Brevet FR2777677A1 — publié le 19991022

/1 SYSTEME DE DISTRIBUTION DE FLUIDE A CARTE A PUCE SANS CONTACT La présente invention se rapporte au domaine des systèmes de distribution de fluide, notamment d'eau, tels que des bornes de puisage hydrauliques, les dits systèmes étant destinés à être installés dans des lieux publics ou privés pour fonctionner au moyen d'une carte à puce sans contact en vue de délivrer une autorisation de puisage. Au sens de l'invention, il conviendra d'entendre par cartes à puce, toute carte électronique permettant d'assurer les fonctions: de contrôle d'accès à un équipement hydraulique, du genre borne de puisage d'une part, et de gestion tant des aspects monétiques, tels que le pré- paiement que des volumes de fluide prélevés d'autre part. La présente invention concerne un système de distribution de fluide, notamment d'eau, destiné à fonctionner avec une carte à puce sans contact, le dit système comportant: - une borne de distribution de fluide comprenant une source d'alimentation électrique, une unité de lecture de carte adaptée à la lecture de cartes à puce sans contact, et une unité de distribution de fluide incluant des électrovannes et une bouche de distribution, - et une carte à puce sans contact. Il est déjà connu d'avoir recours à des systèmes de distribution de fluide comportant une borne de distribution de fluide installée dans un lieu public et dont le contrôle d'accès est effectué par l'intermédiaire d'une carte à puce destinée à être introduite et lue par une unité de lecture de carte solidaire de la borne. Il peut en effet s'avérer utile, voire nécessaire, dans certains pays o l'eau est rare et chère, de ne pas permettre un libre accès, sans contrôle, à un réseau d'eau, de type public ou privé. C'est la raison pour laquelle il existe des systèmes de distribution de fluide associés à un ensemble électronique de contrôle d'accès, les cartes à puce 2 2777677 employées étant utilisées également en tant que moyen de pré- paiement. Parmi les divers systèmes de distribution de fluide du type mentionné précédemment, on connaît tout d'abord les systèmes utilisants des bornes de puisage monétiques dont les cartes à puce sont du type à contact, c'est-à-dire nécessitant un contact électrique direct entre la carte et l'unité de lecture de carte installée dans la borne de puisage. Le recours à la technologie des cartes à puce avec contact implique de prévoir une ouverture dans l'enveloppe de la borne de puisage afin de permettre l'insertion de la carte à puce en vue d'assurer son positionnement correct dans les fiches de contact prévues dans l'unité de lecture. Un inconvénient de cette technologie réside donc dans la présence de cette ouverture ou fente de communication qui représente une possibilité de pénétration d'un corps étranger autre qu'une carte à puce. Il est en effet bien connu que les systèmes de carte à puce mettant en oeuvre une fente de communication sont fréquemment sujets à des dégradations dans les lieux publics par simple insertion de corps étrangers divers. Une telle technologie n'est donc pas particulièrement appropriée pour être utilisée en association avec des bornes de distribution de fluide dont l'implantation en zones publiques, urbaines, industrielles, rurales ou désertiques peu fréquentées, peut se révéler favorables aux dégradations. Par ailleurs, la présence d'une fente de communication avec le milieu extérieur rend l'ensemble de l'unité de lecture électronique susceptible d'être soumise à une entrée d'humidité, ce qui, bien évidemment, nuit à la fiabilité des contacts électriques, ceux-ci pouvant être alors soumis à des dysfonctionnements et à une corrosion accélérée. Cet inconvénient est en outre particulièrement réel en raison de l'implantation préférentielle des bornes de puisage qui sont destinés en priorité à être implantées dans des zones en général non urbaines dans lesquelles les conditions d'environnement sont généralement sévères. 