Brevet FR2748326A1 — publié le 19971107

SYSTEME DE CONTROLE D'ENERGIE A PREPAIEMENT AVEC UN DISPOSITIF ANTI-FRAUDE L'invention concerne un système de contrôle d'énergie à prépaiement comportant des moyens de gestion d'énergie comportant des moyens de détection de fraude, lesdits moyens de détection de fraude comportant des moyens de signalisation de présence de tension. On connaît des systèmes de contrôle d'énergie à prépaiement dans lesquels chaque utilisateur possède un circuit de gestion, avec un circuit de mesure de l'énergie utilisée, 0 connecté à un interrupteur ou un disjoncteur pour interrompre l'alimentation en énergie de l'utilisateur lorsque le montant d'un crédit d'énergie, mis en mémoire dans le circuit de gestion et réduit au fur et à mesure de la consommation d'énergie, s'annule. Le montant du crédit peut être modifié par l'introduction dans le circuit de gestion d'un code de prépaiement. Dans les systèmes connus, ce code est introduit soit au moyen d'un clavier, soit à l'aide d'une carte magnétique, soit à l'aide d'un support de puce électronique. Dans les systèmes connus, certaines mesures ont été prises pour éviter les fraudes. Il est en particulier connu d'utiliser des dispositifs anti-fraude mécaniques, par exemple sous le forme de scellés. Les dispositifs anti-fraude électroniques quant à eux, présentent l'inconvénient de ne pas fonctionner en l'absence d'alimentation, ce qui peut faciliter leur contournement par un utilisateur peu scrupuleux. Les dispositifs connus comportent notamment une diode de présence de tension qui n'est allumée que lorsque le circuit de gestion est alimenté. L'extinction de la diode de présence de tension peut donc signaler facilement une fraude consistant à court- circuiter le système de contrôle d'énergie. Par contre, elle est insuffisante pour détecter d'autres types de fraude. L'invention a pour but d'améliorer la détection anti-fraude dans un système de contrôle d'énergie à prépaiement. Selon l'invention ce but est atteint par le fait que les moyens de détection de fraude comportent des moyens de détection de l'existence d'une consommation d'énergie à partir de la mise sous tension des moyens de gestion d'énergie, et des moyens de signalisation d'une anomalie en son absence. Selon un développement de l'invention, les moyens de gestion d'énergie comportent des moyens d'entrée et de mise en mémoire d'un crédit d'énergie des moyens de mesure de la quantité d'énergie consommée par un utilisateur, des moyens de détermination d'un solde de crédit d'énergie en fonction dudit crédit d'énergie et de la quantité d'énergie consommée, les moyens de détection de fraude comportant des moyens de détection d'un solde de crédit d'énergie négatif et des moyens de signalisation d'une fraude lorsque ledit 0 solde est négatif. Les moyens de détection de l'existence d'une consommation d'énergie comportent, de préférence, des moyens de mesure de courant. Ainsi, le circuit de gestion d'énergie détecte l'existence d'une consommation d'énergie après sa mise sous tension. En l'absence d'une telle consommation, une anomalie est signalée, destinée à attirer l'attention sur la probabilité d'une fraude consistant à court- circuiter le circuit de mesure du circuit de gestion. Le circuit de gestion vérifie également l'existence éventuelle d'un solde de crédit d'énergie négatif. L'existence d'un tel solde est signalée de manière à attirer l'attention sur la probabilité d'une fraude consistant à court- circuiter les contacts de coupure du système. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté par les dessins annexés dans lesquels: La figure 1 représente un système de contrôle d'énergie à prépaiement selon l'art antérieur, dans lequel l'invention peut être mise en oeuvre, Les figures 2 à 4 illustrent les différents types de fraude susceptibles d'être détectés par un dispositif anti-fraude. Les figures 5 et 6 illustrent des modes particuliers de réalisation d'organigrammes de traitement pour la mise en oeuvre de l'invention dans un système selon la figure 1. Le système de contrôle d'énergie à prépaiement de la figure 1 comporte un circuit de gestion d'énergie 1 et un interrupteur ou disjoncteur 2. L'interrupteur 2 comporte des contacts 3 interposés sur des