Brevet FR2820934A1 — publié le 20020816

La présente invention concerne un moyen électronique et un procédé d'exploitation nouveaux, destinés à télétransmettre les comptages de fluides (matériels ou immatériels) à usage domestique et/ou industriel. Ces comptages matériels sont effectués traditionnellement par des capteurs volumétriques nécessitant la lecture visuelle in-situ dans des endroits souvent difficiles d'accès (exemple : compteur d'eau potable enfoui pour lutte contre le gel). Des progrès méritoires permettent une relève informatisée grâce à un déport d'interface et un ordinateur portable (comptage d'énergie électrique). Mais toutes ces solutions impliquent le relevé in-situ. Par ailleurs, certains comptages (telle la consommation téléphonique) sont controversés, le compteur n'étant pas implanté au domicile de l'abonné, il n'offre pas de lisibilité et la solution apparaît vulnérable à certains abus ou dysfonctionnements. Le moyen électronique et le procédé selon l'invention permettent de remédier à ces inconvénients et offrent d'autres avantages développés ci-après. Ils relèvent de la télétransmission et de la télémétrie et n'utilisent que des technologies maîtrisées dont le multiplexage par impulsions codées. Leur objectif principal consiste à transmettre vers les exploitants de réseaux distribués de fluides (eau potable ou non potable, froide, chaude, vapeur ; gaz combustibles ou chimiques ; pulvérulents ; énergie électrique, électronique, vidéo, audio, téléphonique, télégraphique, etc. ) les consommations mesurées par des compteurs (volumétriques et/ou quantitatifs horaire et informatique). Le système se caractérise par : - une électronique centrale alimentée en énergie électrique (éventuellement secourue), connectée à un réseau quelconque de télécommunication bi-directionnel (téléphone ou télégraphie filaire, poste à poste ou commuté, boucle locale radio, téléphonie hertzienne, via satellite, via le Net, etc.). - un ensemble de câblage-instrumentation (filaire eVou à fibres optiques) collectant les informations des capteurs les plus divers de mesure physique (tension, pression, température, durée, etc. ) de comptage incrémental informatique, mais surtout les compteurs volumétriques (eau, gaz, etc.). Pour se faire, il faut d'abord saisir l'information élémentaire : - concernant les capteurs de grandeur physique, les technologies existent. - concernant le comptage incrémental, également. - par contre, les compteurs volumétriques domestiques, à ce jour, se caractérisent par une interface visuelle généralement constituée de roues codeuses à décade nécessitant une lecture in-situ. Une modification simple de ces compteurs consiste à remplacer les actuelles roues codeuses uniquement visuelles par des roues codeuses visuelles et électriques (composant existant dans l'industrie et rendant possible le recyclage par rétrofit du compteur). Les informations électriques (analogique ou binaire codé décimal) sont regroupées sur un connecteur indépendant. Une liaison électrique relie ce connecteur à l'électronique centrale. On peut imaginer d'autres modifications des compteurs actuels, par exemple : - adjonction de code barre sur les roues codeuses et lecture dans l'électronique centrale, - suppression des roues codeuses au profit de résolvers ou compteurs incrémentaux. Il semble toutefois judicieux de sauvegarder l'interface visuelle afin de lever de doute. L'information élémentaire du capteur ou du compteur est adressée à un conditionneur-adaptateur chargé de standardiser le signal. Le signal de sortie passe ensuite au travers de portes dédiées (ces portes peuvent être éventuellement doublées en série pour sécuriser la confidentialité) pour constituer une des entrées d'un multiplex. La sortie de ce multiplex après adaptation-numérisation est adressée à l'entrée émission d'un modem (modulateur-démodulateur) compatible et relié au réseau de télécommunication évoqué cidessus auquel l'exploitant est (ou peut-être) abonné. Les capteurs et les compteurs peuvent accueillir éventuellement le conditionneur-numériseur et dès lors, les liaisons de l'électronique centrale vers les capteurs pourront être supportées par un bus numérique simplifiant et modularisant les câblages. La liaison conditionneur±+compteur doit être particulièrement sécurisée dans le cas de réseaux véhiculant