Brevet FR2761501A1 — publié le 19981002

A INSTALLATION DE PROTECTION DES INDIVIDUS SE TROUVANT StIR U[N CHANTIER La présente invention se rapporte a une installation de protection des individus se trouvant sur uin chantier, par exemple des personnes qui travaillent ou qui déambulent sur ce chantier Les personnes qui travaillent sur les chantiers sont souvent absorbées par leur travail et, en raison en particulier du bruit élevé qui peut régner sur le chantier, risquent de ne pas voir venir un engin qui circule ou travaille sur ce chantier De 1() son côté, le conducteur de l'engin. lui - aussi absorbe par son travail et place dans un environlneilmentit bruvantrisque de ne pas voir cette personne. et ceci peut entraîner un accident grave, voire même mortel Au lieu d'un engin qui lui-ml1me se déplace. il peut s'agir d'un engin fixe en fonction au sol, tel qu'une grue ou un pont roulant, mais dont son organe actif (tète de gue. pont roulant lui-mlième) se deplace et risque donc d entrer en collision avec les personnes qui tra\aillent ou qui se déplacent sur ce chantier L'invention vise à remédier à cet inconvénient, et donc à'a améliorer la sécurité des personnes qui se trouvent sur un chantier, que le chantier soit a ciel ouvert, tel que par exemple un chantier de travaux du bâtiment. ou qu'il soit 2 pratiquement fermé, tel que par exemple un chantier de construction d'un tunnel Elle se rapporte a cet effet à une installation de protection d'un individu se trouvant sur un chantier o se déplacent des engins ou des pièces d'engins risquant de rentrer en collision avec cet individu, caractérisée en ce qu'elle comporte, * sur l'individu un émetteur récepteur d'ondes radioélectriques qui est associe à un bloc électronique comportant un organe logique de calcul et de commande, lui - même couplé à un bruiteur d'alarme, * sur l'engin ou sa partie mobile un émetteur recepteur d'ondes radioélectriques qui est associé à un bloc électronique comportant un 0organe logi(que de calcul et de commande. lui - lêllelC au moins couplé à un bruiteur d'alarme et à un tableau de visualisation place dans la cabine de l'engin, e chacun' de ces blocs électroniques étant conçu pour mesurer la puissance radioéiectrique reçue en provenance de l'émetteur - récepteur de l'autre bloc électronique pour en déduire la distance entre l'engin ou sa partie mobile et cet individu, et pour déclencher, aussi bien sur l'engin lui - même que sur I'individu, un organe d'alarme L 'invention sera bien comprise, et tous ses avantages et differentes caractéristiques ressortiront mieux, lors de la description suivante d'un exemple v non limitatif'de realisation. en référence au dessin schématique annexe dans lequel * Figure I est une vue d'ensemble de l'installation sur un chantier de travaux publics * Figure 2 montre le tableau de visualisation relatif 'a cette installation et placé dans la cabine de l'engin * Figure 3 est un schéma synoptique de la partie électroniq(ue de cette installation. En se reportant à la figure 1, on reconnaît un ouvrier I qui travaille sur le chantier en manipulant uni marteau - piqueur 2, donc un outil tres bruyant Cet ouvrier porte uni casque 3, conformément à la léegislation relative a la sécurité sur C les chantiers Un engin de travaux publics 4, ici constitué par un bouteur, travaille par ailleurs surI ce chantier à distance de l'ouvrier 1. - L'ouvrier 1 est très absorbé par son travail, l'usage de son marteau - piqueur 2 nécessitant une attention soutenue, et il ne regarde dons pas l'engin 4 i25 De son côte, le conducteur 5 de cet engin tourne le dos à l'ouvrier I et est lui - aussi absorbé par son travail, l'usage du godet de son engin étant délicat Il en résulte un risque non négligeable de collision entre l'engin 4 et l ouvrier I au cas o cet engin viendrait à manoeuvrer à proximité de cet ouvrier.