Brevet FR2787193A1 — publié le 20000616

RESEAUX DENSES DE MESURE DE LA POLLUTION URBAINE La présente invention se rapporte à un réseau dense de mesure de pollution urbaine. La prise de conscience récente des problèmes de santé liés à la pollution urbaine, et la sensibilisation de plus en plus importante des o10 électeurs à ces problèmes amènent depuis peu les responsables politiques à intégrer dans leurs priorités (programme, budget) des moyens de répondre à ces préoccupations. Ces moyens incluent ou incluront nécessairement * de dispositifs de mesure de la pollution 15. des dispositifs d'information du niveau de pollution ou de lutte contre la pollution. La mise en oeuvre de l'un ou l'autre de ces moyens se heurte aux trois obstacles majeurs suivants L'intégration de ces dispositifs au coeur des villes. En effet, pour être efficaces, il faut que ces dispositifs constituent un réseau de mesure (ou de dépollution, ou d'affichage de consignes) dense. L'intégration de ce réseau dans l'architecture d'un centre ville est délicate pour les raisons suivantes: - juridiques (propriétés des emplacements, grand nombre de propriétaires) - esthétiques (les équipement doivent être intégrés dans un environnement déjà très chargé, de manière à ne pas nuire à l'esthétique de la ville) - sécuritaires (les dispositifs ne doivent pas risquer de mettre en danger les usagers de la ville ou de la voirie). L'alimentation électrique S'agissant d'équipements électriques, ils doivent nécessairement être alimentés. Il est toujours très coûteux de tirer des câbles ou de creuser des tranchées, et ce à plus forte raison au coeur d'une ville. La transmission des données acquises i -i1-' ---- Les mesures acquises, ou les alarmes, doivent pouvoir être transmises à distance, de manière fiable et économique. Les réseaux de surveillance existant actuellement sont ceux mis en place dans certaines grandes villes pour déterminer les taux de pollution qui nécessitent des actions urgentes (circulation interdite ou alternée par exemple). Ces réseaux sont constitués de stations de mesure en nombre limité (une dizaine), situées sur des points hauts (tours, immeubles) et distantes entre elles de plusieurs km (réseau AIRPARIF par exemple à Paris). Ces réseaux permettent d'avoir une vue globale sur la pollution. Cependant, une description plus fine du phénomène devrait être réalisée pour l'usager au niveau du sol, là o il la subit directement. De tels réseaux n'existent pas encore, pour les raisons suivantes: - politiques ils feraient apparaître la pollution réelle, qui est importante. Ce point devrait tomber bientôt sous la poussée de la demande des usagers, techniques difficulté d'installer des réseaux denses au coeur d'une ville pour les raisons mentionnées plus haut. La présente invention a pour objet un réseau de mesure de pollution urbaine qui soit dense, qui pose le minimum possible de problèmes juridiques pour sa mise en place, qui puisse être esthétique ou tout au moins qui ne modifie pas l'aspect esthétique des lieux dans lesquels il est implanté, qui ne présente pas de danger pour les usagers, qui soit facile à alimenter en énergie électrique, dont les données des capteurs puissent être facilement et économiquement transmises à un centre de contrôle et de gestion, et dont les capteurs puissent effectuer des mesures fines au niveau du sol. Le réseau conforme à l'invention comporte plusieurs capteurs disposés dans les mobiliers urbains existants, au moins une partie de ces capteurs disposés dans des mobiliers urbains, en particulier les lampadaires, qui comportent des dispositifs déjà alimentés en énergie électrique du réseau électrique urbain, étant alimentés par ce réseau électrique, les données issues de ces capteurs étant transmises à un centre de contrôle et de gestion par radio ou par courants porteurs via ledit réseau électrique urbain. TJI '-]sle Le terme "capteurs" désigne dans la présente description non seulement les têtes de mesure, mais tous les circuits qui peuvent leur être associés: dispositifs d'acquisition, de traitement local, de transmission vers le réseau,.... La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation, pris à titre d'exemple non limitatif est illustrée par le dessin annexé dont la figure unique est un bloc-diagramme d'un réseau de mesure de pollution conforme