, une alarme est prévue de manière à informer l'utilisateur. Le tore 24 relié au compteur 25 transmet quant à lui des informations relatives à la consommation en kW/h en temps réel qui permet ainsi, de déterminer, avec précision, les variations de cette consommation en fonction d'évènements. Il est également à noter que, l'alarme peut être déclenclée par tout autre modification des variations du fonctionnement du dispositif conforme à l'invention dont la détermination de paramètres mesurables tels que la présence ou l'absence de tension. Grâce aux informations captées dans la mémoire 14, notamment en ce qui concerne les heures, les jours, les mois par l'intermédiaire de l'horloge 29, on peut déclencher dans des créneaux prédéterminés des cycles d'allumage ou d'extinction des candélabres en fonction d'évènements déterminés, ce qui accroît les capacités d'utilisation du dispositif. Lorsque le relais à seuil 22 détecte une anomalie concernant un dépassement d'intensité de seuil pré-affiché notamment de la consommation d'énergie notamment au moment de la mise en fonctionnement et de l'allumage des candélabres, il va automatiquement provoquer un arrêt du contacteur 20 et procéder à un certain nombre de nouvelles tentatives de réallumage. Il peut par exemple procéder à trois autres tentatives de réallumage et, en cas d'insuccès, l'alarme sera mise en fonctionnement pour indiquer à l'utilisateur cette anomalie. A tout instant, l'exploitant peut intervenir sur la gestion et le traitement des informations transmises à l'unité centrale 15 et notamment, il peut activer ou désactiver l'une des armoires de puissance 8 par une action directe sur un terminal de consultations d'informations, tel qu'un "minitel" ou "minitel" distant 49 ou bien sur un micro-ordinateur tel qu'un "PC" 41 et ceci, en regardant les informations qui lui sont transmises et qui s'affichent sur l'imprimante ou bien sur l'écran associées à la console. L'utilisateur peut également obtenir un état journalier de la consommation d'énergie en kW/h et visualiser soit instantanément, soit de manière différée, la consommation en kW/h de l'ensemble du réseau de distribution, ou bien, d'un certain nombre d'armoires déterminées. Par ailleurs, la mémoire 14 comporte, un certain nombre d'informations telles que des numéros de téléphone qui sont automatiquement activés en cas d'alarme de sorte que cela permet, par l'intermédiaire notamment, de l'unité active 43, de faire intervenir, un spécialiste, pour remédier au défaut de fonctionnement susceptible de se produire dans tout ou partie du réseau d'éclairage. Bien entendu, d'autres mises en oeuvre de la présente invention auraient pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de distribution contrôlée d'énergie électrique d'un réseau de récepteurs, notamment destiné à l'éclairage public, dans lequel on amène une quantité d'énergie pour assurer le fonctionnement des récepteurs (26), caractérisé en ce que - on prévoit au moins un seuil prédéterminé de consommation d'énergie, - on capte des informations sur la consommation du réseau de récepteurs (2-6) et on établit une mesure sur la dite consommation des récepteurs à partir des informations captées, - on commande, en comparant les dites informations captées et mesurées par rapport au dit seuil prédéterminé de consommation d'énergie, la mise en fonctionnement des récepteurs (2-6) en vue de réguler et de contrôler leur consommation. 2. Procédé de distribution contrôlée d'énergie électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on commande la mise en fonctionnement des récepteurs (26) selon des cycles déterminés. 3. Procédé de distribution contrôlée d'énergie électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on gère et l'on agit en continu par un suivi permanent des informations captées et mesurées sur la consommation d'énergie du réseau de récepteurs (2-6). 4. Procédé de distribution contrôlée d'énergie électrique, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on commande la mise en fonctionnement des récepteurs (26) en prenant en compte les faibles variations de surconsommation d'énergie pour modifier le cycle de mise en fonctionnement des récepteurs (2-6) afin de récupérer les pertes d'énergie enregistrées. 5. Procédé de distribution contrôlée d'énergie électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on prévoit une mise en fonctionnement cadencée des récepteurs (2-6) en fonction de leur emplacement. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de distribution contrôlée d'énergie selon la revendication 1, comportant un réseau de récepteurs (2-6) alimentés en énergie, caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens (14) pour enregistrer au moins un seuil prédéterminé de consommation d'énergie, - des moyens (10) pour capter des informations sur la consommation en énergie des récepteurs (2-6) du réseau, - des moyens (60) pour mesurer la consommation d'énergie à partir des informations captées et pour comparer les dites informations captées et mesurées par rapport au seuil de consommation prédéterminée, - des moyens (13-70) pour commander, en fonction de la comparaison, la mise en fonctionnement des récepteurs afin de réguler et de contrôler leur consommation. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de traitement (13) des informations qui possède au moins une mémoire (14) intéractive apte à contenir des informations concernant des seuils prédéterminés de consommation d'énergie. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens (60) sont constitués par des tores (22a-23a), connectés à des relais à seuil (22-23) et, par un tore (24) relié à un compteur d'impulsions (25). 9. Dispositif selon la revendication 6, caracérisé en ce que les moyens pour commander (70) la mise en fonctionnement de l'alimentation en énergie des récepteurs sont constitués par au moins un contacteur de puissance (20) et un contacteur secondaire (21) associés à des relais (23-23 et 27). 10. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens (10) pour capter les informations sont constitués par un interrupteur crépusculaire (10). 11. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une unité centrale (15) connectée à l'unité de traitement (13) qui comporte des moyens de gestion et de traitement des informations (39-40, 41-42) pouvant être utilisée par un opérateur.