Brevet FR2764421A1 — publié le 19981211

DESCRIPTION La présente invention est relative à un dispositif réutilisable ou facilement remplaçable de détection de passage d'essieux ou de roues de véhicule sur une chaussée , ses procédés de pose et ses applications, à la classification des véhicules, à la détermination de la vitesse des véhicules, et à la pesée en mouvement de ces véhicules; ce dispositif est constitué en partie par un ou plusieurs éléments piézo-électriques enrobés de telle sorte que la pose soit facilitée et que le capteur ainsi constitué soit aisément démontable et réutilisable. Il est connu de réaliser la mesure des paramètres du trafic décrits ci-dessus par des installations fixes comme le décrivent les brevets français ou internationaux FR 89 01855, FR A-62 567 550, FR-A-2 471 066, FR-A-2 482 340, US-94113504.8... Les dispositifs connus utilisent différents types d' éléments sensibles piézo-électriques à base de céramique ou de PVDF ou matériaux sensibles aux variations de pression, tels les éléments capacitifs, résistifs ou à base de fibre de verre... Les systèmes fixes utilisés depuis plusieurs années ont aujourd'hui des durées de vie de plusieurs années et leur installation est codifiée clairement par les différents fabricants. Chaque constructeur a en effet ses propres méthodes d'installation. Généralement l'élément sensible est enrobé dans un matériau qui accroît la résistance mécanique du capteur et filtre éventuellement les effets indésirables ( efforts longitudinaux, vibrations...) ; le capteur est ensuite installé dans une saignée, préalablement découpée dans la chaussée, à l'aide de résines ou de colles. La présente invention a pour but de proposer la réalisation d'un dispositif de détection à capteur piézo-électrique: * simple à poser sur ou dans une chaussée * démontable soit par décollement, soit par découpe d'une enveloppe extérieure au capteur, soit par enlèvement d'une enveloppe pelable soit démontable d'une pièce mécanique scellée dans la chaussée. La présente invention a pour objet un dispositif de détection de passage d'essieux sur une chaussée de type comportant, pour élément sensible, un câble coaxial cylindrique de section circulaire ou ovoïdale ou ayant un axe de symétrie horizontal caractérisé en ce qu'il est constitué par un profilé plat de faible épaisseur dont la face supérieure peur être légèrement bombée et convexe dans lequel se trouve le-dit élément sensible; le-dit profilé étant réalisé en matériau plastique souple ou en caoutchouc naturel ou dit de synthèse tel que polyuréthanne ou autre matière. Le profilé peut également avoir la forme d'un tube plein, de section rectangulaire ou trapézoïdal dont la face supérieure serait plane ou légèrement bombée et convexe. Le profilé peut également avoir la forme d'un tapis souple dans lequel seraient placés plusieurs éléments sensibles parallèles ou non associés à d'autres capteurs tels que boucle à induction ou magnétomètres. La présente invention a également pour but les dispositifs et méthodes de fixation sur et dans la chaussée ; les dispositifs décrits ci-dessus peuvent être soit placés dans une gaine rétractable pour être ensuite collés sur la chaussée; soit collés directement sur la chaussée ; soit collés directement dans la chaussée dans une saignée de dimension légèrement supérieure à la largeur du profilé soit encore montés mécaniquement dans un support métallique ou synthétique en forme de queue d'aronde. D'autres méthodes peuvent consister à armer l'élément en caoutchouc d'une pièce métallique de grande rigidité horizontale et à clouer cette pièce sur la chaussée. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins uniquement donnés à titre d'exemples: Les figures la, b, c... sont des vues schématiques en coupe d'un dispositif suivant l'invention, destiné à être, soit collé directement sur la chaussée, soit placé dans une gaine puis collé sur la chaussée. La figure 2 est une vue en coupe d'un dispositif selon l'invention, destiné à être collé dans une saignée, de faible profondeur, pratiquée dans la chaussée. La figure 3 est une vue en coupe d'un dispositif selon l'invention destiné à être monté dans un support en forme de queue d'aronde ; le-dit support est lui-même monté dans la chaussée. La figure 4 est une variante de la figure 1 où les angles du profilé sont cassés pour supporter d'être placé à l'intérieur d'une gaine thermo-rétractable sans déformation Les figures 5a et b sont des vues du capteur entouré d'une gaine thermo-rétractable ou d'une gaine élastique simple ou multiple qui serre le profilé sur la totalité de sa périphérie. Les figures 6a, b et c, montrent les différentes phases du montage et du démontage du capteur décrit à la figure 5 à la surface de la chaussée. Les figures 7 a, b et 8, sont des vues des phases du montage d'un capteur selon l'invention, dans la chaussée. La figure 9 est une vue du montage du capteur dans un support en queue d'aronde placé dans la chaussée. Les figures 10 a et b, sont des vues du tapis selon l'invention, destiné