Brevet FR2761783A1 — publié le 19981009

La présente invention concerne un dispositif de détection, localisation et identification d'objets enfouis dans le sol. Jusqu'à présent, la détection des objets enfouis, composés de matériaux conducteurs, est réalisée par des capteurs inductifs. Pour les autres matériaux, la détection peut être réalisée par des capteurs du type infrarouge ou du type acoustique. Ces différents types de capteurs ne garantissent pas une bonne fiabilité de détection, principalement pour les matériaux non conducteurs. De plus, il est très rare que ces capteurs permettent d'identifier l'objet détecté. Certaines applications telles la détection de mines antichars ou antipersonnel nécessitent des capacités de détection et d'identification, d'une très bonne fiabilité, que ne peuvent offrir les capteurs du marché. Pour cette raison la détection et l'identification des mines est réalisée par des spécialistes qui opèrent à l'aide de sondes mécaniques méthodiquement enfoncées dans le sol. Cette méthode particulièrement efficace impose malheureusement un risque humain non négligeable. C'est ce risque que le dispositif ci après décrit se propose d'éliminer. Ce dispositif est composé d'une sonde mécanique qui explore méthodiquement le sous-sol à l'aide d'un bras articulé ou tout autre dispositif mécanique capable de déplacer la sonde suivant minimum trois degrés de liberté, et si possible six degrés. Cette sonde est munie d'un capteur de force destiné à mesurer l'effort d'enfoncement de la sonde dans le sol et d'un capteur d'ondes mécaniques destiné à mesurer la réponse acoustique des matériaux rencontrés durant la pénétration. L'ensemble des informations: position spatiale de la pointe de la sonde, dureté de pénétration, réponse acoustique des matériaux rencontrés permet à l'aide d'un calculateur, d'élaborer une cartographie du sous-sol qui nous renseigne à la fois sur la dureté et donc la forme des objets rencontrés et la réponse acoustique et donc la nature des matériaux rencontrés. La corrélation des deux informations permet de discriminer une pierre d'une pièce plastique par exemple. La sonde peut être de deux types : soit à déplacement linéaire, soit à déplacement linéaire et rotatif. La sonde linéaire ( figure 1 ) est composée d'une tige droite semirigide effilée, pointue à son extrémité (1), d'une cellule de force axiale (2) disposée entre la sonde et son bras de manipulation (4), et d'un capteur d'ondes mécaniques (3) disposé au contact la tige. La sonde rotative ( figure 2 ) est composée d'une tige droite ou hélicoïdale de forme anguleuse à son extrémité (1), d'un moteur rotatif (5) d'entraînement de la sonde, d'une cellule de force axiale (2) disposée entre la sonde et son bras de manipulation (4), d'un capteur d'ondes mécaniques (3) disposé au contact de la tige. Le fonctionnement du dispositif est le suivant: Le bras manipulateur, ne faisant pas partie des revendications, enfonce la sonde dans le sol suivant un angle et un pas fonction du type d'objet recherché, durant la pénétration la position et l'effort correspondant sont enregistrés, dans le cas des détections de mines l'effort de pénétration doit rester inférieur à la pression de mise à feu, ces deux informations permettent ainsi de reconstituer une cartographie du sous-sol, qui en fonction du pas choisi permet de reproduire la géométrie des objets rencontrés. Lorsque la sonde rencontre un obstacle le frottement longitudinal ou circulaire de cette dernière sur cet obstacle va créer une vibration dont la fréquence est liée à sa nature ( dureté, forme .. ). Cette réponse vibratoire va enrichir la cartographie et par corrélation avec la dureté va permettre d'accroître la fiabilité de l'identification. Plusieurs sondes peuvent être fixées sur le même bras de manipulation et ainsi augmenter le volume traité par unité de temps. REVENDICATIONS sonde de détection caractérisée par une forme effilée, I'extrémité au contact des objets à détecter est de forme pointue, la sonde est associée à un capteur de mesure de force axiale. 2 sonde de détection selon la revendication 1 caractérisée par l'association d'un capteur de vibrations transmises par la sonde. 3 sonde de détection caractérisée par une forme effilée droite ou hélicoïdale, l'extrémité au contact des objets à détecter est de forme anguleuse, la sonde est associée à un capteur de mesure de force axiale et un moteur d'entraînement rotatif. 4 sonde de détection selon la revendication 3 caractérisée par l'association d'un capteur de vibrations transmises par la sonde