Brevet FR2743145A1 — publié le 19970704

"Système et procédé de contrôle de température, notamment pour des cuves de vinification DESCRIPTION La présente invention concerne un système de contrôle de température, notamment pour des cuves de vinification. Elle vise également un procédé mis en oeuvre dans ce système. Lors de la phase de fermentation des vins dans les cuves de vinification, il est essentiel de contrôler la température qui ne doit pas dépasser la température de 33 degrés environ. Dans la majorité des domaines vinicoles, le contrôle de température s'effectue manuellement par des contrôles journaliers dans chaque cuve, soit à l'aide d'un thermomètre portatif, soit par le toucher d'une main experte. Or, dans le cas de chais comportant un grand nombre de cuves, éventuellement dispersées sur un domaine vinicole, les contrôles manuels s'avèrent fastidieux et longs. Les vinificateurs attendent maintenant un système de contrôle de la température dans chaque cuve d'un chais, qui permette de s'affranchir des contraintes et du manque de fiabilité des contrôles manuels actuels, tout en comportant des capteurs de température présentant une très grande sensibilité aux températures mesurées et délivrant des signaux de niveau suffisant pour permettre une transmission de ces signaux dans de bonnes conditions jusqu'à plusieurs centaines de mètres. Le document FR 2671202 divulgue un système pour le contrôle de températures de vinification dans un ensemble de cuves, ce système comprenant pour chaque cuve, une sonde de température, un microprocesseur réalisant une comparaison de la température mesurée par la sonde avec une température limite de sécurité, et des moyens pour chauffer ou réfrigérer la cuve commandés par ce microprocesseur. Dans ce système, les mesures de température sont traitées localement au niveau de chaque cuve et, comme elles n'ont pas à être transmises à distancie, le niveau des signaux de mesure est de moindre importance que dans le cas d'une transmission à distance de signaux de mesure de température. Il existe actuellement des capteurs de température fiables et très sensibles tels que des thermocouples ferconstantan. Cependant, ces thermocouples présentent l'inconvénient de délivrer des forces électromotrices très faibles, d'environ 50 microvolts par degré. Ce niveau n'est pas suffisant pour afficher une température avec une précision de 1/10sème de degré. On connaît également des sondes de type Pt 100 présentant des variations de résistivité faibles, d'environ 0,39 ohm par degré, qui ne permettent pas non plus d'afficher le l/lOème de degré. Il est également bien connu d'utiliser la propriété physique de la variation de la chute de tension aux bornes d'une diode en fonction de la température, comme le cite le document FR 2309849. Cependant, les détecteurs électroniques actuels utilisant ce principe, qui comprennent une diode parcourue par un courant continus, sont sensibles à des variations de résistance des conducteurs et des résistances des contacts qui affectent leur précision. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un système de contrôle de température mettant en oeuvre des capteurs de température présentant à la fois une très grande sensibilité de mesure et un niveau élevé de signal. Les objectifs précités sont atteints avec un système pour contrôler la température dans des enceintes, comprenant: - pour chaque enceinte, un capteur de température pour générer un signal de mesure, et des moyens pour transmettre ce signal vers un site central via un support de transmission, et - sur ce site central, des moyens pour recevoir les signaux de mesure transmis depuis chaque enceinte et des moyens pour traiter ces signaux reçus. Suivant l'invention, chaque capteur de température comprend un ensemble de plusieurs diodes planar de commutation reliées en série et polarisées en direct par une source de courant et des moyens pour amplifier la chute de tension aux bornes de cet ensemble de diodes. Il existe sur le marché des diodes silicium planar de commutation. Ces diodes sont normalement conçues pour être utilisées en commutation, à savoir pour passer d'un état bloqué à un état passant et vice-versa. On attend normalement de ces diodes de commutation qu'elles présentent d'excellentes caractéristiques dynamiques, afin notamment de minimiser les pertes en commutation. Or, le présent inventeur a constaté