3 2777677 D'autre part, la technologie des cartes à puce avec contact est à l'origine d'usure mécanique de la carte par frottement ce qui conduit à les remplacer souvent ou à limiter leurs durées de validité. Enfin, la technologie des cartes à puce avec contact implique, en général, la présence d'une source d'alimentation électrique non autonome mettant en oeuvre un raccordement électrique au réseau. A défaut, le recours à une source d'alimentation électrique autonome, du genre pile ou batterie, nécessite, en raison de la forte consommation électrique de ces systèmes, une recharge fréquente ou de nombreux îo changements de la source électrique. L'implantation privilégiée des bornes de puisage hydrauliques en zone publique s'accommode en conséquence mal de systèmes nécessitant un contrôle et une recharge fréquents. Il a déjà été proposé des systèmes de distribution de fluide associant i5 une borne de distribution de fluide à une unité de lecture de carte électronique adaptée à la lecture d'une carte à puce sans contact. Dans ces systèmes, I'interface de lecture entre l'unité électronique et la carte à puce s'effectue par magnétisme avec création d'un champ magnétique lorsque la carte est positionnée à l'endroit prévu sur l'unité de lecture. Une telle technologie ne présente plus les inconvénients liés à la présence d'une fente de communication (dégradations mécaniques, chimiques et entrée d'humidité) des systèmes à carte par contact, mais présente d'autres désavantages. En particulier, le recours à la technologie du magnétisme complique la conception de la zone de positionnement de la carte sur l'unité de lecture. En effet, la fiabilité de la lecture des cartes magnétiques nécessite un positionnement correct de la carte, ce qui constitue une contrainte de conception non négligeable pour des appareils destinés à être implantés dans des lieux publics. De surcroît, le recours à la technologie des cartes à puce sans contact, du type magnétique, IR ou autres, rend nécessaire la présence d'une source d'alimentation électrique de forte puissance rendant 4 2777677 inévitable la connexion de tels systèmes au réseau électrique et excluant le fonctionnement autonome, c'est-à-dire sans source d'énergie extérieure. L'objet assigné à la présente invention vise en conséquence à remédier aux divers inconvénients énumérés précédemment et à fournir un nouveau système de distribution de fluide à carte à puce sans contact qui soit capable de résister à toute dégradation d'origine humaine ou non, et de conception et manipulation simple et robuste. Un autre objet de l'invention est de proposer un nouveau système de io distribution de fluide dont la consommation en énergie électrique est particulièrement faible. Un autre objet de l'invention est de fournir un système de distribution de fluide, dont l'utilisation est particulièrement simple et fiable. Les objets assignés à l'invention sont atteints à l'aide d'un système de distribution de fluide, notamment d'eau, à carte à puce sans contact, comportant: - une borne de distribution de fluide comprenant une source d'alimentation électrique, une unité de lecture de carte adaptée à la lecture de cartes à puce sans contact, et une unité de distribution de fluide incluant des électrovannes et une bouche de distribution, - et une carte à puce sans contact, caractérisé en ce que - I'unité de lecture est pourvue d'un moyen de mise en veille/réveil de l'unité de lecture permettant la mise en éveil lors du positionnement de la carte et la mise en veille lors de l'enlèvement de la carte. Les objets assignés à l'invention sont également atteints à l'aide d'une borne de distribution de fluide et d'une carte à puce sans contact à liaison par radio-fréquence aptes à être utilisées dans un système de distribution de fluide conforme à l'invention. s 2777677 Les avantages et détails de l'invention seront explicités dans la description qui suit à l'aide des dessins annexés ci-après donnés à titre purement illustratifs et non limitatifs dans lesquels: - la figure 1 montre, selon une vue générale en perspective, un exemple de réalisation d'une borne de distribution de fluide conforme à l'invention. - la figure 2 montre, selon une vue partielle et en perspective, un détail de l'unité de lecture de carte à puce conforme à l'invention. - la figure 3 montre, selon une vue en coupe transversale et longitudinale, une vue générale de l'intérieur d'une borne de distribution de fluide conforme à l'invention. - la figure 4 montre, selon une vue en coupe transversale