Brevet FR2767853A1 — publié le 19990305

Ensemble de clés et de serrures et applications à des antivols urbains pour cycles La présente invention concerne un ensemble de clés électroniques et de serrures électroniques, chaque clé comportant un circuit électronique à mémoire, chaque serrure comportant un circuit électronique à mémoire alimenté par une alimentation électrique et commandant l'ouverture ou la fermeture de la serrure, ainsi que des moyens pour lire la mémoire d'une clé présentée à la serrure. On connaît d'une manière générale de tels ensembles utilisés par exemple dans les hôtels. Dans ces ensembles, il est en principe attribué une clé électronique (voire plusieurs) à chaque serrure de l'ensemble de sorte qu'une clé déterminée ouvre et ferme toujours la même serrure déterminée, celle de la chambre du client, et non pas l'une au choix des serrures de l'ensemble. Les clés sont pourvues d'une mémoire passive, la serrure se contentant de lire cette mémoire et de vérifier si le code d'accès est ou n'est pas présent. I1 n'est pas prévu d'écrire sur la mémoire de la clé, si ce n'est éventuellement au niveau d'un gestionnaire de clés, et en tous cas il n'est pas prévu sur les serrures de moyens d'écriture sur les mémoires des clés. L'invention a pour but de proposer un nouveau concept d'ensemble de clés et de serrures électroniques, permettant des applications d'un nouveau type, notamment dans le cadre d'antivols urbains pour cycles. Selon l'invention, l'ensemble de clés et de serrure est caractérisé en ce que la mémoire de chaque clé est à lecture/écriture, et chaque serrure comporte des moyens d'écriture sur la mémoire de clé, et en ce que lorsque la serrure est dans un premier état, ouvert ou fermé, et qu'une clé lui est présentée, la serrure passe dans le second état et un code est écrit sur la mémoire de la clé, lorsque la serrure est dans le second état et qu'une clé est présentée, la mémoire de la clé est lue et le code qui y est éventuellement lu est comparé avec un code de la serrure, et seulement en cas de correspondance des codes, la serrure passe dans le premier état, et l'emplacement de code dans la mémoire de la clé est effacé. Dans l'application préférée de l'invention qui sera détaillée plus loin, le premier état est l'état fermé et le second état l'état ouvert. Ainsi selon le concept de l'invention, chaque serrure ne se voit pas attribuer une clé déterminée au contraire toute clé "vierge" peut s'approprier une serrure encore non appropriée quelconque, et la faire jouer dans un sens ; cette appropriation est valable jusqu'à ce que la clé ait été réutilisée pour faire jouer la serrure dans l'autre sens, après quoi la clé redevient "vierge" et peut être utilisée avec une autre serrure de l'ensemble, cependant que la serrure redevient elle aussi réutilisable par une autre clé "vierge" de l'ensemble. Par clé présentée à la serrure, on entend tous moyens pour la clé permettant la lecture et l'écriture par la serrure, notamment les moyens sans contact. La clé peut être simplement placée dans ou passée devant un organe de lecture/écriture relié à la serrure. Avantageusement, le code de la serrure est préenregistré dans la serrure, et est donc différent pour chaque serrure ; mais il pourrait dans certains cas être attribué au fur et mesure par un générateur aléatoire incorporé à chaque serrure ou par un gestionnaire centralisé de codes auquel seraient reliées toutes les serrures, et enregistré dans la serrure à chaque fermeture. La mémoire de la clé peut comprendre des éléments propres d'identification, que la serrure peut lire. Avantageusement, la mémoire de la clé comprend un compteur d'opérations d'ouverture/fermeture de la serrure. Ceci permet de limiter le nombre d'utilisations d'une clé. D'autre part, il est aussi avantageux pour certaines applications de prévoir que la serrure comporte des moyens de blocage physique de la clé tant qu'une opération dans un sens (par exemple d'ouverture) n'est pas suivie d'une opération dans l'autre sens (par exemple de fermeture). Comme il a été indiqué, l'invention trouve une application particulièrement avantageuse à un système urbain d'antivols pour cycles, dans lequel les serrures sont prévues sur des bornes urbaines mises à la disposition des cyclistes. Les bornes comprennent avantageusement un câble dont une extrémité est fixée à la borne et dont l'autre extrémité peut être verrouillée par l'utilisateur dans la serrure lorsqu'une clé est introduite. Avantageusement, chaque borne peut comprendre des moyens autonomes d'alimentation électrique, notamment par batterie assistée par exemple par cellules solaires ou système mécanique de production et de stockage d'énergie actionné par l'utilisateur luimême (système à ressort par