Brevet FR2744267A1 — publié le 19970801

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de gestion de composants programmables. De façon plus précise, l'invention concerne la gestion de composants comportant au moins une partie électrique et dont la programmation initiale se fait à l'aide d'instructions appliquées électriquement aux composants. De façon encore plus précise, l'invention concerne, d'une part la programmation initiale des composants et, d'autre part, la réalisation d'une installation permettant l'utilisation normale des différents composants. Ce problème se pose notamment mais nullement exclusivement dans le cas d'un système de détonateur commandé bien sûr à distance, chaque détonateur faisant au préalable l'objet d'une programmation spécifique. Un tel ensemble peut être mis en place, notamment dans des mines, ou dans des carrières. Il va cependant de soi que l'invention peut trouver d'autres applications, notamment pour la gestion de différents capteurs qui doivent être mis en place et gérés, ces capteurs étant par exemple mis en place dans une installation industrielle ou sur une machine. Il peut également s'agir de détecteurs programmables tels que des détecteurs pour une installation d'alarme. D'une manière générale, l'invention s'applique de façon particulièrement avantageuse mais non exclusive au cas où l'ensemble des composants doit être mis en place relativement rapidement et notamment pour une durée relativement réduite. Cependant, l'invention peut être utilisée également pour un montage définitif. Un premier objet de l'invention est de fournir un ensemble de gestion de composants programmables qui permet la programmation et la gestion des composants après leur mise en place d'une manière simple et très fiable. Un autre l'objet de l'invention est de fournir un tel ensemble de gestion dont la mise en place puisse être rapide. Pour atteindre ce but, selon l'invention, l'ensemble de gestion de n composants électriques électriquement programmables, chaque composant étant raccordé à un conducteur électrique, se caractérise en ce qu'il comprend: un dispositif de programmation pour élaborer des informations électriques de programmation desdits composants; un dispositif de connexion électrique pour relier successivement et temporairement chaque conducteur électrique associé à un composant audit dispositif de programmation pour appliquer audit composant lesdites informations électriques de programmation; un dispositif central de gestion desdits composants programmés pour transmettre des instructions auxdits composants; et des moyens de connexion électrique pour raccorder lesdits n composants audit dispositif central de gestion, lesdits moyens de connexion comprenant n connecteurs électriques. De préférence, le raccordement des composants est réalisé en parallèle. On comprend qu'ainsi l'invention permet la programmation de chaque composant programmable et le raccordement des composants mis en place à un dispositif central de gestion qui permettra le fonctionnement normal de l'enmble des composants programmables. De préférence, le dispositif de connexion électrique vers le dispositif de programmation se caractérise en ce qu'il comprend: des moyens de guidage pour l'insertion de l'extrémité dénudée d'un conducteur électrique associé à un composant des moyens formant butée pour positionner ladite extrémité dénudée; des moyens mécaniques mobiles pour appliquer avec pression l'extrémité dénudée de chacun des deux éléments conducteurs formant ledit conducteur électrique sur deux portions conductrices dudit dispositif de connexion électrique, chaque portion conductrice étant raccordée à une ligne conductrice raccordable audit dispositif de programmation, et des moyens commandables pour maintenir ladite pression. De préférence également, chaque connecteur électrique comprend des moyens pour réaliser une connexion électrique entre chaque extrémité des éléments conducteurs d'un conducteur électrique associé à un premier composant programmable et une zone intermédiaire de chaque élément conducteur du conducteur électrique associé à un deuxième composant programmable. De préférence encore, le connecteur électrique comprend un boîtier muni de premiers moyens de guidage pour guider l'insertion de l'extrémité d'un premier conducteur électrique et pour positionner la partie terminale de ladite