Brevet FR2843254A1 — publié le 20040206

L'invention se rapporte à un dispositif de couplage entre un modem et un réseau de distribution électrique délimité ainsi qu'à un procédé mis en oeuvre dans ce dispositif. L'invention concerne plus précisément un dispositif de couplage entre un modem comportant deux bornes pour l'entrée-sortie des signaux HF modulés et des conducteurs électriques de phase, de terre et de neutre d'un réseau de distribution électrique délimité. De manière connue en soi, les dites bornes sont reliées respectivement par deux branches aux conducteurs de terre et de neutre et dont l'une comprend un condensateur. On entend par réseau de distribution délimité, un réseau de lignes ou conducteurs desservi par le même tableau de livraison et de comptage du courant électrique et destiné à alimenter des appareils, outils, machines ou ordinateurs équipant généralement les maisons ou les immeubles de bureaux, ce réseau étant du type par exemple à courant alternatif monophasé ou triphasé avec un conducteur de protection séparé dit de terre. On entend par signal HF un signal à Haute Fréquence, c'est à dire d'une fréquence supérieure à 5 kiloHertz. Depuis longtemps on essaie de transmettre des signaux numériques ou analogiques au moyen de modems transmettant des signaux HF modulés sur le réseau de distribution d'énergie électrique avec pour avantage d'utiliser un câblage déjà existant. Les premiers systèmes utilisaient la phase et le neutre comme média de transport du signal HF modulé des modems et les appareils domestiques ou de bureau utilisaient les mêmes conducteurs pour y prendre l'énergie nécessaire à leur fonctionnement; cela générait de nombreux problèmes. Des problèmes de parasites, d'abord, à cause des transitoires 30 générés par les interrupteurs, les balais des moteurs électriques et les variateurs utilisant des thyristors. Des problèmes à cause des impédances non maîtrisées, ensuite, car beaucoup d'appareils électriques possèdent une impédance capacitive ( condensateurs d'antiparasitage) qui constitue un véritable court-circuit pour le signal HF modulé. De plus, dans le cas des réseaux triphasés domestiques ou de bureaux notamment, la liaison entre les modems ne fonctionnait plus dès qu'on se trouvait branché sur deux phases différentes. Une tentative d'amélioration a consisté à utiliser la terre et le neutre comme média de transmission comme il a été proposé par exemple dans le brevet GB2088175. Quoique très appréciable par sa résistance aux parasites, cette amélioration posait un nouveau problème: celui de la nongarantie de la constance de la position de la phase et du neutre sur les prises de courant qui distribuent l'énergie électrique avec pour conséquence la non-communication des modems. Les solutions proposées jusqu'à maintenant, par exemple celle décrite dans le document JP2150127, faisaient appel à 1o des relais électromécaniques pour sélectionner l'un ou l'autre des fils de la paire phase-neutre en fonction du résultat de la comparaison de leur potentiel avec celui de la Terre. Le but de la présente invention est notamment de proposer de nouvelles solutions moins chères et plus fiables que ces solutions utilisant des relais. Selon l'invention, le dispositif de couplage comporte un filtre passe-haut ou passe-bande bidirectionnel connecté entre les conducteurs de phase et de neutre. Ceci permet d'égaliser le potentiel de la phase et du neutre par rapport à la terre pour les signaux HF modulés du modem tout en bloquant le passage du secteur distribuant l'énergie électrique. Ceci permet également d'écouler les parasites apparaissant entre la phase et le neutre, la transmission des signaux HF modulés peut alors se faire entre la paire phase-neutre d'une part et la terre d'autre part. Dans une deuxième variante, le dispositif de couplage est caractérisé par un filtre passe-haut ou passe-bande bidirectionnel connecté entre le conducteur de phase et la borne d'entrée-sortie des signaux HF modulés du modem allant vers le condensateur menant au conducteur de neutre. Tout en conservant les mêmes avantages que la précédente, cette deuxième variante est parfaitement symétrique par rapport à la phase et au neutre. Ainsi, ces montages, conformes à l'invention, sont complètement insensibles à l'inversion de la phase et du neutre sur les prises de courant, ce qui était un des buts à atteindre. Ces montages fonctionnent aussi entre des branches d'un réseau de distribution électrique triphasé utilisant des phases différentes. Ils peuvent être complètement intégrés dans les boîtiers des modems eux-mêmes. Ils ne demandent aucune modification de l'installation électrique existante, ce qui est un énorme avantage. L'invention concerne aussi un procédé de couplage entre un modem et les conducteurs d'un réseau de distribution électrique délimité, et se caractérise en ce que l'on égalise le potentiel de la phase et du neutre par rapport à la terre pour la HF modulée tout en maintenant ces conducteurs isolés l'un par rapport à l'autre pour le secteur qui distribue 1 'énergie électrique. Le filtre passe-haut du dispositif ou du procédé de couplage io peut comporter un condensateur. Ce condensateur peut avoir une valeur variant de 1 nanoFarad à 10 microFarad selon la fréquence utilisée par la HF modulée et selon la fréquence du réseau de distribution électrique. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 illustre un schéma de l'art antérieur et montre le problème qui apparaît lorsque la phase et le neutre sont croisés sur les prises de courant; La figure 2 représente un premier mode de réalisation selon l'invention avec des condensateurs en guise de filtres; La figure 3 représente un deuxième mode de réalisation selon l'invention avec encore une fois des condensateurs en guise de filtres; La figure 4 représente un troisième mode de réalisation selon l'invention avec toujours des condensateurs en guise de filtres. La figure 1 est un montage dérivé du brevet GB2088175 dans lequel on a schématisé en traits interrompus deux prises de courant 30 1 et 3 reliées respectivement à des conducteurs électriques de phase P, de terre T et de neutre N d'un réseau de distribution électrique délimité et aux bornes 7 et 10 d'entrée-sortie HF des modems 2 et 4. De manière connue en soi, un condensateur 9 est agencé dans l'une des deux branches 6,8 conduisant aux conducteurs de terre T et de neutre N. Ce condensateur 9 sert à transmettre le signal HF modulé tout en arrêtant la tension du secteur. Ce montage montre que si le câblage est différent sur les deux prises de courant 1 et 3, par croisement involontaire de la phase P et du neutre N. les modems 2 et 4 ne peuvent pas communiquer. Dans le mode de réalisation de la figure 2, le modem 2 est relié au réseau de distribution électrique par la prise de courant illustrée par la référence 1. Selon l'invention un condensateur 5 relie ensemble la phase P et le neutre N. Ainsi la phase P et le neutre N deviennent identiques pour la HF, mais restent isolés l'un par rapport à l'autre pour le secteur qui distribue l'énergie électrique. Les parasites sont écoulés lo par cette voie et rendus inoffensifs. Un condensateur 9 agencé dans la branche 6 transporte alors la HF jusqu'à la borne d'entrée HF modulée 7 du modem. La deuxième borne d'entrée HF modulée 10 du modem est reliée directement à la Terre T par la branche 8. Dans le mode de réalisation de la figure 3, Le modem 2 est relié au réseau de distribution électrique par la prise de courant 1. Selon l'invention, un condensateur 5 relie ensemble la phase P et le neutre N. P et N deviennent identiques pour la HF modulée, mais restent isolés l'un par rapport à l'autre pour le secteur qui distribue l'énergie électrique. Les parasites sont écoulés par cette voie et rendus inoffensifs. Le neutre N est relié directement à la borne d'entrée HF modulée 7 du modem par la branche 6. La deuxième borne d'entrée-sortie HF modulée 10 du modem est reliée à la Terre T par un condensateur 9 agencé dans la branche 8. Dans le mode de réalisation de la figure 4, le modem 2 est toujours relié au réseau par une prise de courant 1. La borne d'entrée-sortie HF modulée 7 du modem est reliée, d'une part, à la phase P par le condensateur 5, et d'autre part, au neutre N par le condensateur 9. La deuxième borne d'entrée-sortie HF modulée 10 du modem est reliée directement à la Terre T par la branche 8. Dans les exemples illustrés, on a obtenu de très bons résultats de communication avec des filtres passe-haut à condensateur ayant pour valeur 0.1 microFarad, une fréquence HF modulée de 132 kiloHertz et une fréquence du réseau électrique de 50 Hertz. Une autre caractéristique intéressante de l'invention, et non représentée sur les dessins, consiste à intégrer le dispositif de couplage dans un boîtier commun avec le modem voire même avec un appareil intégrant le modem et à utiliser un unique cordon électrique équipé d'une prise mâle avec terre. Sans sortir du cadre de l'invention, le dispositif de couplage pourrait s'appliquer aux systèmes domotiques ou aux systèmes d'alarmes à courant porteur actuels ou passés qui s'affranchiraient s enfin de tous les problèmes de transmission qui ont empêché leur développement. L'invention pourrait s'appliquer aussi à la commande d'appareils domotiques ou d'alarmes à courant porteur à partir d'un 1o ordinateur maître situé dans la même habitation ou dans le même immeuble. L'invention pourrait enfin servir à la communication par courant porteur entre deux ou plusieurs ordinateurs situés dans la même habitation ou dans le même immeuble. REVENDICATIONS 1) Dispositif de couplage entre les conducteurs électriques de phase (P), de terre (T) et de neutre (N) d'un réseau électrique délimité et les bornes (7-10) d'entrée-sortie des signaux HF modulés d'un modem (2), les dites bornes (7-10) étant reliées respectivement par deux branches (6-8) aux conducteurs de neutre (N) et de terre (T) du réseau électrique et dont l'une comprend un condensateur (9), caractérisé en ce qu'il comporte un filtre passe-haut ou passe-bande bidirectionnel (5) connecté entre les conducteurs de phase (P) et de neutre (N). 2) Dispositif de couplage selon la revendication let dans lequel la branche (6) allant au neutre (N) comporte le condensateur (9), caractérisé en ce qu'il comporte un filtre passe-haut ou passe-bande bidirectionnel (5) connecté entre le conducteur de phase (P) et la borne (7) d'entrée-sortie HF du modem allant vers le condensateur (9) de la branche (6). 3) Dispositif de couplage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le filtre passe-haut ou passebande bidirectionnel comporte un condensateur (5). 4) Dispositif de couplage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le condensateur (5) possède une valeur située dans la plage de 1 nanoFarad à 10 microFarad selon la fréquence de la HF modulée. 5) Dispositif de couplage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est intégré dans un boîtier unique avec un modem, voire même avec un appareil intégrant un modem, et qu'il utilise le même cordon électrique équipé d'une prise mâle avec terre. 6) Procédé de couplage entre un modem et un réseau de distribution électrique délimité, caractérisé en ce que l'on égalise le potentiel de la phase et du neutre par rapport à la terre pour la HF modulée. 7) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on utilise un circuit de filtrage passe-haut ou passe-bande bidirectionnel (5) connecté entre les conducteurs de phase et de neutre. 8) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le circuit de filtrage comporte un condensateur (5) de valeur adaptée.