lignes d'alimentation LI et L2 destinées à fournir de l'énergie à un utilisateur. L'ouverture des contacts 3 est commandée par un relais 4 de l'interrupteur 2, sous le contrôle du circuit de gestion 1. Le circuit de gestion 1 comporte un circuit de mesure 5 connecté à un circuit de traitement à microprocesseur 6. Le circuit de mesure 5 peut comporter des capteurs de courant, et i0 éventuellement de tension, disposés sur les lignes LI et L2, le circuit de traitement 6 pouvant alors calculer la puissance délivrée à l'utilisateur et l'énergie consommée. Alternativement, le circuit de mesure 5 peut comporter un compteur d'énergie de type connu disposé de manière à mesurer l'énergie fournie à l'utilisateur par les lignes d'alimentation LI et L2. Dans le circuit de gestion 1, le circuit de traitement 6 est connecté à une mémoire 7, à un circuit d'affichage 8 et à un clavier 9. Un solde de crédit d'énergie C est mémorisé dans la mémoire 7. Le circuit de traitement 6 diminue le montant de ce solde de crédit en fonction de la quantité d'énergie utilisée W, les informations nécessaires à la mesure et/ou au calcul de la quantité d'énergie utilisée lui étant fournis par le circuit de mesure 5. Le montant du solde de crédit mémorisé peut être modifié au moyen d'un code entré par le clavier 9 accessible à l'utilisateur. Le circuit d'affichage 8 permet à l'utilisateur de connaître le montant du solde de crédit mémorisé, c'est à dire le crédit d'énergie restant. Lorsque le montant du solde de crédit mémorisé dans le circuit de gestion s'annule, le circuit de traitement 6 commande le relais 4 de manière à ce qu'il ouvre les contacts 3, provoquant l'interruption de la fourniture d'énergie par les lignes LI et L2 à l'utilisateur. Dans les dispositifs connus, un circuit d'alimentation 10, connecté aux lignes L1 et L2, alimente les différents composants du circuit de gestion, ainsi que le relais 4 de l'interrupteur 2 par l'intermédiaire du circuit 1. La présence de la tension d'alimentation du système est signalée par un voyant lumineux 11, de préférence constitué par une diode électroluminescente. Celle-ci est éteinte en l'absence de tension d'alimentation et allumée lorsque la tension fournie par les lignes L1 et L2 au circuit de gestion 1 est suffisante. A titre d'exemple non limitatif, la diode de présence de tension 11 est éteinte lorsque la tension U entre les lignes est inférieure à 160V et est constamment allumée si la tension U est supérieure à 160V. Un premier type de fraude, illustré sur la figure 2, consiste à court-circuiter totalement le système de contrôle d'énergie qui est mis hors tension. Pour cela les lignes L1 et L2 sont interrompues en amont (12) et aval (13) de l'ensemble constitué par le circuit de gestion 1 et le disjoncteur 2. L'alimentation, en permanence, de l'utilisateur est assurée par des conducteurs L3 et L4, respectivement connectés aux lignes L1 et L2 en amont et en aval des interruptions 12 et 13 des lignes LI et L2. Dans ce cas, le circuit de gestion 1 n'est plus alimenté et la diode de présence de tension 11 est éteinte. La détection de ce type de fraude, connue, est cependant insuffisante. En effet, un second type de fraude, illustré sur la figure 3, n'est pas détecté par la diode de présence de tension. Dans ce cas, seul le circuit de mesure 5 est court-circuité. Les lignes LI et L2 sont interrompues en amont (14) et en aval (15) du circuit de mesure. La continuité des lignes LI et L2 est assurée respectivement par des conducteurs L5 et L6, connectés respectivement aux lignes L1 et L2, en amont et en aval des interruptions 14 et des lignes LI et L2. Le circuit d'alimentation 10 du circuit de gestion 1 reste donc alimenté par les lignes LI et L2 et la diode 11 de présence de tension reste allumée tant que la tension sur les lignes LI et L2 est suffisante. Or, le circuit de mesure 5 étant déconnecté, la mesure de courant et/ou d'énergie consommée fournie au circuit de traitement reste nulle et celui-ci ne peut tenir compte de l'énergie consommée. Le crédit d'énergie initial n'est donc pas réduit en fonction de la consommation d'énergie effective. Le circuit de gestion ne peut plus remplir sa fonction. Un troisième type de fraude, illustré sur la figure 4, n'est pas