exemple) . I1 est aussi possible de relier un réseau de bornes à un réseau électrique. D'autres caractéristiques et ' avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est un schéma général d'un ensemble clé/serrure électronique conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en perspective d'une borne pour cycle faisant application de l'ensemble de la figure 1, - la figure 3 est une vue plus détaillée du mécanisme intérieur de ladite borne. L'ensemble 1 conforme à l'invention comprend une pluralité de serrures telles que la serrure 2 et pluralité de clés telle que la clé 3. La serrure 2 comprend un boîtier 4, par exemple en acier, composé d'un bloc de verrouillage 4' et d'un compartiment batterie 4". Le bloc de verrouillage comporte une fente 5 d'introduction de clé 3 ainsi qu'une fente 6 d'introduction de l'extrémité libre 7 d'un câble 8 dont l'autre extrémité est solidement attachée à la borne elle-même. Outre les fentes 5, 6, le boîtier 4 laisse apparaître (figure 2) à sa surface une ou plusieurs diodes 9, 9', ainsi qu'une cellule électrique solaire 10 protégée par un dôme transparent 11. La cellule peut être installée sur un bloc tournant s'orientant vers le sud. Le compartiment 4" du boîtier 4 renferme une batterie 12 reliée à la cellule solaire 10, alimentant un circuit électronique 13 disposé dans le bloc 4', au travers de contacts-interrupteurs SW1 et SW2 montés en série et disposés au fond 5, 6 des logements d'introduction de clé et de câble. La batterie est par exemple un batterie NiCd de 6V, rechargée par la cellule solaire, grâce à des composants de régulation et de gestion de charge intégrés dans le circuit 13. En cas de décharge accidentelle de la batterie, il est possible d'alimenter directement le circuit électronique, voire de recharger la batterie 12, grâce à une prise 37 accessible de l'extérieur (décrite en liaison avec la figure 3) ; une personne habilitée peut connecter une batterie externe en introduisant une fiche de connexion adéquate dans ladite prise. Le circuit 13 commande d'une part un moteur 14 actionnant le pêne 15 de serrure proprement dite, et un élément 16 actionnant un pêne 17 de blocage de clé 3. L'élément 16 est un moteur indépendant ou, de préférence et comme décrit plus loin en liaison avec la figure 3, un organe mécanique dépendant de la chaîne cinématique du moteur 14 (en l'occurrence un ensemble de came et de suiveur). Le boîtier 4 comporte un circuit d'émissionréception à antenne 18, grâce auquel il communique avec la clé 3 elle-même pourvue d'un circuit électronique passif 19 et d'une antenne 20. La clé 3 (représentée tournée à 900 de sa position d'introduction réelle, et la fente 5 étant représentée schématiquement très élargie) comporte un trou 21 permettant, quand elle est introduite dans la fente 5, le passage du pêne 17 et le blocage de la clé 3. La clé 3 est avantageusement réalisée en plastique (par exemple en ABS) sous forme d'une ellipse de 30x45mm et de quelques mm d'épaisseur (par exemple 5mm). Elle peut aussi comprendre un trou 41 de passage d'anneau. L'antenne 20 est avantageusement réalisée par un enroulement disposé autour du trou 21. L'extrémité 7 du câble 8 comporte un rétrécissement 22 permettant au pêne 15 de la serrure 2, spécialement conformé, de bloquer ladite extrémité 7. Le câble 8 est avantageusement constitué de cylindres d'acier emboîtés, passés autour d'un filin d'acier non sciable. On se réfère maintenant à la figure 3 qui montre un exemple de réalisation des éléments mécaniques de la serrure 2. Le moto-réducteur 14, fixé par une équerre 24, fait tourner une vis 25 qui engrène dans l'écrou 26 formé dans l'extrémité du pêne 15, lequel est guidé en translation dans un support 27. Un taquet 28 porté par le pêne 15 permet de détecter la fin de course du pêne 15 grâce à deux détecteurs à contact SW3 et SW4. Au fond du trou recevant l'extrémité du câble 8, une plaque 39 de fin de course coopère avec l'interrupteur poussoir SW1. Le pêne 15 comporte une extrémité conformée en fourche 31 pour entourer le resserrement 22 de l'extrémité de câble et un profil latéral formant rampe ou came 32 permettant de déplacer une tige suiveuse 33 sollicitée vers la rampe par un ressort 34. La tige 33 coulisse dans un trou ouvrant dans la fente 5 d'introduction de clé formée dans un récepteur de clé 35. L'interrupteur/détecteur SW2 (non représenté sur la figure 3) est prévu au fond de la fente 5 d'introduction de clé, et monté en série avec l'interrupteur SW1 du câble pour fermer le circuit d'alimentation lorsque le câble 8 et la clé 3 sont tous deux introduits dans leurs fentes respectives. La plaque 36 supporte le circuit électronique de la serrure 2 et comporte une prise 37 pour recharge électrique accessible de l'extérieur