Brevet FR2785673A1 — publié le 20000512

La présente invention concerne les dispositifs permettant d'au moins détecter le déplacement d'un point dans un référentiel donné, qui trouvent des applications particulièrement avantageuses dans la surveillance des déplacements potentiels d'au moins un point d'un sol, d'un ouvrage d'art ou analogue. La présente invention a pour but de réaliser un dispositif permettant d'au moins détecter le déplacement d'un point dans un référentiel donné, point pour lequel on peut prévoir, avec une grande probabilité, un déplacement suivant une direction prédéterminée, qui soit d'une structure très simple, facile à mettre en oeuvre et à utiliser, et malgré tout d'une très grande précision. Plus précisément, la présente invention a pour objet un dispositif permettant d'au moins détecter le déplacement d'un point dans un référentiel donné, point pour lequel on peut prévoir, avec une grande probabilité, un déplacement suivant une direction prédéterminée, caractérisé par le fait qu'il comporte un objet lumineux, des moyens pour placer ledit objet lumineux en association avec ledit point, un premier objectif de focalisation, des premiers moyens pour associer ledit premier objectif de focalisation avec ledit référentiel en un premier endroit différent de celui où est situé ledit point et de façon que son axe optique passe, au moins initialement, sensiblement par ledit objet et qu'il soit non confondu avec ladite direction prédéterminée, et un premier plan de focalisation apte à recevoir l'image de l'objet lumineux donnée par ledit premier objectif de focalisation. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard du dessin annexé à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lequel : La figure unique représente un schéma de principe d'un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention. Le Demandeur tient à préciser que cette figure unique ne représente qu'un exemple de mode de réalisation de l'objet selon l'invention, mais qu'il peut exister d'autres modes de réalisation qui répondent à la définition de cette invention. II précise en outre que, lorsque, selon la définition de l'invention, l'objet de l'invention comporte"au moins un"élément ayant une fonction donnée, le mode de réalisation décrit peut comporter plusieurs de ces éléments. 11 précise aussi que, si le mode de réalisation de 1'objet selon l'invention tel qu'illustré comporte plusieurs éléments de fonction identique et si, dans la description, il n'est pas spécifié que l'objet selon cette invention doit obligatoirement comporter un nombre particulier de ces éléments, 1'objet de l'invention pourra tre défini comme comportant"au moins un"de ces éléments. Le dispositif schématiquement illustré sur la figure unique permet d'au moins détecter le déplacement d'un point 1 dans un référentiel donné 2, point pour lequel on peut prévoir, avec une grande probabilité, un déplacement suivant une direction prédéterminée 3. A titre d'exemple, le référentiel 2 est défini sur la figure unique par un repère orthonormé X, Y et Z. Ce dispositif comporte un objet lumineux 10 et des moyens, schématiquement représentés en 11 sur la figure, pour placer cet objet lumineux en association avec le point 1 de façon qu'il soit le plus proche possible de celui-ci. Cet objet lumineux peut tre de tout type, par exemple une source apte à émettre elle-mme des rayons lumineux. Mais il peut aussi tre constitué d'un objet éclairé par une source lumineuse et qui réfléchit et/ou diffuse la lumière émise par cette source, en notant que la source lumineuse peut tre une source artificielle comme une lampe électrique, un générateur laser ou analogue, ou naturelle comme le soleil quand cette dernière solution est possible. Dans une forme avantageuse sur le plan économique et qui donne de bons résultats, cet objet est défini dans un plan 15 et est constitué d'une croix réalisée sur un fond en un matériau absorbant la lumière, comme un fond noir. Quant aux moyens 11 pour placer l'objet lumineux 10 en association avec le point 1, ils ne posent pas de problème de mise en oeuvre par à un homme du métier qui saura trouver la solution en fonction de la nature du point. Par exemple, si le point 1 appartient à une paroi métallique, ces moyens 11 peuvent tre constitués par une patte dont une extrémité est soudée à la paroi et dont l'autre extrémité est fixée, par exemple par vissage ou analogue, dans le plan 15. Le dispositif comporte aussi un objectif de focalisation 12, comme une lentille convergente ou analogue, des moyens schématiquement représentés en 13 sur la figure, pour associer l'objectif 12 avec le référentiel 2, en un endroit 31 