extrémité par rapport au boîtier, et de deuxièmes moyens de guidage pour guider l'insertion de la zone médiane d'un deuxième conducteur électrique dans ledit boîtier; un organe mobile par rapport audit boîtier apte à prendre une première position de repos permettant l'insertion dans le boîtier desdits conducteurs électriques et une deuxième position de connexion dans laquelle il réalise la liaison électrique de chacun des éléments conducteurs du premier conducteur électrique avec l'élément conducteur correspondant du deuxième conducteur électrique; et des moyens de verrouillage sur le boîtier dudit organe mobile dans sa deuxième position. Un tel connecteur est particulièrement bien adapté à un raccordement en parallèle. Cependant, il peut être utilisé pour un montage en série. Un autre objet de l'invention est de fournir un procédé de gestion d'une pluralité de composants électriques programmables qui permettent la gestion complète de ces composants dans des conditions élevées de sécurité. Pour atteindre oe but, le procédé de gestion d'une pluralité de composants électriques électriquement programmables se caractérise en ce qu'il comprend les étapes suivantes: on fournit Q composants électriques électriquement programmables raccordé chacun à un conducteur électrique et on dispose chaque composant sur son lieu de fonctionnement; on fournit un dispositif de programmation apte à émettre des informations de programmation desdits composants; on raccorde successivement ledit dispositif de programmation à chaque conducteur électrique associé à un composant et on commande l'émission des informations de programmation associées audit composant, par quoi lesdits composants sont programmés; on fournit un dispositif central de gestion desdits composants pour transmettre électriquement des instructions vers lesdits composants; on raccorde électriquement ledit dispositif central de gestion à chacun desdits composants programmés, via lesdits conducteurs électriques raccordés à chaque composant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit, d'un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles: Les figures la à if sont des schémas illustrant les différentes étapes d'un mode préféré de mise en oeuvre du procédé de gestion de composants programmables; La figure 2a est une vue en perspective du connecteur électrique; La figure 2b est une vue en perspective du connecteur électrique, les conducteurs électriques étant engagés; La figure 2c est une vue en perspective de la partie mobile du connecteur électrique; La figure 3 est une vue externe du dispositif de connexion; Les figures 3a, 3b et 3c sont des vues en perspective de la partie interne du dispositif de connexion avec le dispositif de programmation, respectivement en position de repos, en position de prise de contact et en position de découpe; et La figure 4 est un schéma montrant le montage en série des composants programmables. En se référant tout d'abord aux figures la à lf, on va décrire l'ensemble du dispositif de gestion de composants programmables et le procédé de gestion correspondant. Dans la description qui suit, on considérera plus particulièrement le cas où les composants programmables sont des détonateurs comportant un système de programmation de retard électrique et un système de mise à feu également électrique mais il va de soi que l'invention peut faire l'objet d'autres applications. De tels détonateurs à retard électronique intégré sont décrits dans l'Article "Détonateurs à retard électronique intégré" publié par la société Davey Bickford, dans la revue Europyro du 2 Juin 1995. On ne décrira pas en détail ces détonateurs. Il suffit d'indiquer dans un premier temps qu'il y a lieu d'appliquer des signaux électriques aux détonateurs pour programmer le retard avec lequel la charge explosive sera déclenchée. En outre, ce détonateur comporte son alimentation électrique intégrée et enfin, il faut souligner que, dès qu'un détonateur particulier a reçu le signal de commande pour déclencher la détonation, le circuit de retard électronique intégré est rendu opérationnel, et donc, la détonation se produira à l'instant voulu, même si par ailleurs, les conducteurs électriques reliant oe détonateur au dispositif de gestion de mise à feu sont rompus ou détériorés. Sur la figure la, on a représenté un détonateur à retard électronique 10 relié à un