du boîtier par un orifice 38, qui peut être fermé par un bouchon étanche. Le circuit 13 est un circuit à micro-processeur assurant les fonctions suivantes -alimentation de l'antenne de communication avec la clé -téléalimentation de la clé -lecture du code mémorisé dans la clé -écriture du code de la serrure dans la clé -décrémentation du compteur de la clé -comparaison des codes lus -mémorisation du code clé -incrémentation du compteur de fermetures de la serrure -lecture des interrupteurs de fin de course -envoi d'une impulsion, par exemple de 5V, positive ou négative, pendant 3 secondes, vers le moteur 14 -allumage des diodes d'état -régulation et stabilisation de l'alimentation avec réduction de 6V à 5V -régulation et stabilisation de la recharge des batteries 12 par la cellule solaire 10. Le circuit a une consommation moyenne en phase de lecture/écriture de 200mA, et une température de fonctionnement de -20 à +700C, et une température de stockage de -40 à +80"C. Le fonctionnement de l'ensemble est le suivant. Lorsque le système n'est pas utilisé, l'extrémité 7 du câble 8 est verrouillée dans son logement 6, afin de ne pas traîner au sol. Les interrupteurs SW1 et SW3 sont fermés tandis que SW2 et SW3 sont ouverts. Afin d'éviter qu'un utilisateur ne monopolise toujours une même borne antivol, il peut être prévu qu'un antivol ne puisse être fermé plus de deux fois de suite par la même clé. La phase de verrouillage s'effectue ainsi. L'utilisateur introduit l'extrémité de la clé 3 dans la fente horizontale 5. L'interrupteur SW2 de fond de fente se ferme, ce qui permet d'alimenter le circuit de lecture/écriture 13 puisque SW1 est déjà fermé. Le circuit 13 peut communiquer par son antenne 18 avec la clé 3, via son antenne 20. Le circuit 13 lit le contenu de la mémoire de la clé 3. Si la mémoire de la clé 3 contient un numéro enregistré, c'est qu'elle a servi à fermer un verrou qu'elle n'a pas rouvert, et le circuit fait clignoter la diode 9, par exemple rouge, pendant 3 secondes, et le verrou ne fonctionne pas. Si la mémoire ne contient rien, le circuit 13 lit le contenu du compteur d'opérations restant à effectuer par la clé, c'est-à-dire le nombre total de verrouillages autorisés diminué du nombre de verrouillages déjà faits depuis l'achat de la clé. Si ce compteur est à zéro, le circuit déclenche le clignotement de la diode 9 quelques secondes et le verrou ne fonctionne pas. Si au contraire ce compteur n'est pas à zéro, le circuit 13 lit le numéro interne de la clé présentée et le mémorise. Il écrit son propre numéro d'identification dans la mémoire de la clé, qui servira de code de blocage afin que la clé ne soit pas réutilisée sur une autre borne. Le circuit 13 commande l'alimentation du moteur 14 pendant 3 secondes, ce qui tire le pêne 15 en arrière ; la tige 33, poussée par la rampe 32 du pêne 15 s'avance alors dans le logement 5 et traverse le trou 21 de la clé 3 et l'y bloque. Le retrait du pêne 15 libère l'extrémité 7 du câble 8 qu'on peut donc retirer du logement 6 (au fond duquel éventuellement un ressort permet d'assister l'enlèvement du câble), ce qui a pour conséquence d'ouvrir l'interrupteur SW1 de fond de logement 6 et d'interrompre l'alimentation du circuit 13, la clé 3 restant bloquée dans son logement 5. L'utilisateur peut alors passer le câble autour de la roue du cycle, puis introduire à nouveau l'extrémité 7 du câble dans l'orifice 6, ce qui ferme l'interrupteur SW1 et entraîne la réalimentation du circuit 13 et l'alimentation du moteur 14 ; le pêne 15 s'avance et bloque l'extrémité 7 du câble 8, tandis que la tige 33 redescend la rampe 32 et libère la clé 3 qui peut donc être retirée de la borne. Le déverrouillage du système se déroule de la manière suivante. L'utilisateur place la 3 clé dans la fente 5, l'interrupteur SW2 se ferme, le circuit 13 est alimenté et lit le numéro enregistré dans la mémoire de la clé 3 pour le comparer à celui qu'il a en mémoire. Si le numéro est reconnu, il est effacé pour permettre le fonctionnement de la clé sur une autre borne ultérieurement, et le compteur d'opérations de la clé est décrémenté. Parallèlement, le moteur 14 est alimenté pour deplacer le pêne 15, libérer le câble 8 et bloquer la clé 3 par la tige 33. L'enlèvement du câble ouvre l'interrupteur SW1 et coupe l'alimentation, en laissant la clé bloquée. Il faut pour la récupérer réintroduire le câble dans son logement 6 selon la procédure déjà vue plus haut. Si le numéro de la clé n'est pas reconnu, la diode 9 clignote, l'alimentation s'éteint et le verrou n'est pas ouvert. Pour pallier les pertes de clés, il est prévu que le circuit 13 puisse reconnaître, outre le numéro de code de la clé qu'il a mémorisé, un numéro de référence de la serrure. Ce numéro permettant