non plus détecté par la diode de présence de tension 11. Dans ce cas, seul le disjoncteur 2 est court-circuité, par des conducteurs L7 et L8 respectivement connectés aux lignes Ll et L2 en amont et en aval du disjoncteur 2. Le circuit de gestion 1 continue à fonctionner normalement. Il est en effet alimenté et mesure normalement l'énergie consommée par l'utilisateur. La diode 11 de présence de tension est normalement allumée. Cependant, un ordre d'ouverture des contacts 3 du disjoncteur 2 n'interrompt pas l'alimentation en énergie de l'utilisateur, qui continue à être réalisée par l'intermédiaire des conducteurs L7, L8. Es Le mode de réalisation particulier représenté sur les figures 5 et 6 permet de signaler le second et le troisième type de fraude. Comme représenté sur l'organigramme de la figure 5, un sous-programme de la mesure d'énergie et de calcul du solde de crédit d'énergie C comporte une première étape F1 de mesure de la tension U entre les lignes L1 et L2, c'est à dire de la tension entre phase et neutre pour le réseau monophasé représenté sur les figures 1 à 4. Puis, dans une étape F2, la tension U est comparée à un seuil. Sur la figure 5, ce seuil est de 160V. Si U est inférieur à ce seuil, l'alimentation est considérée comme insuffisante et le circuit de traitement se reboucle sur l'étape Fl. Lorsque U atteint ce seuil, le circuit de traitement passe à une étape F3, dans laquelle une grandeur M est mise à une première valeur, 0 sur la figure 5. Puis, dans une étape F4, le message 00 est affiché. Puis dans une étape F5, le circuit de traitement mesure le courant I qui lui est fourni par le circuit de mesure 5. Dans une étape F6 il vérifie si le courant I est nul. Si c'est le cas, il se reboucle sur l'étape F5. Ainsi, l'affichage reste 00 tant que, la tension U étant suffisante, il n'y a pas de consommation d'énergie par l'utilisateur depuis la dernière mise sous tension du circuit de gestion d'énergie 1. Par contre, dès qu'un courant I non nul est détecté (sortie NON de l'étape F6), le circuit de traitement passe à une étape F7 o la grandeur M est mise à une autre valeur, 1 sur la figure 5. L'affichage est alors effacé (affichage vide) dans une étape F8, éliminant ainsi le message d'anomalie 00. Puis le circuit de traitement passe à une étape F9 de mesure du courant I, de la tension U et de l'énergie consommée W entre deux cycles de mesure. Dans une étape F10, identique à l'étape F2, U est de nouveau comparé à 160V. Si U est insuffisant, le circuit de traitement repasse à l'étape Fl. Par contre, si U reste suffisant, il passe à une étape FI1 dans laquelle le solde C est actualisé, le montant du solde C étant réduit du montant W de l'énergie consommée. Le circuit de traitement 6 vérifie ensuite, dans une étape FIl1, si le solde C reste positif. Si le montant du solde C est négatif ou nul (C. l'ouverture des contacts 3. Si le solde C est positif, le circuit de traitement revient à l'étape F9 de mesure de I, U et W. Parallèlement au programme de mesure d'énergie et de calcul du solde C, le circuit de traitement effectue la gestion de l'énergie conformément à l'organigramme représenté à la figure 6. Dans le mode particulier de réalisation représenté, un cycle de gestion commence par une étape F14 pendant laquelle le circuit de traitement vérifie si un affichage a été demandé par l'utilisateur ou si un code a été entré. En pratique, la demande d'affichage et le début l'entrée d'un code peuvent être réalisés par l'utilisation d'une touche prédéterminée identique du clavier 9. L'actionnement de cette touche aura les mêmes conséquences à ce niveau de l'organigramme. En cas de demande d'affichage ou d'entrée d'un code, le circuit de traitement procède alors, dans une étape F15 à l'affichage du solde C. Cet affichage est fait de préférence sous forme alphanumérique, le solde étant exprimé en KWH ou en unités prédéterminées correspondant aux unités utilisées lors de l'achat d'un crédit d'énergie. Après l'étape F15, le circuit de traitement 6 vérifie, dans une étape F16 si un code a été entré. Si c'est le cas, il traite ce code, de manière connue, dans une étape F17 avant de revenir à l'étape F14, au début du cycle de gestion. De même, en l'absence d'entrée de code en F16, le