longitudinale partielle, un détail de réalisation de l'unité de lecture électronique d'un système conforme à l'invention. Les figures I à 4 montrent un système de distribution de fluide, notamment d'eau, conforme à l'invention et comportant une borne de distribution de fluide 1 limitée extérieurement par un capot 2 destiné à être implanté dans ou sur le sol en vue d'être raccordé à une conduite d'amenée de fluide 3 sous pression et souterraine. Le capot 2 peut être issu de moulage à partir de matériaux plastiques ou réalisé en matériaux métalliques. La borne de distribution de fluide 1 comprend intérieurement et dans sa partie basse, un compteur 4 raccordé par sa partie inférieure à la conduite d'amenée 3 par l'intermédiaire de brides classiques. La partie supérieure du compteur 4 est elle- même raccordée à une unité de distribution de fluide 5, agencée dans la borne de distribution de fluide 1 et destinée à assurer la distribution du fluide en dehors de la borne vers une installation annexe appartenant à l'utilisateur de la borne. L'unité de distribution de fluide 5 inclut un sous-ensemble de distribution 7 comportant de manière connue en soi, une chambre interne à volume variable dans laquelle est disposé un clapet mobile 6 2777677 relativement à un siège et un ensemble d'électrovannes de commande. Un tel ensemble étant de conception classique et ne faisant pas partie de l'invention, sa description ne sera en conséquence pas explicitée plus en détail. L'unité de distribution de fluide 5 inclut également une conduite de distribution de fluide 9 raccordée à la sortie aval du sous-ensemble 7, et se terminant par une bouche de sortie 10 accessible de l'extérieur de la borne 1 et destinée à être connectée à un équipement extérieur. Tel que cela est montré aux figures 1 et 3, la bouche de sortie 10 io débouche à l'extérieur du capot 2 dans une cavité 12 ouverte vers l'extérieur et ménagée dans la surface extérieure de la face avant du capot 2. Avantageusement, la cavité 12 est pourvue d'un volet de fermeture 13 monté articulé par son extrémité supérieure sur la partie supérieure de la cavité 12. En position de repos, le volet 13 vient donc recouvrir et fermer la cavité 12. Le système de distribution de fluide conforme à l'invention comporte également une unité de lecture 20 adaptée à la lecture de cartes à puce sans contact. L'unité de lecture 20 se présente sous la forme d'un boîtier 21 intégré dans le capot 2, de préférence vers sa partie supérieure, de manière à affleurer sensiblement avec le plan frontal de l'unité de lecture 20. Avantageusement, I'unité de lecture 20 est réalisée et intégrée dans la borne sous la forme d'une pièce monobloc en matériau plastique. Cette dernière est reliée électriquement à l'unité de distribution de fluide 5, en particulier aux électrovannes de commandes chargées d'assurer l'écoulement ou le passage du fluide hors de la bouche de sortie 10. A titre d'exemple purement illustratif, la gestion hydraulique d'une borne de distribution de fluide conforme au système de l'invention, peut être assurée par un ensemble de deux électrovannes bistables pilotées par deux ponts de puissance, les électrovannes pouvant être du type à raccordement à deux ou trois fils. 7 2777677 L'unité de lecture 20 conforme à l'invention comporte également un hublot 22 destiné à réaliser l'affichage numérique des données de gestion hydraulique de la borne, le hublot 22 étant de préférence situé dans la partie supérieure de l'unité de lecture 20. Cette dernière comporte également, de préférence dans sa partie inférieure, une conformation rentrante 23 formant un logement au sein duquel la carte à puce électronique destinée à assurer la gestion du système conforme à l'invention sera positionnée. Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, la carte à puce io d'accès à la gestion électronique du système de distribution de fluide conforme à l'invention, est une carte à puce sans contact à liaison par radio-fréquence 25. Une telle carte est destinée à être lue par l'intermédiaire d'une antenne 26 disposée derrière le logement 23 et reliée au circuit imprimé solidaire de la carte mère 27 (figure 4). La carte mère 27 est pourvue d'une horloge et est programmée pour que l'ensemble des fonctions de distribution hydraulique de la borne soit normalement en position de veille correspondant à un état dans lequel l'affichage 22 est éteint et les électrovannes de commande sont fermées. Pour cela, l'unité de lecture 20 est pourvue d'un moyen réversible de mise en veille/éveil de ladite unité de lecture permettant la mise en éveil lors du positionnement de la carte 25 et la mise en veille lors de l'opération d'enlèvement de ladite carte. La mise en veille des fonctions électroniques après l'enlèvement de la carte comprend la détection de la présence ou absence d'une carte à puce 25 dans l'unité de lecture 20. Si aucune carte à puce 25 n'est détectée, le circuit électronique de la carte mère 27 se met alors en veille, I'unité de lecture 20 passant alors à son état de veille. Le moyen de mise en veille/ éveil de l'unité de lecture 20 comprend donc les éléments du circuit électronique nécessaires à la détection de la présence/absence d'une carte à puce 25, ces éléments s'activant dès que l'unité de lecture 20 est en éveil et devenant inactifs si aucune 8 2777677 carte n'est détectée. La consommation énergétique d'un tel système est donc particulièrement réduite. Selon une version avantageuse de l'invention, le moyen de mise en veille/éveil comporte un interrupteur 28 dont le changement d'état assure l'éveil de l'électronique de l'unité de lecture 20. L'interrupteur 28 passe de l'état ouvert dans lequel la borne et l'ensemble des fonctions de gestion hydrauliques sont à l'état de veille, à l'état fermé et inversement. Dans l'état d'éveil, la lecture de la carte 25 par la carte mère 27 peut commencer, lorsque la carte 25 est positionnée dans ou o0 sur l'unité de lecture 20, c'est-à-dire dans le logement 23. Le moyen de mise en veille/éveil comporte également un aimant 30, assurant la fonction d'organe de commande de l'état ouvert ou fermé de l'interrupteur 28, selon la position relative qu'il occupe relativement à l'interrupteur 28. Selon une version préférentielle de l'invention, l'aimant 30 est solidaire d'un portillon 32 monté mobile sur la borne entre une position stable dans laquelle il ferme le logement 23 au sein duquel la carte est positionnée pour sa lecture, et une position instable d'ouverture et d'accès au logement, ledit aimant 30 commandant l'état fermé ou ouvert de l'interrupteur 28 selon sa position relative. Dans la version préférentielle de l'invention illustrée à la figure 4, le portillon 32 est monté mobile entre une position stable de fermeture du logement 23 et une position instable d'ouverture par l'intermédiaire d'un axe d'articulation supérieur 36 disposé en partie haute du logement 23 de manière à assurer la fermeture automatique par gravité du logement 23. L'agencement est tel que l'aimant est disposé dans la partie basse du portillon 32, par exemple dans le rebord inférieur 32a du portillon 32, l'interrupteur 28 étant disposé au voisinage de l'aimant 30 et par exemple dans la partie basse de l'unité de lecture 20. Selon cette disposition, l'interrupteur 28 est situé au voisinage de l'aimant 30 lorsque le portillon est fermé. Il est en conséquence soumis au champ magnétique de l'aimant 30 commandant, lors de son déplacement avec 9 2777677 le portillon 32, le changement d'état de l'interrupteur 28 et induisant l'éveil de l'électronique, puis la détection de la présence de la carte à puce 25. Ultérieurement, la carte mère 27 et son électronique effectuera la lecture complète des données stockées sur la carte à puce et vérifiera notamment la validité de la carte et/ou sa compatibilité avec le système. Selon une version particulièrement avantageuse de l'invention, l'interrupteur 28 est formé par une ampoule ILS montée directement sur la carte mère 27, I'unité de lecture 20 étant réalisée sous la forme d'une pièce monobloc en matériau plastique. io Le système de distribution de fluide conforme à l'invention est enfin associé à une source d'alimentation électrique autonome disposée dans la borne de distribution de fluide elle-même, ladite source étant avantageusement constituée d'une série de piles standard disponibles habituellement dans le commerce et dont la durée de vie moyenne peut être d'au moins une année. A titre de variante, il est bien