- risque d'autant plus important (que louvrier. qui regarde à terre. ne peut pas voir arriver l'engin, et qu'il ne l'entend pas arriver non plus en raison du bruit de soni marteau - piqueur. Pour éviter ce risque, il est prévu, dans le casque 3 de l'ouvrier 1, un petit ensemble électronique miniaturisé 7 (voir aussi la figure 3) qui est couplé à Lune petite antenne 8 d'émission et de réception d'ondes radioélectriques en hyperf-réquence, par exemple de 1 à quelques gigahertz L'antenne 8 a par exemple une longueur de l'ordre de I à 3 centimètres et est fixée sur la partie externe supérieure du casque 3 L'ensemble électronique miniiatuI-ise 7 est placé a l'intérieur du casque 3, (dalns l'espace libre) qui est lu normalement prévu entre la partie externe rigide du casque et sa partie interne souple. en cuir ou en matière plastique souple, qui repose sur la tète de l'usager afin d'assurer unL confort de port du casque pour celui - ci De faç;on similaire, une autre antenne radioélectrique 10. pour ondes de préferentiellement mème fréquence que celle relative à l'ensemble 7, 8 porte par le casque 3, est portée par l'engin 4 lui - mème, ou par sa partie mobile si l'engin lui - mèMe (grue. pont - roulant,) est fixe en position ('ette antenne 10 est ici placée sur le toit de l'engin 4 Elle est de toute taçon couplee (voir la figure 3) avec un ensemble électronique 11 qlui est place dans, l'engin, typiquement dans sa cabine de conduite 12 En se reportant plus précisément a la figure 3, chaque ensemble électronique 7 et I I comporte un émetteur - récepteur radioelectrique, respectivement 13 et 14, qui émet et reçoit des ondes à une frequence de par exemple,2 gigahertz au moyen des antennes respectives 8 etIO La fréquence des ondes radioélectriques émises par le bloc radiofréquence 13 pourrait être différente de celle émise par le bloc radiofrequence 14, mais il est préférentiel, dans cet exemple de réalisation de travailler avec une seule et même fréquence, 2 gigahertz dans cet exemple ('baque bloc radiofiequence 13, 14 et 15 est couplé, par une liaison bidirectionnelle, respectivement 15 et 16, a un bloc électronique, respectivement 17 e ct 18 comportant chacun un microprocesseur. Les puissances d'émission des deux émetteurs - récepteurs 13 et 14 sont ajustables, sous commande du bloc à microprocesseur associé, 17 et 18 respect'ivement Chaque bloc électronique à microprocesseur, 17 ou 18, comporte un dispositif de mesure de la puissance reçue par le recepteur associé, 13 et 14, et provenant de l'onde émise par l'autre émetteur, 14 ou 13 respectivement Un convertisseur analoique/numierique, compris dans le bloc electrloniqule respectif 17 ou 18, transforme en données numILériques la valeur etficace de la puissance reçue par le récepteur associé 13 ou 14 t La mesure de la distance entre les deux antennes 8 et 10 s'ettectue. de manière en soi très classique, de la façon suivante Chaque émetteur est conçu pour pouvoir émettre une puissance radioélectrique pouvant varier de par exemple 0 milliwatts à 10 milliwatts Chaque ensemble électronique 7 et 1 1 mesure la distance qui sépare son antenne, 8 et 10, de l'antenne, 10 et 8. de Vautre ensemble Le microprocesseur 18 commande tout d'abord, via sa liaison 16, la puissance d'émission de l'émetteur 14 pour que cette puissance soit égale à la puissance maximale précitée, donc de 10 milliMatts dans cet exemple On sait que, dans ces conditions, il est possible de recevoir cette onde à 2o une distance d'au maximum 50 mètres, sans accuser de pertes de puissance àa la réception jusqu'à 50 mètres, la puissance reçue par le récepteur 1 3 est toujours pratiquement de 10 milliwatts Elle baisserait si l'on s'éloignait plus - Supposons que cette distance soit inférieure à 50 mètres, et est donc par exemple égale à 10 mètres Le microprocesseur 17 mesure la puissance de l'onde reçue Il constate qu'elle est égale à la valeur, 10 milliwatts, qui lui est transmise par l'émetteur 14, cette valeur étant codée par le microprocesseur 18 dans l'onde émise par cet emetteurl 14 11 émet alors, sous commande et codage du microprocesseur 18, intl'-irmanit ce dernier de la valeur de la puissance reçue par Il'ensemble 7 soit 10 (1 nilliwalltts Le microprocesseur 18 commande alors, via la liaison 16, une diminution progressive de la puissance radioélectrique émise par l'émetteur associé En permanence, l'autre