conducteur électrique bifilaire 12. Comme le montre mieux la figure lb, les extrémités des deux éléments conducteurs du conducteur électrique 12 sont pré-dénudées en 14, de préférence, un élément d'isolement 16 étant conservé à l'extrémité des parties dénudées 14 pour les opérations de manipulation. Dans cet état, le détonateur 10 n'est pas programmé. Dans l'opération suivante illustrée par la figure ld, le détonateur 10 est mis en place et les extrémités dénudées 14 du conducteur électrique 12 sont introduites dans un dispositif de connexion 20 électriquement raccordé à un dispositif de programmation 22. Le dispositif de programmation qui ne sera pas décrit plus en détail permet d'élaborer les signaux électriques ou électroniques servant à la programmation du retard électronique du détonateur 10 connecté à la boîte de programmation 22 par le dispositif de connexion 20. Le dispositif de connexion 20 qui sera décrit ultérieurement en détails permet non seulement de relier le détonateur 10 à la boîte de programmation 22 pour réaliser cette programmation mais également de découper l'extrémité 14 dénudée du conducteur électrique 12. Sur la figure le, on a représenté le détonateur 10 qui est maintenant programmé et relié au conducteur électrique 12 dont l'extrémité libre 24 est protégée par l'isolant initial. Une fois que les différents détonateurs programmés 10 ont été mis en place, on procède au raccordement électrique de chacun des détonateurs 10i à un dispositif central de gestion des composants 30 qui, dans le cas particulier, est un dispositif de mise à feu permettant d'appliquer à chaque détonateur l'impulsion électrique d'initialisation de chacun des retards. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, les différents détonateurs sont reliés en parallèle au dispositif central de gestion 30 par des connecteurs électriques 32i. Dans d'autres applications, il pourrait être intéressant de monter les composants programmables en série ainsi qu'on l'expliquera ultérieurement. Les connecteurs 32i seront décrits plus en détail en relation avec les figures 2. Il suffit de comprendre que chaque connecteur 32i permet de relier électriquement les éléments conducteurs du conducteur électrique 12i associé au détonateur 10i au conducteur 10i+1 associé au détonateur 10i+1. Plus précisément, le connecteur électrique 32i permet de relier l'extrémité libre du conducteur électrique 12i+1 à une zone médiane du conducteur électrique 12i .On comprend que l'extrémité libre du conducteur électrique du détonateur de rang 1 est relié directement à la boîte de mise à feu 30 par son conducteur électrique 121. Une fois que ce montage électrique est réalisé, on comprend que chacun des détonateurs loi, qui a été préalablement programmé et mis en place, est raccordé en parallèle à la boîte de mise à feu 30. Il suffit donc de commander la boîte de mise à feu 30 pour obtenir la succession de détonations souhaitées en fonction des retards programmés pour chacun des détonateurs. On comprend que ce système est très fiable puisque la programmation de chaque détonateur ou plus généralement de chaque composant peut-être réalisée après que le composant ait été mis en place. De plus, du fait que l'extrémité dénudée est automatiquement coupée après la programmation, il ne peut se produire d'erreur dans les opérations de programmation. Enfin, comme on l'expliquera plus en détail ultérieurement, l'opération de connexion entre les conducteurs électriques 12i à l'aide des connecteurs 32i est très simple et peut être réalisé très rapidement, par exemple à l'aide d'une pince manuelle, pour constituer ainsi l'ensemble des connexions électriques. En se reportant maintenant aux figures 2a à 2c, on va décrire le connecteur électrique 32. Celui-ci comprend un boîtier 40, par exemple, réalisé en matériau plastique isolant. Sur une des faces 42 du boîtier 40 est ménagée une fente 44 s'étendant sur toute la longueur du boîtier qui permet le passage d'un conducteur électrique 12 ou plus précisément la mise en place de sa partie médiane ou intermédiaire 46. Une autre face 48 du boîtier 40 comporte un orifice 50 borgne qui permet l'insertion avec guidage de son extrémité libre d'un autre conducteur électrique 12. Le conducteur 12 inséré dans l'orifice 50 est entièrement guidé à l'intérieur du boîtier. En revanche, le conducteur électrique 12 introduit