des combustibles. Ces conditionneurs seront préférentiellement à isolement galvanique et à sécurité intrinsèque en limitant passivement et activement les tensions et courants (antidéflagrance). Le modem évoqué ci-dessus est associé en réception à un module de décodage chargé de contrôler les appels reçus en vraisemblance et d'ouvrir les portes d'accès aux informations dédiées. Ainsi, l'exploitant d'un réseau distribué quelconque (par exemple le distributeur d'eau) appelle au moyen d'un ordinateur personnel muni d'un modem l'électronique centrale, décline son identité par l'envoi d'un premier code confidentiel, envoie d'autres codes si nécessaire pour solliciter l'ouverture séquentielle des portes qui lui sont dédiées et ainsi peut lire la mesure effectuée par le capteur élémentaire (dans cet exemple, la voie pression d'eau, et la voie volume d'eau débitée). Ainsi l'exploitant évite la lecture visuelle in-situ, malaisée du compteur. Un circuit chien de garde refoule les codes erronés et rompt la liaison lors de réitérations de cette erreur. Ce circuit surveille par ailleurs le bon fonctionnement de l'ensemble. Grâce à cette chaîne, le système peut avantageusement fonctionner en sens inverse et permettre à l'exploitant d'adresser des télécommandes tout ou rien (ou plus complexes) pour activer des actionneurs via le multiplex et d'autres portes dédiées, l'électronique centrale fournissant l'énergie nécessaire (dans l'exemple ci-dessus une électrovanne obturant tout ou partie du débit d'eau). Ainsi l'électronique centrale met à la disposition de l'exploitant des outils lui permettant d'envisager'la calibration, l'étalonnage (sous réserve d'agrément de l'organisme de métrologie), le télédiagnostic, la télémaintenance, la cessation de la distribution en cas de danger ou de contentieux. A cette architecture centrale, peuvent s'intégrer des appendices optionnels complétant la prestation : - l'électronique centrale est interface avec l'ordinateur personnel de l'abonné : celui-ci a alors accès (sous réserve d'accord avec l'exploitant) à toutes les données mesures et à certaines voies de commandes utiles à l'exploitation domestique tels : le délestage, les mises en veille. Avec une instrumentation complémentaire et sous réserve de développer ses propres algorithmes pour des asservissements divers, il peut réaliser de la domotique, de la télédomotique et enfin de la télésurveillance. Cet appendice, pour peu que l'ordinateur soit doté d'une boite aux lettres ou imprimante (activation par code secret) et d'un dispositif de paiement électronique, permet la téléfacturation et le télépaiement. - l'électronique centrale peut comporter un module aiguilleur, qui, à réception de signaux identifiers téléphoniques (existants ou à créer), après reconnaissance va orienter avec une grande célérité la ligne de télécommunication vers les divers terminaux domestiques : le système ci-dessus, l'ordinateur personnel, le télécopieur, le téléphone vocal, le répondeur-enregistreur téléphonique différant l'activation de la sonnerie pour les seules communications vocales. - l'électronique centrale peut intégrer (ou être interfacée avec) un compteur téléphonique installé dans ce cas chez l'abonné. Compteur dont l'état et le téléchargement tarifaire transitent discrètement via le système ci-dessus comme de simples voies de mesure et de commande. - l'électronique peut être enrichie de dispositifs garantissant à l'exploitant l'intégrité de la liaison avec ses capteurs-compteurs voire actionneurs et de surveiller la pertinence de l'information en correspondance biunivoque avec l'abonné (par exemple en transmettant le numéro de série du compteur), - l'électronique peut être dotée de sous fonctions telles que : > autonomie d'énergie permettant de secourir les réseaux vitaux à des fins d'interrogation et ou de mise en veille sécurité, > intégration temporelle et mémorisation pour les débits autorisant l'usage de débit-mètre (tel que tube de PITOT) en lieu et place de compteur volumétrique. L'architecture proposée ci-dessus, avec tout ou partie de ses appendices optionnels se décline en trois grandes variantes : - Une première variante dénommée domestique ou mono domicile consiste à installer l'électronique centrale chez l'abonné. Celle-ci collecte et véhicule tout ou partie des informations des divers