circuit de traitement se reboucle sur l'étape F14. Si, en F14, le circuit de traitement ne détecte ni demande d'affichage, ni entrée d'un code, il passe à une étape F18 pendant laquelle il vérifie si la grandeur M est à 1. Ceci revient à détecter l'existence d'une consommation d'énergie après la mise sous tension du circuit de gestion d'énergie 1, par la détection d'un courant non nul à un instant quelconque à partir de la mise sous tension. En l'absence de consommation depuis cette mise sous tension (M = 0), le circuit de traitement passe à une étape F19 de signalisation d'une anomalie. Dans le mode de réalisation particulier représenté à la figure 6, cette signalisation est effectuée sous la forme d'affichage par le circuit d'affichage 8 du message d'anomalie constitué par le message alphanumérique 00. Le circuit de traitement revient ensuite à l'étape F14. De cette manière, tant qu'aucune consommation d'énergie n'est détectée après mise sous tension du circuit de gestion le sous-programme de gestion affiche en permanence le signal d'anomalie (F19), sauf, provisoirement, lorsque l'affichage du solde C de crédit est demandé (F14, F15) ou lorsqu'un code est entré (F14 à F17). Il est ainsi possible de détecter le second type de fraude illustré à la figure 3 à la première remise sous tension du circuit de gestion 1. Le circuit de mesure étant court-circuité, aucune consommation d'énergie n'est mesurée et le crédit d'énergie C ne diminue pas. L'invention permet, grâce à la vérification (F18) de l'existence d'une consommation (M = 1) à partir de la mise sous tension du circuit de gestion, de signaler l'existence d'une anomalie. Cependant, l'absence de consommation d'énergie (M = 0) pendant un certain temps après mise sous tension n'est pas obligatoirement synonyme de fraude. Il est en effet possible que l'utilisateur n'utilise pas son installation électrique pendant un certain temps. Il est donc prévu de supprimer le message d'anomalie dès qu'une consommation est détectée (en F6) après la mise sous tension de l'alimentation. De plus, avant d'utiliser son installation, l'utilisateur peut néanmoins procéder à l'entrée d'un code ou demander l'affichage de C. L'affichage de l'anomalie 00 disparaît alors momentanément. L'étape F18 permet de vérifier l'état de M. Lorsqu'à l'étape F18, M = 1, le circuit de traitement passe à une étape F20 de comparaison du solde C de crédit d'énergie à un seuil d'alerte prédéterminé. Si C est supérieur à ce seuil, le circuit de traitement passe à une étape F21 dans laquelle le S message d'anomalie est effacé. En pratique, l'afficheur reste alors de préférence vide. Puis le circuit de traitement revient au début du cycle de gestion. Si le solde C est inférieur ou égal au seuil d'alerte, une phase F22 d'alerte, comportant l'affichage du solde C est réalisée. Puis, en F23, le solde de crédit est comparé à un seuil négatif ou nul. Si C est supérieur à ce nouveau seuil, alors le circuit de traitement passe à l'étape F16. Dans le cas contraire, cela signifie que les contacts 3 n'ont pas été ouverts lors de l'annulation du crédit qui aurait du être détecté en F12 par le sous-programme de mesure et de calcul de C qui se déroule en parallèle. Le circuit de traitement passe alors à une étape F24 d'ouverture, suivie par une étape F25 de signalisation d'une fraude. Sur la figure 6, cette signalisation est effectuée par l'affichage d'un message particulier PROBL. Celui-ci doit attirer l'attention sur l'existence d'un problème. Si, les contacts, non court- circuités s'ouvrent, alors l'alimentation en énergie de l'utilisateur est interrompue et le courant mesuré s'annule. Dans une étape F26, le circuit de traitement vérifie l'ouverture correcte des contacts. Si les contacts sont ouverts, le circuit se reboucle sur l'étape F16, puis revient, éventuellement après une étape F17 au début du cycle de gestion. Si un code de crédit a été entré, C sera normalement supérieur au seuil d'alerte (sortie NON de F16) et l'affichage du message PROBL s'éteindra. En l'absence d'entrée d'un nouveau crédit, on reviendra à l'étape F22 d'alerte et d'affichage de C, et le message PROBL aura également disparu. Par contre, si les contacts 3 sont court-circuités comme représenté à la figure 