dans la fente 44 est guidé transversalement en l'appliquant contre le fonds de la fente 44a. Ainsi, les deux conducteurs 12 sont positionnés relativement au boîtier dans la direction repérée par la flèche X. Dans le boîtier 40, est monté un organe mobile de connexion 60 qui peut se déplacer en translation par rapport au boîtier selon la direction Y par enfoncemeat de l'organe 60 dans le boîtier 40. L'organe mobile 60 comporte une face externe 62 d'actionnement sur laquelle il est possible d'appuyer manuellement et une face interne active 64. La face 62 est sphérique, faisant office de loupe pour permettre une meilleure visualisation de la mise en butée du conducteur 12. De plus, cette forme sphérique permet, lorsqu'on câble ce connecteur à l'aide d'une pince, de ne pas avoir "l'effet noyau de cerise" pouvant éjecter l'organe mobile 60 de sa cavité. La face active comporte deux ensembles de paires de pièces conductrices. Le premier ensemble est constitué par les pièces conductrices 66 et 68, le deuxième ensemble étant constitué par les pièces conductrices 70 et 72. On remarque que, pour chaque ensemble de pièces conductrices, les pièces sont décalées d'une même longueur selon la direction des conducteurs électriques 12. Les pièces conductrices 66 et 70 sont reliées entre elles par une barrette conductance 74 et les pièces conductrices 68 et 72 sont reliées entre elles par une barrette conductrice 76. Comme le montre la figure 2c, plus précisément, chaque pièce conductance est constituée par deux pointes coupantes 78 et 80, dont les extrémités sont acérées, ces pointes étant séparées par une fente 82. Les pièces conductrices sont disposées de telle manière qu'elles soient en regard de chaque élément conducteur 12a, 12b des deux conducteurs 12 insérés dans le connecteur électrique. Lors de l'enfoncement de l'organe mobile 60 dans le boîtier du connecteur, les pointes des pièces conductrices provoquent le découpage localisé du matériau isolant 84 des conducteurs électriques, chaque pièce conductrice venant en contact électrique de part et d'autre de l'âme conductrice 86 de l'élément conducteur. On réalise ainsi une liaison en parallèle entre les conducteurs ainsi que cela est montré sur la figure if. Le connecteur selon l'invention assure un raccordement entre le câble et le connecteur qui résiste en traction à une force de rupture de l'ordre de 75% de la foroe de rupture en traction du câble utilisé. En se référant maintenant aux figures 3, 3a, 3b et 3c, on va décrire un mode préféré de réalisation du dispositif de connexion 20 à la boîte de programmation 22. Sur la figure 3, on a représenté le boîtier externe 98 de ce dispositif de connexion. Les autres figures n'en représentent que la partie interne. Le dispositif comporte un socle 100 muni d'une gorge de guidage 102 pour l'insertion de l'extrémité en partie dénudée ou pré-dénudée du conducteur électrique 12. Un organe mobile 104 en matériau isolant qui sera décrit en détail ultérieurement est représenté dans sa position haute de repos sur la figure 3a. Le boîtier 98 définit des butées 106 qui limitent l'insertion du conducteur électrique 12 lorsque les extrémités dénudées des éléments conducteurs du conducteur électrique arrivent en appui sur les butées 106. L'organe mobile 104 est commandé par un bouton poussoir 108 qui peut être actionné depuis l'extérieur du boîtier du dispositif de connexion. L'extrémité inférieure de la pièce 104 comporte deux contre-appuis tels que 109. Dans leur position d'insertion, les extrémités dénudées des éléments conducteurs sont disposées en regard des faces inférieures de la pièce mobile 104 (fig.3a). Par abaissement du bouton poussoir 108, on provoque l'abaissement de la pièce 104, les extrémités dénudées des éléments conducteurs sont cambrées pour être appuyées sur deux portions conductrices 112 du socle 100 du dispositif de connexion. Dans sa position enfoncée (fig.3b), la pièce isolante 104 maintient donc les extrémités dénudées en contact électrique avec les portions conductrices 112 qui sont perpendiculaires à la direction d'insertion. Ces portions conductrices 112 sont reliées à des conducteurs électriques 114 eux-mêmes reliés à la boîte de programmation 22. Dans la position enfoncée du bouton poussoir 108, on assure donc une continuité électrique entre les éléments conducteurs du conducteur électrique 12 et la