à être posé par collage (fig 11) ou par clouage (fig 12) ou par d'autres procédés connus, à la surface de la chaussée. A la figure la, L'élément sensible est constitué par un câble piézo-électrique coaxial cylindrique de section circulaire, à isolant céramique (1), entouré de deux amortisseurs (3) placés de part et d'autre, dans le sens horizontal du capteur. Ces deux amortisseurs sont destinés à isoler au mieux le capteur 1 des efforts longitudinaux dûs au déplacement du véhicule dans le sens L. En complément, une lame d'acier (2) est noyée dans le matériau (4) de manière à rigidifier le capteur et à limiter au maximum l'effet de la force Fv due à la vitesse du véhicule (fig. lc). L'épaisseur H de l'élément sera inférieure à 11 mm de manière à ce que l'effet dynamique soit le plus minime possible. Le matériau (4) employé pour surmouler les éléments décrits ci-dessus devra avoir une dureté shore A comprise entre 80 et 60 et une résilience telle que le temps de réponse à une sollicitation soit le plus court possible. Les éléments amortisseurs (3) peuvent être réalisés en différents matériaux tels que caoutchouc naturel ou synthétique (3) de faible dureté shore (caoutchouc mousse), un gaz compressible (5) ou tout autre matériau. La section de cet élément cylindrique pourra être carrée, rectangulaire ou ronde. La face supérieure du capteur sera soit plane, soit légèrement convexe pour "accompagner" la déformation du pneu du véhicule qui passe sur le système. Les bords de fuite et d'attaque biseautés permettront de limiter l'effort de choc transversal exercé par le passage du véhicule. A titre indicatif, les dimensions d'un tel capteur peuvent être : épaisseur 8 mm, largeur 60 mm, longueur 3,50 La figure 2 montre la réalisation d'un capteur suivant les mêmes principes, caractérisée en ce que sa section (8) est rectangulaire de faible hauteur H (6 à 10 mm), et de faible largeur B (25 à 40 mm), qu'il comporte les mêmes éléments (1), (2), et (3), et qu'il est moulé dans un matériau (4) ayant les mêmes propriétés. Ce capteur pourra être implanté dans un rabotage réalisé dans la chaussée par collage tel que décrit aux figures 7a et b. A la figure 3, la section (9) du capteur est trapézoïdale de manière à la tenir dans une saignée ou un rabotage de faible épaisseur ou à permettre un montage dans un système de queue d'aronde (voir figure 9) permettant le démontage du capteur et son remplacement en un minimum de temps. La figure 4 décrit un système identique à celui de la figure I où la section (10) comporte 2 angles cassés sur les bords d'attaque et de fuite destinés à rigidifier ces deux parties. Cette rigidification présente l'avantage d'éviter les déformations lors de la pose d'une gaine rétractable ou élastique autour du capteur. La figure 5a montre un capteur (10) suivant figure 4 entouré d'une telle gaine (11) qui peut être, soit élastique, soit thermo-rétractable. L'enrobage du capteur dans une gaine thermo rétractable accentue l'arrondi au niveau des bords d'attaque et de fuite et limite ainsi l'effet de choc occasionné par le passage des roues. La figure 5b montre un capteur (10) suivant figure 4 entouré d'une gaine rétractable ou élastique multiple (1 lb). Cette gaine (1 lb) peut être réalisée en matériau pelable pour faciliter la dépose du capteur de la chaussée. Les figures 6 a, b, et c, représentent une des techniques utilisables pour la pose à la surface de la chaussée et donnent des résultats fiables et de bonne qualité. Le capteur utilisé est du type de celui décrit à la figure 4, entouré d'une gaine rétractable serrée autour du capteur, comme le montre la figure 5. Après un brossage de la chaussée, I'opérateur pose sur celle-ci par collage un ruban adhésif (12) d'épaisseur comprise entre 0,2 mm et 3 mmn, en fonction des rugosités présentes sur la chaussée ; plus les rugosités sont faibles, plus l'épaisseur sera fine. La distance (C) entre les deux rubans (12) dans le sens de déplacement des véhicules (figure 6d) sera supérieure de 2 à 4 cm à la largeur B' du capteur enrobé de sa gaine (fig. 5). Deux morceaux du même adhésif seront placés aux extrémités parallèles au trafic tel que la distance D soit supérieure de 3 à 10 cm à la longueur de capteur entouré de la gaine. Dans cette sorte de réservation pratiquée par les quatre adhésifs (12) (figure 6d), on verse une résine de collage (13, fig. 6a) compatible avec la gaine (11) et la chaussée (14). Le niveau supérieur de la résine doit être tel qu'il permette de masquer les rugosités de la chaussée. Le capteur (10+11) est alors posé dans la résine à égale distance des deux éléments (12), suivant X et de telle sorte que les deux extrémités longitudinales soient à l'intérieur du rectangle formé par les éléments adhésifs (12) posés sur la chaussée suivant Y. L'opérateur lisse ensuite la résine sur les deux bords du capteur (18) (fig. 6b et c) de manière à avoir des bords d'attaque et de fuite les plus fins possible et un recouvrement du capteur de quelques millimètres. On aura pris au préalable la précaution