évidemment possible d'avoir recours à une ou plusieurs batteries, ou à un ou plusieurs panneaux solaires, voire à d'autres dispositifs de création d'énergie, tels des turbines ou éoliennes. Accessoirement, la borne de distribution de fluide conforme à l'invention peut être équipée d'un système de détection de fraude et de capteurs de température destinés à assurer la mise hors service de la borne lors de températures externes en dehors d'une plage de température autorisée, et par exemple inférieure à 2 C et supérieure à C. Le fonctionnement du système de distribution de fluide conforme à l'invention est le suivant. L'utilisateur potentiel du système de distribution de fluide conforme à l'invention, doit tout d'abord posséder une carte à puce sans contact intégrant un dispositif de liaison avec le système par radio-fréquence en tant qu'utilisateur et contenant de manière non limitative des informations telles que: le code exploitant - la date de validité - le 2777677 compteur de son crédit de fluide, en l'occurrence d'eau, à débiter correspondant à un pré-paiement - et une série d'états de transactions antérieures. Lorsque l'utilisateur désire se connecter au système, il ouvre et soulève le portillon 32 et introduit la carte 25 dans le logement 23. En effectuant cette opération, l'ampoule ILS 28 se trouve momentanément hors du champ magnétique de l'aimant 30 et change d'état, ce qui ferme le circuit électrique de la carte mère 27 et fait passer le circuit de l'état ouvert à l'état fermé. L'unité de lecture 20 passe alors de son état de mise en veille à son état d'éveil, ce qui induit o0 une lecture de la carte 25 après refermeture du portillon 32 et, éventuellement, une distribution de fluide par la conduite de distribution 9 vers la bouche de sortie 10 en direction de l'équipement hydraulique de l'utilisateur. Au préalable, l'utilisateur a bien évidemment raccordé son équipement hydraulique sur la bouche de sortie 10. Lorsque la quantité de fluide nécessaire à l'utilisateur est prélevée, ce dernier débranche son appareil, soulève à nouveau le portillon 32 et retire sa carte à puce 25. Dans la variante de réalisation préférentielle illustrée aux figures 1 à 4, le portillon 32 revient automatiquement dans sa position stable de fermeture par simple gravité, position dans laquelle, tel qu'illustré à la figure 4, l'aimant 30 occupe une position au voisinage de l'ampoule ILS 28. Dans cette position, la carte 25 étant absente du logement 23, l'interrupteur 28 étant dans sa position d'ouverture et après détection de l'absence de carte, l'unité de lecture et l'ensemble du système électronique revient alors dans la position de veille. Le système de distribution de fluide conforme à l'invention permet en conséquence de disposer d'un système à faible consommation d'énergie puisque le système électronique n'est actif qu'au moment de la lecture de la carte électronique 25 ce qui rend possible le recours à des cartes à puces sans contact considérées en général comme fortes consommatrices d'énergie, tout en ayant recours à une source ta 2777677 d'énergie entièrement autonome. Par ailleurs, la fermeture du portillon 32 étant indépendante de toute action volontaire de l'utilisateur, tout risque de maintien de l'unité de lecture 20 en position de veille est écarté. On évite ainsi toute manipulation malencontreuse pouvant générer une consommation d'énergie accidentelle. A titre de variante, il est bien évidemment possible, à la place d'un portillon 32 articulé, d'avoir recours à tout système équivalent, et par exemple à un portillon du type à glissière ou autre. A titre de variante complémentaire, il est également envisageable, sans sortir du cadre de l'invention, d'avoir recours à des cartes à puce sans contact autres que des cartes à liaison par radio-fréquence, telles des cartes à puce à liaison par infra-rouge ou par magnétisme. Dans le cas d'utilisation de cartes à puce à liaison par ondes infra- rouge, la source d'alimentation électrique autonome pourra être formée de deux sous- ensembles, à piles par exemple, l'un monté dans la borne 1, l'autre monté dans la carte à puce 25. Le système trouve son application dans l'alimentation de lieux publics ou privés. Dans ce dernier cas, la borne de