différent de celui où est situé le point 1 et de façon que son axe optique 30 passe, au moins initialement, sensiblement par l'objet 10.11 est aussi très préférable que cet axe optique 30 ne soit pas confondu avec la direction prédéterminée 3. Le dispositif comporte en outre un plan de focalisation 14 apte à recevoir l'image de l'objet lumineux 10 formée par l'objectif 12 afin de pouvoir observer cette image par tous moyens, de façon directe ou indirecte. Un exemple de réalisation avantageux de ces moyens sera donné ci-après. II est bien évident que, comme les moyens 11 pour placer l'objet lumineux 10 en association avec le point 1, les moyens 13 seront eux aussi facilement définis par l'homme du métier. A titre d'exemple, ces moyens 13 peuvent tre constitués par un trépied ou analogue sur lequel sont fixés l'objectif 12 et le plan de focalisation 14. Dans une réalisation préférentielle très avantageuse, 1'objectif 12 et le plan de focalisation 14 sont constitutifs d'une caméra comme une caméra vidéo. De cette façon, le plan de focalisation 14 est avantageusement constitué par une mosaïque de cellules photosensibles 16, par exemple du type CCD, aptes à délivrer à leurs sorties 17 des signaux représentatifs de la quantité de lumière qu'elles reçoivent. Avec une telle réalisation, le dispositif peut tre facilement automatisé. Il comporte dans ce cas des moyens 18, du type ordinateur ou analogue, pour analyser et traiter les signaux délivrés par les cellules photosensibles, ces moyens 18 étant en outre aptes à délivrer à leur sortie 19 un signal d'alarme. Comme ce dispositif est destiné à tre placé en tous lieux, mme en des lieux où peuvent régner des atmosphères polluées, il est avantageux de prévoir des moyens pour protéger et nettoyer, par exemple périodiquement, 1'objet lumineux de façon qu'il puisse toujours avoir la mme luminosité, ainsi que des moyens pour protéger et nettoyer périodiquement l'objectif de focalisation de façon que l'image de l'objet 10 ne s'altère pas dans le temps. Ces deux types de moyens sont bien connus en eux-memes. Ils n'ont donc pas été illustrés et ne seront pas plus amplement décrits ici, dans l'unique souci de simplifier les dessins et la description. Il est bien évident qu'il n'est pas toujours possible de prévoir de façon certaine la direction du déplacement du point 1, surtout dans le cas des applications qui seront données ci-après. On peut malgré tout prévoir, avec une grande probabilité, un déplacement suivant une direction prédéterminée 3. Dans ce cas, il est avantageux que I'angle a que fait cette direction prédéterminée 3 et l'axe optique 30 ait une valeur la plus proche possible de 90 pour obtenir, comme il sera démontré ci-après, la plus grande sensibilité de détection possible. Si, notamment pour des raisons de disposition géographique des lieux, il n'est pas possible de donner à l'angle a la valeur de 90 , on pourra lui donner sensiblement la valeur de 45 . Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne de la façon suivante : Le dispositif est disposé initialement comme décrit ci-avant et illustré sur la figure unique. L'image de l'objet 10 se forme sur le plan de focalisation 14, au point focal 35 de l'objectif 12. Si 1'objet 10 subit un déplacement suivant la direction 3, par exemple un déplacement ô jusqu'au point référencé 40, l'image de cet objet formée par l'objectif 12 se déplace dans le plan de focalisation en application des lois de l'optique géométrique, pour se former en 42. Selon ces lois, la nouvelle position de l'image de 1'objet 10 est définie par la direction de propagation des rayons lumineux représentée en traits interrompus sur la figure unique. La valeur du déplacement de l'image est égale à 6 le est représentative du déplacement du point 1 puisque l'objet 10 est lié à ce point. Il est à noter que, comme conséquence de la façon dont se forme l'image de l'objet 10, si le déplacement 6 de cet objet s'effectue selon l'exemple illustré, la valeur 8'du déplacement de l'image est la plus grande, et donc aussi la précision de la détection, lorsque l'angle a défini ci-dessus est égal à 90 . Quand le plan de focalisation 14 appartient à une caméra, le déplacement de l'image peut facilement tre détecté électroniquement et un signal peut tre délivré automatiquement en sortie 19 des moyens 18. Ce signal peut constituer par exemple un signal d'alarme ou analogue. Il est bien évident que, si on ne connaît pas la direction 3 du déplacement du point, il est impossible de quantifier le déplacement 8 de ce point. II est aussi évident que, si le point 1, et donc 1'objet 10, se déplace suivant la direction de l'axe otique 30 pour prendre une