4, l'ouverture des contacts n'empêche pas l'alimentation de l'utilisateur en énergie. Le circuit de gestion 1, fonctionnant correctement, détecte cette fraude à l'étape F26 car le courant I mesuré ne s'annule pas. Il se reboucle alors sur l'étape F24 et continue à afficher le message PROBL. Il est préférable que le seuil de comparaison utilisé à l'étape F23 soit négatif plutôt que nul pour éviter un affichage intempestif du message PROBL, par exemple pour tenir compte de la consommation pendant la période séparant la décision d'ouverture des contacts de l'ouverture réelle de ceux-ci. Dans le mode de réalisation représenté ce seuil est de -5 unités d'énergie. Le circuit de gestion déduira un crédit négatif d'un nouveau crédit entré ultérieurement au moyen d'un code de crédit. Le mode de réalisation particulier représenté sur les figures permet ainsi de détecter des trois types de fraude suivantes: - pontage de tout le circuit de gestion et du disjoncteur (fig. 2). Dans ce cas, la fraude est signalée par l'extinction de la diode 11 de présence de tension. - pontage du circuit de mesure 5 du circuit de gestion (fig. 3). Cette fraude, réalisée hors tension, est détectée (F 18) par le fait qu'aucune consommation n'est détectée par le circuit de gestion à sa remise sous tension. La fraude est signalée par un message d'anomalie 00 (F19). - pontage du disjoncteur seul, le circuit de gestion restant normalement alimenté et mesurant correctement l'énergie consommée. Le passage du solde de crédit à une valeur négative est signalé par un message PROBL. (F 25). Ainsi, toute tentative de fraude hors tension est signalée électroniquement dès le retour de la tension. Lorsque l'affichage est disposé en dehors des locaux de l'utilisateur, c'est à dire accessible à un inspecteur, l'affichage de ces messages permet à celui- ci de détecter une tentative de fraude. Si l'affichage est situé à l'intérieur des locaux, dans un emplacement non accessible librement à un inspecteur, il peut alors être prévu de transmettre ces messages à un centre de contrôle extérieur. Ceci peut par exemple être réalisé au moyen de courants porteurs ou par ondes radio. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, le réseau électrique est monophasé. L'invention s'applique de la même manière à un réseau triphasé. Dans ce cas, la tension U correspond à la tension entre chaque phase et le neutre et elle est, de préférence, considérée comme suffisante si la tension entre au moins deux phases et le neutre est supérieure au seuil choisi. ll REVENDICATIONS 1.-Système de contrôle d'énergie à prépaiement comportant des moyens (1) de gestion d'énergie comportant des moyens de détection de fraude, lesdits moyens de détection de fraude comportant des moyens (11) de signalisation de présence de tension, système caractérisé en ce que les moyens de détection de fraude comportent des moyens (F6, F7, F18) de détection de l'existence d'une consommation d'énergie à partir de la mise sous tension des moyens (1) de gestion d'énergie, et des moyens (8, F19) de signalisation d'une anomalie en son absence. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de détection de l'existence d'une consommation d'énergie comportent des moyens (5) de mesure de courant. 3. Système selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de gestion d'énergie comportent des moyens d'extinction (F8, F21) des moyens de signalisation d'une anomalie lorsqu'une consommation d'énergie est détectée. 4.- Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de gestion d'énergie comportant des moyens (7, 9) d'entrée et de mise en mémoire d'un crédit d'énergie, des moyens (5, F9) de mesure de la quantité d'énergie (W) consommée par un utilisateur, des moyens (Fll) de détermination d'un solde de crédit d'énergie (C) en fonction dudit crédit d'énergie et de la quantité d'énergie consommée, les moyens de détection de fraude comportant des moyens (F23) de détection d'un solde de crédit d'énergie négatif et des moyens (F25) de signalisation d'une fraude lorsque ledit solde est négatif. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens (F23) de détection d'un solde de crédit négatif comportent des moyens de comparaison du solde de crédit et d'un seuil prédéterminé négatif.