microprocesseur 17 lui répond en lui indiquant toujours de la même façcon, la valeur de la puissance efficace reçue par l'ensemble Tant que cette puissance reçue reste égale à celle émise, le processus continue Il s'arrête en revanche au moment ou le microprocesseur 18 constate qlue la puissance reçue par l'autre bloc 7 et mesurée par son homologue 1 7 devient intérieur-e a la puissance émise w0 Conformément a une courbe de variation puissance/distance qui est en mémoire dans le microprocesseur 1 8, ce dernier en déduit alors la distance entre les deux antennes 8 et 10. Par exemple la puissance émise par l'antenne 10 a été descendue à 2 milliwatts, et pour cette puissance la, la puissance reçue par l'autre antenne S est juste intférieure àa 2 milliwatts, alors qu'elle était pratiquement egale jusque la a la puissance émise pour toutes les valeurs de puissance émise superieur-es a 2 milliwatts tUn diagramme permet alors de mesurer que, compte - tenu de ces constatations. la distance entre les antennes 8 et 10 est de 10 metres A noter que si simultanément le microprocesseur 17 commande lui - aussi et de même façon par émission d'une onde de 10 milliwatts et baisse progressive de celle - ci, une mesure simultanée de la distance entre l'antenne alors émettrice 8 et l'antenne alors réceptrice 10, pour finalement mesurer la même distance En variante, ce peut - être le microprocesseur 1 8 qui mesure seul cette distance et qui la transmet au microprocesseur 17, mais cette façon de faire est mal adaptée au cas ou plusieurs ouvriers travaillent sur le chantier, de sorte que l'on est en presence de plusieurs petites installations individuelles telles que l'installation 7 () En se référant à la figure 2, le tableau de visualisation 1 9 qui se trouve sur le tableau de bord de l'engin 4 comportetun pictogramme indicatif central 20, et 'definit trois zones d'approches * une première zone extérieure 21, dite zone d'approche, pour laquelle la distance mesurée par exemple supérieure à 10 mètres, et inférieure à 50 mètres, * une deuxième zone 22, annulaire, dite zone de risque, pour- laquelle la distance mesuL-ee est comprise entre 10 et 5 metres. * une zone circulaire centrale 23, dite zone d'alerte, pour laquelle le 1 distance mesurée est inférieure a 5 mètres Comme on le voit sur la figure 3, le microprocesseur 1 7 est couplé a un bruiteur, ou " ", 24 qui est inclus dans le casque de l'ouvrier Le bruiteur reçoit, du microprocesseur 1 7, une audio - fréquence qui varie en frequence avec la distance mesurée: plus cette distance est faible, plus cette fréquence est eélevée Le microprocesseur 18 est lui - même couple au tableau de \'isualisation 19. ainsi qu'a un bruiteur 25 qui se trouve dans la cabine 12 de l'engin et qui reçoit. de même tfaçon que le bruiteur 24. une audio - firéquence qui est tburnile par le micropr-ocesseur 1 8 av\ec une fréquence variable avec la distance mesurée plus cette distance est faible, plus cette firéquence est élevée Une autre sortie 26 est prévue pour le microprocesseur 18 Cette sortie, facultative, peut par exemple commander le ralentissement, puis l'arrèt de l'engin 4, au fur et a mesure que la distance mesurée décroît Quoiqu'il en soit, elle peut conmmander. éventuellement uniquement, l'arrêt de cet engin lorsque cette distance descend sous une valeur extrêmement dangereuse, par exemple I à 2 mètres Un ou plusieurs voyants lumineux, respectivement 27, 28, 29 sont prévus sur le tableau 19 dans chacune des zones respectives 21, 22, 23 Par exemple, le ou les voyants 27 sont de couleur verte. le ou les \ovants 2,8 sont de couleur orange. et le ou les voyants 29 sont de couleur rouge Le fonctionnement est le suivant Lorsque la distance entre l'ouvrier d et l'engin 4 est comprise entre 50 mètres et 20 mètres, les voyants verts 27 s'allument sur le tableau 19 Le conducteur 5 est alors prévenu de la présence d'une personne dans cette gamine de distances Lorsque cette distance est comprise entre 10 mètres et 5 mètres, les deux voyants orange 28 clignotent lentement, tandis que les deux bruiteurs 24 et émettent un sn o pour l'instant de