à Il'invention. Dans la présente description, on désigne par "mobilier urbain" toutes sortes de dispositifs ou constructions urbaines pouvant recevoir des capteurs (qui sont en général relativement peu encombrants, d'un volume de quelques centimètres cubes ou décimètres cubes) sans nécessiter de modifications importantes et sans que leur aspect esthétique soit sensiblement modifié. De préférence, ce mobilier urbain comporte des éléments déjà alimentés en énergie électrique, et ce peut être: des lampadaires d'éclairage public, des bornes ou panneaux ou feux de signalisation routière, des panneaux publicitaires, des abris ou des arrêts d'autobus ou de tramways.... Les capteurs utilisés par l'invention sont choisis en fonction des types de gaz à surveiller. Dans le cas le plus fréquent, il s'agit de pollution atmosphérique par des gaz provenant des véhicules routiers, du chauffage individuel et/ou collectif et/ou industriel par carburants, des émanations industrielles diverses. Bien entendu, pour d'autres types de pollution, on adopte des capteurs appropriés. Le réseau 1 représenté sur la figure unique du dessin comporte un grand nombre de capteurs (plusieurs dizaines à plusieurs centaines, par exemple) disposés dans des éléments de mobilier urbain, et invisibles de l'extérieur, de façon à ne pas modifier l'esthétique de ces éléments. Ces éléments sont, pour l'exemple représenté sur le dessin, des lampadaires 2, des panneaux 3 de signalisation routière et des bornes 4 d'arrêts d'autobus. Parmi ces éléments, certains sont alimentés en énergie électrique par le réseau de distribution électrique urbain 5 (lampadaires, panneaux de signalisation lumineux,..), alors que d'autres (bornes d'arrêt d'autobus,...), ne comportant pas d'appareils électriques, i:[ Y - Uit ne sont pas raccordés au réseau 5, et il peut en être de même pour des éléments qui, bien que comportant des appareils électriques, ne sont pas reliés au réseau 5, auquel cas ou bien ils doivent être reliés à un réseau, ou bien ils comportent une source d'alimentation autonome (piles, accumulateurs, panneaux photo- électriques...). Des capteurs 6 appropriés (capteurs de CO,...) par exemple des capteurs tels que décrits dans la demande de brevet français 98 12 626 sont disposés dans les éléments 2,3 et 4 en des endroits faciles d'accès (par exemple près d'une trappe de visite) et/ou à faible hauteur (par exemple environ lm) afin de capter le même air que celui respiré par les citadins. En variante, ces capteurs peuvent être disposés à une hauteur quelconque dans les éléments de mobilier urbain (par exemple au ras du sol ou à leur partie supérieure), par exemple pour des raisons de facilité d'accès ou d'emplacement du volume libre pouvant les accueillir, comme représenté pour les panneaux de signalisation routière 3 (dont le volume libre est situé en hauteur). Si l'emplacement des éléments de mobilier urbain dans lequel on dispose les capteurs 6 ne débouche pas à l'extérieur, on pratique dans ces éléments un orifice OA d'admission d'air à faible hauteur, et on y dispose, si nécessaire, un conduit intérieur reliant I'orifice au capteur correspondant (les pieds de ces éléments, s'ils sont creux, peuvent servir de conduits). Si nécessaire, on peut prévoir sur le trajet du conduit intérieur un dispositif d'aspiration pour concentrer les gaz aspirés. Bien entendu, si l'on désire mesurer les concentrations de plusieurs gaz différents, on prévoit autant de capteurs spécifiques dans chaque élément de mobilier urbain. Dans le cas o les mesures font appel à un ensemble comportant un émetteur et un récepteur, par exemple des mesures spectrométriques, on dispose l'émetteur dans un élément de mobilier urbain, et le récepteur (capteur) dans un autre élément. En effet, de tels capteurs mesurent l'atténuation d'un rayonnement émis dans différentes longueurs d'onde. Une atténuation importante à une longueur d'onde particulière est caractéristique des molécules de gaz d'un type déterminé présentes sur le trajet de ce rayonnement. Etant donné les faibles concentrations à mesurer, ce type d'appareil nécessite un chemin optique assez long (10 à 100m par exemple). Il est relativement facile de trouver 4 t -7i - des éléments de mobilier urbain, par exemple des lampadaires, pouvant recevoir respectivement un tel émetteur et un tel