boîte de programmation. Cette position du bouton poussoir est maintenue grâce à un doigt de verrouillage 120 coopérant avec la pièce 104 qui est représenté sur la figure 3b dans sa position active de maintien de la pièce 104. On voit également que le bouton poussoir commande non seulement l'organe 104 mais également un outil de découpe 126 de l'extrémité du conducteur électrique. En faisant pivoter autour de son axe vertical le bouton poussoir 108, on peut amener l'orifice 122 en regard de la partie supérieure 124 de la pièce 104. En enfonçant complètement le bouton poussoir 108, l'outil 126 découpe les extrémités dénudées des éléments conducteurs (fig.3c). Comme le montre la figure 3, le bouton poussoir 108 peut servir de pince de serrage pour le connecteur électrique 32 lorsque ce dernier est placé sur la faoe supérieure du boîtier 98 du dispositif de connexion et en dessous du bouton poussoir. Il faut souligner que, du fait de sa conception, l'outil de raccordement présente des dimensions réduites qui permettent de le tenir dans la main. De plus, son fonctionnement ne nécessite que l'application d'une force modérée sur le bouton poussoir, ce qui le rend utilisable par n'importe quel adulte. La figure 1f montre un exemple de montage en parallèle des composants programmables. Cependant, pour certaines applications dv l'invention, il peut être préférable de réaliser un montage en série des composants programmables par rapport au dispositif central de gestion. Cest ce qu'illustre la figure 4. Ce montage est intéressant notamment dans le cas où les composants sont des capteurs qui sont interrogés cycliquement par adressage pour émettre vers le dispositif central les informations relatives aux paramètres qu'ils mesurent. Dans ce cas, chaque connecteur 32i sert à relier l'élément conducteur 12i,a associé au composant 10i à l'élément conducteur 12i, 1,b associé au composant 10i-1 En d'autres termes, on utilise une seule paire de pièces conductrices, par exemple 66 et 70, reliées par une même barrette conductrice, par exemple 74. REVENDICATIONS 1. Ensemble de gestion de n composants électriques électriquement programmables, chaque composant étant raccordé à un conducteur électrique, caractérisé en ce qu'il comprend: un dispositif de programmation pour élaborer des informations électriques de programmation desdits composants; un dispositif de connexion électrique pour relier successivement et temporairement chaque conducteur électrique associé à un composant audit dispositif de programmation pour appliquer audit composant lesdites informations électriques de programmation; un dispositif central de gestion desdits composants programmés pour transmettre des instructions auxdits composants; et des moyens de connexion électrique pour raccorder lesdits n composants audit dispositif central de gestion, lesdits moyens de connexion comprenant il connecteurs électriques. 2. Ensemble de gestion selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits composants sont raccordés audit dispositif de gestion en parallèle. 3. Ensemble de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit dispositif de connexion électrique comprend des moyens de guidage pour l'insertion de l'extrémité dénudée d'un conducteur électrique associé à un composant des moyens formant butée pour positionner ladite extrémité dénudée; des moyens mécaniques mobiles pour appliquer avec pression l'extrémité dénudée de chacun des deux éléments conducteurs formant ledit conducteur électrique sur deux portions conductrices dudit dispositif de connexion électrique, chaque portion conductrice étant raccordée à une ligne conductrice raccordable audit dispositif de programmation, et des moyens commandables pour maintenir ladite pression. 4. Ensemble de gestion selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit dispositif de connexion électrique comprend en outre des moyens mobiles de découpe dudit conducteur électrique inséré, et des moyens de guidage des moyens mobiles de découpe positionnés par rapport auxdits moyens formant butée de telle manière que ledit conducteur électrique soit découpé dans une zone non dénudée. 