l'ouverture forcée de la serrure peut être programmé sur une clé reprogrammable grâce à un appareil de programmation connecté à un ordinateur portable qui contient un fichier confidentiel de toutes les serrures avec leur numéro de code. Autrement dit, on recrée une clé identique à celle qui a été perdue, en écrivant dans sa mémoire les numéros de code de serrure et de code de clé perdue et cette nouvelle clé ne peut ouvrir que la serrure qui lui est associée. Il n'existe donc pas de clé passe-partout. En cas de dysfonctionnement de la serrure justifiant l'ouverture forcée de la borne, il est possible de contrôler au préalable les droits du demandeur titulaire de la clé demandant l'ouverture grâce au numéro de borne mémorisé dans la clé. Il est possible de prévoir sur la borne un afficheur à cristaux liquides qui affiche à chaque fermeture le contenu du compteur de la clé, c'est-àdire le nombre de fermetures de borne encore disponibles. De plus, chaque borne peut comprendre un compteur interne incrémenté d'une unité à chaque utilisation, qui peut être lu par exemple à l'aide d'un lecteur spécifique en forme de clé 3, lequel peut éventuellement remettre à zéro le compteur une fois lu. Ce comptage peut être utilisé à des fins statistiques pour connaître le taux d'occupation des bornes antivol. On peut aussi prévoir dans chaque circuit un compteur de temps limitant la durée à un temps prédéterminé maximum, déclenchant à l'expiration dudit temps un événement tel que l'impossibilité d'ouvrir le serrure (obligeant le propriétaire à payer une amende par exemple) ou au contraire sa libération automatique, aux risques et périls du propriétaire. REVENDICATIONS 1. Ensemble de clés électroniques (3) et de serrures électroniques (2), chaque clé (3) comportant un circuit électronique (19) à mémoire, chaque serrure (2) comportant un circuit électronique à mémoire (13) alimenté par une alimentation électrique (12) et commandant l'ouverture ou la fermeture de la serrure (2), ainsi que des moyens (13, 18) pour lire la mémoire (19) d'une clé (3) présentée à la serrure, caractérisé en ce que la mémoire (19) de la clé (3) est à écriture, et la serrure (2) comporte des moyens d'écriture (13, 18, 20) sur la mémoire (19) de la clé (3), et en ce que lorsque la serrure (2) est dans un premier état, ouvert ou fermé, et qu'une clé (3) lui est présentée, la serrure (2) passe dans le second état et un code est écrit sur la mémoire (19) de la clé (3), lorsque la serrure (2) est dans le second état et qu'une clé (3) est présentée, la mémoire (19) de la clé (3) est lue et le code qui y est éventuellement lu est comparé avec un code de la serrure (2), et seulement en cas de correspondance des codes, la serrure (2) passe dans le premier état, et le code dans la mémoire (19) de la clé (3) est efface. 2. Ensemble de clés électroniques sans contact et de serrures électroniques selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier état est l'état ouvert. 3. Ensemble de clés électroniques sans contact et de serrures électroniques selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le code de la serrure (2) est préenregistré dans la serrure. 4. Ensemble de clés électroniques sans contact et de serrures électroniques selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le code de la serrure (2) est attribué et enregistré dans la serrure à chaque fermeture. 5. Ensemble de clés électroniques sans contact et de serrures électroniques selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mémoire de la clé (3) comprend des éléments d'identification. 6. Ensemble de clés électroniques sans contact et de serrures électroniques selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit (19) de la clé comprend un compteur d'opérations d'ouverture/fermeture de la serrure. 7. Ensemble de clés électroniques sans contact et de serrures électroniques selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la serrure (2) comporte des moyens (16, 17) de blocage physique de la clé (3) tant qu'une opération de la serrure (2) dans un sens n'est pas suivie d'une opération dans l'autre sens. 8. Application de l'ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes à un système urbain d'antivols pour cycles, caractérisée en ce que les serrures (2) sont intégrées dans des bornes urbaines d'accrochage de cycles. 9. Application selon la revendication 8, caractérisée en ce que la borne comprend un câble (8) dont une extrémité est fixée à la borne et dont l'autre extrémité (7) peut être verrouillée dans la serrure (2) de la borne lorsque la clé (3) est introduite par l'utilisateur. 10. Application selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisée en ce que les bornes comprennent une alimentation électrique autonome (12, 10)