Brevet FR2832499A1 — publié le 20030523

La présente invention concerne un module électronique pour détonateur, utilisé dans le domaine des mines et des carrières et formant système d'amorçage des explosifs. Un module de détonateur comprend en général une carte de circuit imprimé portant les composants électroniques du circuit, cette carte ayant la forme d'une plaquette allongée logée dans un tronçon de tube et noyée dans ce tronçon ou cette enveloppe tubulaire par une résine de blocage. De l'une des extrémités de l'enveloppe sort des conducteurs de raccordement du module à une ligne de tir elle-même reliée à une unité centrale de programmation et de commande tandis qu'à son autre extrémité l'enveloppe et le circuit imprimé qu'elle contient possède des moyens pour sa connexion à l'amorce pyrotechnique qui lui est ajoutée. Ces détonateurs électroniques sont utilisés dans un milieu hostile. Il est donc nécessaire de protéger au maximum les composants du module électronique d'une part des contraintes mécaniques provenant des ondes de chocs issues des explosions des charges précédentes dans un plan de tir programmé et des contraintes électromagnétiques qui sont à même de perturber les communications entre le module et l'unité centrale de programmation et de commande de la mise à feu. Pour résister aux contraintes mécaniques, on choisit généralement une enveloppe métallique résistante en acier. Celle-ci présente cependant des inconvénients : d'une part il peut se produire des contacts électriques intempestifs entre les composants électroniques du module et l'enveloppe et d'autre part cette enveloppe transmet et concentre toutes les perturbations électromagnétiques pouvant provenir du milieu extérieur aux circuits électroniques. Pour remédier à ces inconvénients, l'invention a pour objet un module de commande électronique pour détonateur comprenant une carte de circuit imprimé équipée des composants du circuit, qui est enfermée dans une enveloppe tubulaire et qui est noyée dans une résine de blocage de la carte dans l'enveloppe, dans lequel un écran de blindage est interposé entre la carte et l'enveloppe tubulaire, cet écran présentant une face isolante tournée vers l'enveloppe et une face conductrice tournée vers la carte, la face conductrice étant électriquement reliée au conducteur de masse de la carte de circuit imprimé. Cet écran assure ainsi une double fonction, à savoir une isolation contre les contacts électriques intempestifs pouvant se produire entre les composants du circuit électronique du module et l'enveloppe extérieure et un écran aux perturbations électromagnétiques provenant du milieu extérieur et transmises voire concentrées par l'enveloppe métallique ferromagnétique. Dans un mode de réalisation avantageux de cet écran, l'écran est formé par une feuille en matière plastique souple et élastique dont la face conductrice est recouverte d'une encre conductrice à l'exception d'une marge périphérique. Cette feuille peut être ainsi facilement raccordée électriquement à la carte de circuit imprimé et être enroulée autour de cette carte avec un chevauchement important, l'élasticité de la feuille permettant de l'introduire aisément dans l'enveloppe métallique en l'enroulant sur un diamètre plus petit que le diamètre intérieur de cette enveloppe et, une fois introduite dans l'enveloppe, la feuille tendant à se dérouler élastiquement pour venir s'appuyer contre la face interne de l'enveloppe tubulaire formant ainsi un moyen de maintien provisoire de la carte électronique avant qu'il y soit coulé la résine de blocage. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront de la description donnée ci-après d'un exemple de sa réalisation. Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 illustre la carte de circuit imprimé du module électronique selon l'invention, équipée de son écran de blindage, - la figure 2 illustre par une vue de face l'écran de blindage seul, - la figure 3 illustre l'introduction de la carte de circuit imprimé avec son écran de blindage dans une enveloppe ferromagnétique, - la figure 4 illustre par une coupe longitudinale le module électronique réalisé. A la figure 1 on a représenté une carte de circuit imprimé 1 en forme de plaquette allongée qui porte tous les composants électroniques nécessaires au fonctionnement du module de commande d'un détonateur électronique et notamment une capacité 2 qui forme une réserve d'énergie destinée à être chargée avant la mise à feu et à être déchargée dans l'amorce pyrotechnique qui sera reliée au module électronique. L'écran de blindage selon l'invention porte la référence 3 sur la figure 1 et est représenté comme une feuille rigide mais pouvant être élastiquement recourbée sur elle-même, ayant la consistance d'une feuille de RHODOÏD ou d'un film photographique. Cet écran 3 est planté sensiblement perpendiculairement à la plaquette 1 au moyen de limandes 4 de connexion. A la figure 2 on constate que cet écran 3 comporte une feuille de base 5 en matière plastique isolante ayant la consistance décrite