qu'en utilisant des diodes planar de commutation en régime permanent de polarisation directe, on obtient une remarquable linéarité de la variation de la chute de tension aux bornes de ces diodes en fonction de la température. C'est cette propriété physique remarquable qui est exploitée dans un système de contrôle de température selon l'invention.Ainsi, avec une source de courant de polarisation délivrant un courant de 1 mA dans une jonction PN d'une diode planar de commutation, on obtient une variation de 2 mV par degré. En plaçant quatre jonctions en série, on obtient une variation de 8 mV par degré pour une mesure de température au l/lOème de degré. Ce niveau de variation s'avère suffisant pour permettre, après une simple amplification, une transmission du signal de mesure dans de très bonnes conditions. Le niveau des signaux de mesure rend alors possible d'effectuer leur transmission, comme signaux de tension, sur de simples câbles cuivre, solution qui présente l'avantage d'être plus économique que des solutions telles que des liaisons par fibres optiques ou câbles coaxiaux. Sur le site central, les moyens de traitement comprennent de préférence des moyens d'alarme activés lorsque la température mesurée dans l'une des enceinte est supérieure à une consigne d'alarme. Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé de contrôle de température dans plusieurs enceintes, mis en oeuvre dans le système selon l'invention, comprenant: - pour chaque enceinte, une mesure de température et une transmission d'un signal de mesure vers un site central via un support de transmission, - et sur ce site central, une réception du signal transmis et un traitement de ce signal reçu, caractérisé en ce qu'on mesure la chute de tension aux bornes d'un ensemble de diodes planar de commutation polarisées en direct par une source de courant, et on amplifie cette chute de tension avant de la transmettre vers le site central sur le support de transmission. Ce système et ce procédé de contrôle de température peuvent tout particulièrement être appliqués au contrôle de la phase de fermentation des vins, mais également au contrôle de sécurité de stockages de produits agricoles, tels que le soja ou les céréales. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 est une vue générale d'un système de contrôle selon l'invention; et - la figure 2 est un schéma synoptique d'une chaîne de mesure au sein d'un système de contrôle selon l'invention. On va maintenant décrire, en référence aux figures précitées, un exemple de réalisation d'un système de contrôle de température selon l'invention. Le système de contrôle S comprend, en référence à la figure 1, un ensemble de capteurs de température 11, 21, 31 implantés dans des cuves de vinification 16, 26, 36 d'un domaine vinicole. Ces capteurs sont en général placés au tiers bas de la hauteur des cuves et mesurent la température des vins 3 au cours de leur fermentation. On peut prévoir divers modes d'implantation d'un capteur selon l'invention au sein d'une cuve. En particulier, un mode avantageux d'implantation consiste à fixer le capteur contre la paroi de la cuve 16, par exemple, au moyen d'une colle polystyrène. Des liaisons filaires 14, 24, 34 relient chaque cuve 16, 26, 36 à un site central SC où sont recueillies et traitées l'ensemble des informations de température.Ce site central, qui peut être situé à plusieurs centaines de mètres des cuves les plus éloignées, comprend une armoire de contrôle 5 qui comporte sur sa face avant des dispositifs d'affichage et de contrôle de température 12, 22, 32 associés respectivement à chaque cuve 16, 26, 36 du domaine. Un capteur de température 11 selon l'invention comprend, en référence à la figure 2, un ensemble 13 de diodes planar de commutation D1-D4 reliées en série et polarisées en direct par une source 10 délivrant un courant constant Io, par exemple égal à 1 mA. Le capteur 11 comprend en outre un amplificateur de tension 19 recevant en entrée la chute de tension (de l'ordre du milliVolt) aux bornes de l'ensemble de diodes planar 13 et délivrant en sortie une tension de l'ordre du Volt. Un signal de tension de ce niveau peut alors être transmis sur une longue distance (plusieurs centaines de mètres) par une liaison filaire 14, par exemple un câble cuivre standard 4 fils, avec une immunité suffisante aux bruits extérieurs. L'unité d'affichage et de contrôle 