position par exemple comme celle illustrée en 41, il est presque impossible de détecter le déplacement du point. II est en conséquence avantageux que le dispositif selon l'invention comporte en outre un second objectif de focalisation 12', des seconds moyens 13'pour associer ce second objectif avec le référentiel 2 en un second endroit 31'différent de celui du point 1 et aussi du premier endroit 31 de façon que son axe optique 30'passe, au moins initialement, sensiblement par l'objet 10, et un second plan de focalisation 14'apte à recevoir l'image de l'objet lumineux 10 donnée par le second objectif 12'. Il est à noter qu'il est alors possible de placer le second objectif 12'de façon que son axe optique 30'soit confondu avec la direction 3. En effet, si le premier ensemble"objectif 12-plan focal 14"détecte un déplacement 8 du point 1 et si le second ensemble"objectif 12'-plan focal 14"', ne détecte rien, il est alors certain que le point 1 s'est déplacé suivant la direction 3. Dans ces conditions, il est alors possible de quantifier le déplacement ô. Avec un dispositif tel que décrit ci-dessus, il est possible de détecter le déplacement du point 1 dans les trois dimensions et mme éventuellement, par triangulation, de quantifier la valeur de ce déplacement. Le dispositif selon l'invention trouve des applications dans de nombreux domaines, par exemple la surveillance de la déformation de la paroi d'un tunnel, d'un pilier de pont, d'un tablier de pont, d'un mur d'immeuble, de la paroi d'un puits, de la surface d'un sol, etc. Dans ces applications, le référentiel 2 est la Terre. Cependant il est aussi possible que, notamment dans le cas d'un tunnel, le référentiel soit lié à la paroi du tunnel elle-mme. Cependant, un tel dispositif peut aussi tre utilisé, par exemple pour surveiller les déformations de la paroi d'un mobile comme la paroi d'un bateau ou analogue. Dans ce cas, le référentiel est lié au bateau lui-mme. REVENDICATIONS 1-Dispositif permettant d'au moins détecter le déplacement d'un point (1) dans un référentiel (21, point pour lequel on peut prévoir, avec une grande probabilité, un déplacement suivant au moins une direction prédéterminée (3), caractérisé par le fait qu'il : -un objet lumineux (10), -des moyens (11) pour placer ledit objet lumineux en association avec ledit point, -un premier objectif de focalisation (12), -des premiers moyens (13) pour associer ledit premier objectif (12) avec ledit référentiel (2) en un premier endroit (31) différent de celui où est situé ledit point et de façon que son axe optique (30) passe, au moins initialement, sensiblement par ledit objet (10) et qu'il soit non confondu avec ladite direction prédéterminée (3), et -un premier plan de focalisation (14) apte à recevoir l'image de l'objet lumineux (10) donnée par ledit premier objectif (12). 2-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit objet lumineux est défini dans un plan (15). 3-Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ledit objectif (12) et le plan de focalisation sont constitutifs d'une caméra. 4-Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le plan de focalisation (14) est constitué par une mosaïque de cellules photosensibles (16) aptes à délivrer à leurs sorties (17) des signaux représentatifs de la quantité de lumière qu'elles reçoivent. 5-Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (18) pour analyser et traiter lesdits signaux et aptes à délivrer à leur sortie (19) un signal d'alarme. 6-Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour protéger et nettoyer ledit objet lumineux. 7-Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour protéger et nettoyer ledit objectif. 8-Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'angle (a) que fait ladite direction prédéterminée (3) et l'axe optique (30) du premier objectif a une valeur la plus proche possible de 90 . 9-Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un second objectif de focalisation (12'), des seconds moyens (13') pour associer ledit second objectif avec ledit référentiel (2) en un second endroit (31') différent de celui dudit point (1) et du premier endroit (31) et de façon que son axe optique (30') passe, au moins initialement, sensiblement par ledit objet (10), et un second plan de focalisation (14') apte à recevoir l'image de l'objet lumineux (10) donnée par ledit second objectif (12'). 10-Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que, à titre d'application, ledit point (1) appartient à l'un des éléments suivants : la paroi d'un tunnel, un pilier de pont, le tablier d'un pont, un mur d'immeuble, la paroi d'un puits, la surface d'un sol, la paroi d'un mobile.