distribution peut se réduire à un simple module intégrable dans le circuit d'eau privé. Dans d'autres applications, notamment professionnelles telles que l'irrigation, il est possible de prévoir une fonction de programmation au niveau de la carte mère 27. Cette fonction devient active lorsque l'unité de lecture 20 est en veille et simultanément si l'opérateur sélectionne cette fonction dans le menu qui lui est proposé. Grâce à cette fonction, lI'opérateur peut programmer dans le temps la gestion de la distribution du fluide. Il peut ainsi programmer le volume d'eau à prélever ainsi, par exemple, que la durée, la plage horaire ou la fréquence du prélèvement, puis retirer la carte à puce 25 après mémorisation de ces paramètres. L'unité de lecture 20 revient alors dans son état de veille mais sera capable de gérer, par l'intermédiaire de la fonction de 12 2777677 programmation et de son électronique, la gestion de la distribution d'eau selon les données mémorisées. L'invention s'attache à protéger, outre le système de distribution de fluide comportant en association une borne de distribution de fluide et une carte électronique de liaison par radio-fréquence, une borne de distribution de fluide en tant que tel et une carte à puce sans contact, de préférence à liaison par radio-fréquence, en tant que tel. 13 2777677 REVENDICATIONS 1. Système de distribution de fluide, notamment d'eau, à carte à puce sans contact, comportant: - une borne de distribution de fluide (1) comprenant une source d'alimentation électrique, une unité de lecture (20) de carte adaptée à la lecture de cartes à puce sans contact, et une unité de distribution de fluide (5) incluant des électrovannes et une bouche de distribution (10), - et une carte à puce (25) sans contact, caractérisé en ce que - I'unité de lecture (20) est pourvue d'un moyen de mise en veille/éveil de l'unité de lecture (20) permettant la mise en éveil lors du positionnement de la carte (25) et la mise en veille lors de lI'enlèvement de la carte (25). 2. Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que la carte à puce (25) sans contact est une carte à liaison par radio-fréquence, 3. Système selon la revendication I ou 2 caractérisé en ce qu'il comprend une source d'alimentation électrique autonome. 4. Système selon l'une des revendications 1 ou 3 caractérisé en ce que le moyen de mise en veille/éveil comporte un interrupteur (28) passant de l'état ouvert à l'état fermé ou inversement, lorsque la carte (25) est positionnée sur l'unité de lecture (20). 5. Système selon la revendication 4 caractérisé en ce que le moyen de mise en veille/éveil comporte un aimant (30) solidaire d'un portillon (32) monté mobile sur la borne (1) entre une position dans laquelle il ferme un logement (23) au sein duquel la carte (25) est 14 2777677 positionnée pour sa lecture, et une position d'ouverture et d'accès au logement (23), ledit aimant (30) commandant l'état fermé ou ouvert de l'interrupteur (28) selon sa position relative. 6. Système selon la revendication 5 caractérisé en ce que le portillon (32) est monté mobile par l'intermédiaire d'un axe d'articulation supérieur, entre une position instable d'ouverture et une position stable de fermeture, de manière à assurer la fermeture automatique du logement (23) par gravité, I'aimant (30) étant o disposé dans la partie basse du portillon (32), I'interrupteur (28) étant disposé sur la borne (1) vers la partie basse du logement (23) pour être situé au voisinage de l'aimant (30) lorsque le portillon (22) est fermé. 7. Système selon des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que l'unité de lecture (20) comporte une fonction de programmation selectionnable par l'utilisateur pour programmer dans le temps la gestion de la distribution de fluide. 8. Système selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que la source d'alimentation électrique autonome est une pile, une batterie, un panneau solaire ou une turbine. 9. Borne de distribution de fluide, en particulier d'eau, apte à être utilisée dans un système conforme à l'une des revendications 1 à 8. 10. Carte à puce sans contact, de préférence à liaison par radio- fréquence, apte à être utilisée dans un système selon l'une des revendications 1 à 8.