12, reliée au capteur 11 par la liaison filaire 14, comprend en entrée un diviseur de tension 18 pour ramener le niveau élevé du signal de tension transmis à un niveau compatible avec le niveau d'entrée d'un dispositif classique 15 d'affichage de température. Cette unité d'affichage et de température comprend en outre un dispositif d'alarme 17, qui peut être sonore et/ou visuel, et qui est activé lorsque la température mesurée dans une cuve dépasse une limite de sécurité, par exemple de 33 degrés. Dans un exemple pratique de réalisation, on a ainsi obtenu une variation de tension linéaire de 8 mV par degré, dans une plage de température comprise entre 0 à 40 OC et avec un niveau de tension transmise compris entre 2,56 V et 2,24 V, comme l'illustre le tableau suivant: température (-C) tension transmise variation de tension 0 2,56 V -80 mV 10 2,48 V -80 mV 20 2,40 V -80 mV 30 2,32 V -80 mV 40 2,24 V Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, le nombre de diodes planar en série n'est limité que par des considérations de faisabilité technologique. I1 en est de même pour le nombre de cuves contrôlées depuis un même site central. Par ailleurs, on peut prévoir d'autres traitements des mesures de température effectuées par le système de contrôle selon l'invention. On peut ainsi réaliser et stocker des historiques de température, établir des statistiques, mais aussi commander des systèmes automatiques de refroidissement et de chauffage des cuves. On peut en outre prévoir, dans le cadre de la présente invention, un multiplexage des signaux de mesure et une mise en commun de dispositifs d'affichage et d'alarme. REVENDICATIONS 1. Système (S) pour contrôler la température dans des enceintes (16, 26, 36), comprenant: - pour chaque enceinte (16, 26, 36), un capteur de température (11, 21, 31) pour générer un signal de mesure, et des moyens (19) pour transmettre ce signal vers un site central via un support de transmission (14, 24, 34), et - sur ce site central (SC), des moyens (18) pour recevoir les signaux de mesure transmis depuis chaque enceinte et des moyens (15, 17) pour traiter ces signaux reçus, caractérisé en ce que chaque capteur de température (11, 21, 31) comprend un ensemble (13) de plusieurs diodes planar de commutation (D1-D4) reliées en série et polarisées en direct par une source de courant continu (10), et des moyens (19) pour amplifier la chute de tension aux bornes de cet ensemble de diodes (13). 2. Système de contrôle (S) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les supports de transmission (14) comprennent des liaisons filaires. 3. Système de contrôle (S) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de traitement comprennent des moyens d'alarme (17) activés lorsque la température mesurée dans l'une des enceintes (16, 26, 36) est supérieure à une consigne de sécurité. 4. Procédé de contrôle de température dans des enceintes (16, 26, 36), mis en oeuvre dans le système (S) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant: - pour chaque enceinte (16, 26, 36), une mesure de température et une transmission d'un signal de mesure vers un site central (SC) via un support de transmission (14, 24, 34), - et sur ce site central (SC), une réception du signal transmis et un traitement de ce signal reçu, caractérisé en ce qu'on mesure la chute de tension aux bornes d'un ensemble (13) de diodes planar de commutation polarisées en direct par une source de courant (10), et on amplifie cette chute de tension avant de la transmettre vers le site central (SC) via le support de transmission (14, 24, 34). 5. Capteur de température (11, 21, 31), mis en oeuvre dans un système de contrôle (S) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble (13) de diodes planar de commutation (D1-D4) reliées en série, une source de courant (10) pour polariser ces diodes (D1 D4) en direct, et des moyens (19) pour amplifier la chute de tension aux bornes de cet ensemble de diodes (13) et délivrer un signal de mesure à transmettre. 6. Application du système (S) et du procédé de contrôle selon l'une des revendications 1 à 4 au contrôle de la température au cours de la phase de fermentation des vins dans des cuves de vinification (16, 26, 36). 7. Application du système (S) et du procédé de contrôle selon l'une des revendications 1 à 4 au contrôle de la température dans des enceintes de stockage de produits agricoles.