d'appuyer sur le capteur pour assurer son collage et avoir une épaisseur de colle minimale entre capteur et chaussée. Le surplus de colle sera retiré en enlevant les adhésifs (12). Le capteur posé est représenté en couple par la figure 6c. La dépose du capteur s'effectuera aisément en coupant la gaine à l'aide d'une lame (13) à la limite de la colle de chaque côté. Le capteur sera alors réutilisable en plaçant une autre gaine (il) autour du capteur (10) et en procédant à la pose de la même manière. L'utilisation du capteur avec une gaine multiple permet la réutilisation immédiate du capteur après dépose par coupe d'une des épaisseurs de la gaine. Les figures 7a et b décrivent une autre technique de pose d'un capteur suivant figure 2 par rabotage (15) de la chaussée (14) sur une faible épaisseur et pose d'un capteur (8) par collage à l'aide d'une résine (16). La figure 8 décrit la même pose avec un capteur (9) de section trapézoïdale. La figure 9 décrit la pose d'un capteur trapézoïdal (9) dans une queue d'aronde formée des éléments métalliques (17) et (18), solidarisé de la chaussée (14) par une colle (16). L'élément (18) démontable permet l'introduction du capteur (9) dans la queue d'aronde. L'élément (18) maintient le capteur grâce à des vis de fixation de (19) sur (17) ou par tout autre moyen connu. Des tapis (21) incluant un ou plusieurs capteurs (20) suivant l'invention et un élément de détection du véhicule tel que boucle (22) ou capteur magnétométrique, peuvent également être réalisés suviant figures 10 a et b. La figure 1 1 décrit la pose de tels tapis peut s'effectuer par collage (23) du tapis (21) sur la chaussée (14). La pose peut également s'effectuer par tout autre moyen connu tel que clous (24) plantés dans la chaussée (14) au travers du tapis (21). REVENDICATIONS 1/ Dispositif de détection de passage d'essieux ou de roues sur une chaussée, caractérisé en ce qu'il est de faible épaisseur H (entre 4 et 11 mm), qu'il comporte dans sa section transversale un capteur piézo-électrique coaxial (1) cylindrique de section circulaire ou ovoïde, ayant un axe de symétrie horizontal, entouré, horizontalement de chaque côté à une distance comprise entre 3 et 15 mm, de deux amortisseurs constitués de bandes de caoutchouc mousse (3) de dureté shore A comprise entre 15 et 30, et en dessous de ces trois éléments, à une distance comprise entre 0,5 et 5 mm par une bande métallique (2) de faible épaisseur de largeur comprise entre 10 et 30 mm, l'ensemble étant enrobé sur une largeur A comprise entre 40 et 100 mm dans un matériau plastique (4) non rigide du dureté shore supérieure à 60 ShA, la longueur (Z) de l'élément étant comprise entre 100 et 4000 mm avec à une extrémité un câble coaxial destiné à transmettre le signal du capteur. 2/ Dispositif suivant revendication 1, caractérisé en ce que la lame métallique est une lame d'acier à ressort offrant une grande rigidité dans le sens transversal. 3/ Dispositif suivant revendication 1 caractérisé en ce que le capteur utilisé est un capteur piézo-électrique à isolation céramique. 4/ Dispositif suivant revendication 1 caractérisé en ce que le capteur piézo-électrique est un capteur piézo-électrique à isolation plastique. 5/ Dispositif suivant revendication 1 caractérisé en ce que le capteur utilisé est un capteur dit à fibre optique présenté sous forme de fibre unique ou de réseau de fibres. 6/ Dispositif suivant revendication 1, caractérisé en ce que la forme extérieure est trapézoïdale de faible épaisseur H, comprise entre 5 et 11 mm, de largeur comprise entre 40 et 100 mm, de longueur comprise entre 10 cm et 4 m, et qu'il est collé en la surface de la chaussée par tout adhésif connu déposé entre le capteur et la chaussée ou par recouvrement par un produit adhérent à la fois à la chaussée et au profilé. 7/ Dispositif suivant revendication 1, caractérisé en ce que la forme extérieure est trapézoïdale de faible hauteur, comprise entre 5 et 1 1 mm, de largeur comprise entre 40 et 100 mm, de longueur comprise entre 20 cm et 4 m, et qu'il est placé préalablement dans une gaine rétractable qui enserre le capteur puis que cette gaine est ensuite collée sur la chaussée à l'aide de tout produit adhésif connu et qu'il peut être démonté de la chaussée par découpage de la gaine rétractable, le long du capteur pour permettre la réutilisation du capteur. 8/ Dispositif selon revendications 1 et 7, caractérisé en ce que la gaine rétractable est de type thermo-rétractable. 9/ Dispositif selon revendications 1 et 7, caractérisé en ce que la gaine rétractable est multiple. 10/ Dispositif suivant revendication 1, caractérisé en ce que la forme en coupe du moulage est un trapèze ayant une face plane ou bombée, convexe et qu'il est maintenu mécaniquement dans une queue d'aronde dont un des côtés est démontable , ladite queue d'aronde étant fixée dan la chaussée par scellement ou par tout autre moyen connu. 11/ Dispositif suivant revendications 1 et 8, caractérisé en ce que la gaine qui entoure le capteur est de type élastique ou de tout autre type.