ci-dessus sur une face de laquelle on a réalisé une impression 6 d'encre conductrice. L'encre ne recouvre pas totalement l'une des faces de la feuille en matière plastique 5 : elle laisse non imprimée une marge périphérique 7. La face recouverte d'encre est elle-même recouverte d'un film isolant 8 qui comporte deux réserves inférieures 9 et 10 au droit desquelles les limandes 4 en matériau conducteur sont agrafées pour être au contact électrique de l'encre conductrice 6. Ces limandes 4 possèdent des parties qui font saillie à l'extérieur d'un bord de la feuille 5, ces parties en saillie pouvant être implantées dans des orifices de la plaque de circuit imprimé 1, orifices conducteurs reliés au circuit de masse de cette plaque de circuit imprimé. Lorsque l'assemblage mécanique électrique de l'écran 3 et de la plaque de circuit imprimé 1 est réalisé, on enroule la feuille 3 sur elle-même en enfermant la plaque de circuit imprimé 1 comme illustré à la figure 3. La face revêtue d'encre conductrice de cet écran est tournée en regard de la plaque 1. La dimension de l'écran 3 perpendiculaire à la plaque 1 est telle qu'il peut être roulé sur lui-même avec une zone de chevauchement 11 de manière à former un écran total en direction radiale entre les composants portés par la plaque de circuit imprimé et l'extérieur. En ayant pris la peine d'enrouler l'écran pour former un tube de diamètre plus petit que le diamètre intérieur d'un tube métallique enveloppe 12, il est aisé d'introduire la plaque 1 et l'écran 3 ainsi roulé sur lui-même à l'intérieur du tube métallique 12 et, lorsqu'on relâche l'écran 3 après introduction, ce dernier tend à se dérouler en venant se plaquer contre la face intérieure du tube métallique 12. La plaque de circuit imprimé 1 est alors provisoirement maintenue à l'intérieur du tube métallique, par la friction entre l'écran 3 et ce tube. On aura noté que la marge 7 permet de garantir que l'encre conductrice ne viendra pas au contact du tube métallique 12. Ce tube métallique sera de préférence un tube en acier sans soudure. A la figure 4 on a représenté les éléments déjà décrits avec, pour la plaque de circuit imprimé 1, un conducteur électrique 13 soudé sur la plaque de circuit imprimé et sortant du tube métallique par l'une de ses extrémités pour le raccordement du module à unité de programmation et de commande. On a fermé le tube métallique 12 par un bouchon 14, traversé de manière étanche par le conducteur 13, afin de pouvoir remplir presque totalement le tube équipé du circuit imprimé et de l'écran d'une résine de blocage 15 de préférence une résine de polyuréthane afin d'assurer à l'intérieur du tube 12 un maintien résilient de la plaque de circuit imprimé 1 et de ses composants apte à mieux encaisser les ondes de chocs. Enfin, on aura noté que la figure 4 comporte une capacité 2 enrobée d'une enveloppe 16 réalisée en mousse de caoutchouc naturel ou de synthèse constituant un élément d'amortissement et de freinage des accélérations du condensateur 2 sous l'effet des ondes de chocs. En effet, ces capacités sont des condensateurs électrochimiques qui sont sensibles aux chocs mécaniques et qui peuvent perdre tout ou partie de leur charge sous l'effet d'une accélération très importante comme celle qui est engendrée par une onde de chocs. On comprend en outre que la coulée de la résine de polyuréthane peut s'opérer aisément puisque le tube est maintenu verticalement, cette position étant possible par le maintien sans glissement de la plaque de circuit imprimé à l'intérieur du tube 12 au moyen de l'écran élastique. REVENDICATIONS 1. Module de commande électronique pour détonateur comprenant une carte (1) de circuit imprimé équipée des composants du circuit, qui est enfermée dans une enveloppe tubulaire (12) et qui est noyée dans une résine de blocage (15) de la carte dans l'enveloppe, caractérisé en ce qu'il comprend un écran de blindage (3) interposé entre la carte (1) et l'enveloppe (12) tubulaire, présentant une face isolante tournée vers l'enveloppe (12) et une face conductrice (6) tournée vers la carte, la face conductrice étant électriquement reliée au conducteur de masse de la carte de circuit imprimé (1). 2. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écran de blindage (3) est formé par une feuille en matière plastique (5) souple et élastique dont la face conductrice est recouverte d'une encre conductrice (6) à l'exception d'une marge (7) périphérique. 3. Module selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche d'encre conductrice (6) est recouverte d'un film de protection (8) isolant. 4. Module selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe tubulaire (12) est formée par un tronçon de tube d'acier sans soudure et en ce que la résine de blocage (15) est une résine de polyuréthane. 5. Module selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant de manière connue un composant capacitif électrochimique (2), caractérisé en ce que ce composant (2) comporte une enveloppe extérieure (16) d'amortissement de chocs.