5. Ensemble de gestion selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les moyens du dispositif de connexion pour appliquer la pression comprennent des moyens mobiles selon une direction perpendiculaire à la direction d'insertion dudit conducteur électrique, lesdits moyens étant aptes à réaliser, lors de leur déplacement, une courbure de l'extrémité dénudée de chaque élément conducteur et l'application de chaque extrémité dénudée sur une face desdites portions conductrices perpendiculaire à ladite direction d'insertion. 6. Ensemble de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque connecteur électrique comprend des moyens pour réaliser une connexion électrique entre chaque extrémité des éléments conducteurs d'un conducteur électrique associé à un premier composant programmable et une zone intermédiaire de chaque élément conducteur du conducteur électrique associé à un deuxième composant programmable. 7. Ensemble de gestion selon la revendication 6, caractérisé en oe que ledit connecteur électrique comprend: un boîtier muni de premiers moyens de guidage pour guider l'insertion de l'extrémité d'un premier conducteur électrique et pour positionner la partie terminale de ladite extrémité par rapport au boîtier, et de deuxièmes moyens de guidage pour guider l'insertion de la zone médiane d'un deuxième conducteur électrique dans ledit boîtier; un organe mobile par rapport audit boîtier apte à prendre une première position de repos permettant l'insertion dans le boîtier desdits conducteurs électriques et une deuxième position de connexion dans laquelle il réalise la liaison électrique de chacun des éléments conducteurs du premier conducteur électrique avec l'élément conducteur correspondant du deuxième conducteur électrique; et des moyens de verrouillage sur le boîtier dudit organe mobile dans sa deuxième position. 8. Ensemble de gestion selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit organe mobile comprend une face d'actionnement externe au boîtier et une face de connexion comportant deux ensembles de deux pièces de connexion électrique faisant saillie hors de ladite face, chaque pièce de connexion étant apte, lors du déplacement de l'organe mobile, à couper partiellement le revêtement isolant de chaque élément conducteur pour venir en contact électrique avec l'âme conductrice de l'élément conducteur correspondant, chaque ensemble de deux pièces de connexion étant associé à un des conducteurs électriques, chaque pièce de connexion d'un des ensembles étant reliée électriquement à la pièce de connexion correspondante de l'autre ensemble. 9. Ensemble de gestion selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque pièce de connexion comprend deux pointes coupantes séparées par un évidement, chaque pointe étant apte à couper ledit isolant de l'élément conducteur de part et d'autre de l'âme conductrice de l'élément conducteur. 10. Procédé de gestion d'une pluralité de composants électriques électriquement programmables caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: on fournit n composants électriques électriquement programmables raccordé chacun à un conducteur électrique et on dispose chaque composant sur son lieu de fonctionnement; on fournit un dispositif de programmation apte à émettre des informations de programmation desdits composants; on raccorde successivement et temporairement ledit dispositif de programmation à chaque conducteur électrique associé à un composant et on commande l'émission des informations de programmation associées audit composant, par quoi lesdits composants sont programmés; on fournit un dispositif central de gestion desdits composants pour transmettre électriquement des instructions vers lesdits composants; on raccorde électriquement en parallèle ledit dispositif central de gestion à chacun desdits composants programmés, via lesdits conducteurs électriques raccordés à chaque compostant. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que les composants sont raccordés en parallèle au dispositif central de gestion et en ce que pour raccorder en parallèle lesdits composants au dispositif central de gestion, on raccorde électriquement l'extrémité des conducteurs électriques associé à un composant de rang i-l à une zone intermédiaire du conducteur électrique associé au composant de rang j, l'extrémité du conducteur électrique de rang 1, le plus proche du dispositif central de gestion étant raccordé directement à celui-ci. 12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'on raccorde en série lesdits composants programmables au dispositif central de gestion.