réseaux distribués convergeant chez l'abonné. Elle utilise l'énergie électrique et le branchement au réseau de télécommunication propres à l'abonné. Cette variante cible particulièrement l'habitat neuf. - La deuxième variante dénommée résidentielle ou multi-domicile consiste à installer l'électronique centrale dans les parties communes de la résidence multi-domicile. L'apport d'énergie électrique peut être puisé sur celle des communs et le branchement de télécommunication partagé avec celui du gardien par exemple. Elle collecte alors les informations d'un ou plusieurs distributeurs pour la totalité des abonnés de ces distributeurs. Dans cette variante, l'électronique peut avantageusement être scindée en une électronique centrale hébergeant le multiplex final et des électroniques locales hébergeant les conditionneurs-adaptateurs et des sous-multiplex. Cette variante cible l'habitat déjà construit et particulièrement les grands ensembles. - La troisième variante est hybride des deux précédentes. A noter que ces variantes autorisent la réinstallation des compteurs et organes de sectionnement chez l'abonné permettant ainsi : - de minimiser la vulnérabilité des installations externes aux domiciles, - de minimiser les travaux d'aménagement de lotissements (coffrets désormais inutiles). REVENDICATIONS 1) Système électronique et procédé d'exploitation destinés à la lecture électrique à distance de l'état de capteurs et notamment de compteurs volumétriques, caractérisés par une électronique centrale connectée à un moyen de télécommunication bidirectionnel et collectant les mesures nécessaires aux exploitants de réseaux distribués (fluides liquides et gazeux, pulvérulents, énergie électrique, téléphonie, télégraphie, transmissions audio, vidéo, logiciels, etc.). 2) Système électronique et procédé d'exploitation selon la revendication 1 caractérisés par leur capacité à offrir, en sens inverse, à l'exploitant d'un réseau distribué, des télécommandes permettant d'activer des actionneurs ou adresser des commandes numériques. 3) Système électronique et procédé d'exploitation selon les revendications 1 et 2 caractérisés par leur aptitude à discriminer les voies de mesure et de commande en n'ouvrant que les seules portes dédiées à un seul exploitant, par l'instauration de mots de passe dont les codes n'ouvrent que les portes requises. 4) Système électronique et procédé d'exploitation selon les revendications 1-2 et 3 caractérisés par leur capacité de couplage à un ordinateur personnel doté de périphériques adaptés permettant ainsi la télé-facturation et le tête-paiement. 5) Système électronique et procédé d'exploitation selon les revendications 1-2 et 3 caractérisés par une déclinaison en trois grandes variantes : - une variante mono-domicile installée au domicile et collectant chez l'abonné tout ou partie des mesures des distributions convergeant à ce domicile, - une variante multi-domicile installée dans les parties communes de l'ensemble résidentiel pour un, plusieurs, ou la totalité des distributeurs. Cette variante peut présenter une électronique centrale et des électroniques locales. - une variante hybride des deux précédentes. 6) Système électronique et procédé d'exploitation selon les revendications 1-2 et 3 caractérisés par l'aptitude à l'installation de comptages téléphonique, télégraphique, audio, vidéo,.... chez l'abonné en permettant l'interrogation discrète à distance et le téléchargement tarifaire. 7) Système électronique selon la revendication 1 caractérisé par son aptitude à aiguiller rapidement la ligne de télécommunication vers les divers appareils implantés chez l'abonné. 8) Système électronique et procédé d'exploitation selon les revendications 1-2-3 et 4 caractérisés par leur aptitude, sous réserve d'accord avec les exploitants, à l'utilisation par l'abonné des mesures et certaines commandes à des fins de domotique et téiédomotique. 9) Système électronique et procédé d'exploitation selon les revendications 1-2-3-4-5-7 et 8 caractérisés par la capacité optionnelle d'autonomie d'énergie nécessaire à l'acquisition de mesure et l'envoi de télécommandes à caractère sécuritaire. 10) Système électronique caractérisé par la transformation de compteurs volumétriques domestiques actuels, uniquement à lecture visuelle in-situ, en compteurs à lecture électrique à distance.