fréquence relativement base (augimentant progressivemnent de 100 à 500 Hertz par exemple) L'ouvrier 10 et le conducteur 5 sont alors prévenus d'un danger, et tfont normalement le nécessaire pour agrandir la distance qui sépare l'ouvrier de l'engin Si par malheur cette distance devient inférieure a 5 mètres, les deux vovants rouges 29 s'allument et clignotent à rythme plus élevé, tandis que les deux bruiteurs 24 et 25 émettent un son de fréquence plus élevée, de l'ordre de 1000 -Hertz par exemple, et donc très audible et apte à attirer l'attention Le conducteur stoppe en conséquence aussitôt son engin ('omme il va de soi, l'invention n'est pas limitée a l'exemple de realisation qui vient d'être décrit. La partie 1 1 peut être par exemple fixee sur une piece mobile de l'engin, par exemple une tête de grue. AAvantageusement, ce descriptif pourrait être utilisé pour rechercher des corps ou des survivants enfouis accidentellement sous des gravats Au lieu d'être inclus dans un casque, le bloc 7 et l'antenne 8 pourraient être prévus dans un petit boîtier séparé que l'utilisateur porterait sur lui, par exemple a la ceinture, etc. x REVENDICATIONS 1- Installation de protection d'un individu (1) se trouvant sur un chantier o' se déplacent des engins (4) ou des pièces d'engins risquant de rentrer en collision avec cet individu, caractérisée en ce qu'elle comporte, sur l'individu un émetteur - récepteur (13) d'ondes radioélectriques qui est associe a un bloc électronique (17) comportant un organe logique de calcul et de commande. lui - même couplé à un bruiteur d'alarme (24), Il * sur l'engin ou sa partie mobile: un émetteur recepteur (14) d'ondes radioélectriques qui est associé à un bloc electronique (18) comportant un organe logique de calcul et de commande, lui - même au moins couplé à un bruiteur d'alarme(25) et a un tableau de visualisation (19) placé dans la cabine de l'engin, chlacunI de ces blocs électroniques étant conçu pour Iesu-rer la puissance radioélectrique reçue en provenance de l'émetteur - récepteur de l'autre bloc electronique, pour en déduire la distance entre l'enginl ou sa partie mobile et cet individu, et pour déclencher, aussi bien sur l'engin lui - même que sur l'individu, un organe d'alarme na 2- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble (7) porté par l'individu (1) et constitue par un émetteur - récepteur (13), son antenne (8), le bloc électronique associé (17) et le dit bruiteur d'alarme associé (24), est intégré au casque (3) porté par cet individu (1) 3- Installation selon l'une des revendications I ou 2, caractérisée en ce que la tfréquence de travail des dits émetteurs - récepteurs (1 3, 14) se situe dans la gainmme des hyperfréquences 4- Installation selon l'une des revendications I ou 3. caractérisée en ce que la firéqluence de travail des dits émetteurs - recepteurs (13, 14) est la mêSme pour chacun d'eux - Installation selon l'une des revendications 1 a 4, caractérisée en ce que le dit tableau de visualisation (19) comporte trois zones d'approche prdgressive (21,22,23) correspondant a des gammes de distance de plus en plus coirtes, et en ce que chaque zone comporte un organe lumineux (27, 28,29) qui e émet un signal lumineux lorsque l'individu se trouve à une distance correspondant a cette zone 6- Installation selon l'une des revendications I a 5, caractérisee en ce que le bruiteur (25) placé sur l'engin (4) émet un son dont la fréquence augmente quand la distance par rapport à l'individu (1) décroit 7- Installation selon l'une des revendications 1 a 6, caractérisée en ce que le bruiteur (24) porité par l'individu (1) emet un son dont la fréquence augmenlte quand la distance par rapport à la partie mobile de l'engin (4) décroi't 8- Installation selon l'une des revendications l a 7, caractérisée en ce que le dit bloc électronique (18) placé sur l'engin (4> comporte une sortie (26) de commande de la vitesse de déplacement d(le l'engin ou de sa partie mobile, de sorte que cet englin, ou sa partie mobile, est stoppé si l'indixidu arrive dans sa proximité immédiate correspondant a un risque de collision immédiate