récepteur et étant suffisamment distants entre eux et en vue directe l'un par rapport à Il'autre. Du fait que les éléments de mobilier urbain, tels que les éléments 2 et 3, sont alimentés par le réseau 5, les capteurs qui y sont implantés peuvent être facilement alimentés par ce même réseau 5. En outre, les données recueillies par ces capteurs peuvent être avantageusement transmises par ce réseau 5 à un centre 7 de contrôle et de gestion, par la technique bien connue des courants porteurs, si le centre 7 est, comme représenté sur le dessin, alimenté également par le réseau 5. Il est bien entendu que les données des capteurs peuvent être transmises de toute autre façon appropriée, par radio, par GSM, par fibres optiques, par réseaux de terrain, par voie filaire,....Dans le cas o des éléments de mobilier, tels que l'élément 4, ne sont pas reliés au réseau 5, on y dispose une batterie BA et/ou une cellule photo-solaire pour alimenter les capteurs. Si les données de ces capteurs doivent être transmises immédiatement au centre 7, ils doivent être reliés à des émetteurs 8 et à des antennes 9 appropriés, coopérant avec un récepteur 10 et son antenne 1 1 disposés dans le centre 7. Bien entendu, si le centre 7 doit envoyer des messages aux capteurs de ces éléments de mobilier 4, le récepteur 1 O est remplacé par un émetteur-récepteur. Le centre 7 comporte un calculateur 12 relié à des périphériques appropriés, désignés dans leur ensemble par la référence 13. Ces périphériques sont par exemple un enregistreur de données, un écran, un clavier d'introduction de données, un dispositif de mémorisation, des alarmes,.... Le calculateur 12 est relié par ailleurs au récepteur 10, ainsi qu'au réseau 5 via une interface appropriée 14 (si les données des capteurs alimentés par le réseau 5 sont transmises par courant porteurs sur ce réseau). Le calculateur 12 comporte les programmes nécessaires pour gérer les capteurs du réseau 1 (réception et traitement des données qu'ils lui envoient, éventuellement envoi de données et/ou d'ordres vers les capteurs,...) et pour exploiter leurs données (calculs sur les données recues, mémorisation, déclenchement d'alarmes,...). Bien entendu, le centre 7 peut être distant de l'agglomération dans laquelle est implanté le réseau de capteurs 6, des moyens de transmission appropriés assurant leur liaison. Il est également bien entendu que le réseau de capteurs de I'invention peut être complété par des capteurs de paramètres physiques annexes autres que ceux relatifs à la concentration en gaz, par exemple des capteurs de température, d'humidité, de luminosité. ]i T-- -] REVENDICATIONS 1 - Réseau dense de mesure de la pollution urbaine, comportant plusieurs capteurs (6) et un centre de contrôle et de gestion (7), caractérisé en ce que les capteurs sont disposés et dissimulés dans des éléments de mobilier urbain. 2 - Réseau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de mobilier urbain comportent l'un au moins des éléments 0 suivants: lampadaires d'éclairage public, bornes ou panneaux ou feux de signalisation routière, panneaux publicitaires, abris ou bornes d'arrêt d'autobus ou de tramways. 3 - Réseau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lorsque les éléments de mobilier urbain comportent des appareils alimentés en énergie électrique, celle-ci alimente également les capteurs. 4 - Réseau selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'énergie électrique est celle fournie par un réseau urbain de distribution électrique. - Réseau selon la revendication 4, caractérisé en ce que les données des capteurs sont transmises par courants porteurs sur le réseau urbain de distribution électrique. 6 - Réseau selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les données des capteurs sont transmises par l'un au moins des moyens suivants: par radio, par GSM, par fibres optiques, par réseaux de terrain, par voie filaire. 7 - Réseau selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les capteurs disposés dans des éléments de mobilier non alimentés en énergie électrique comportent leur propre alimentation autonome et des émetteurs pour transmettre leurs données. 8 - Réseau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des capteurs des paramètres physiques annexes autres que ceux relatifs à la concentration en gaz T-i - - - -