Brevet FR2847280A1 — publié le 20040521

Le domaine technique de l'invention est celui des dispositifs permettant d'arrêter un véhicule. De tels dispositifs sont mis en oeuvre par les forces de police pour barrer une voie de circulation et arrêter tout véhicule cherchant à forcer un tel barrage. Un des dispositifs les plus utilisés consiste en une herse déployable portant des pointes destinées à perforer les pneumatiques du véhicule. Cependant aujourd'hui les véhicules sont souvent équipés de pneumatiques incorporant une bande de roulement interne rigide qui assure la stabilité de la conduite en cas de crevaison. Un véhicule ainsi équipé peut donc forcer une herse sans que sa capacité à rouler ne soit altérée. C'est le but de l'invention que de proposer un dispositif permettant de pallier de tels inconvénients. Ainsi le dispositif selon l'invention est de mise en ouvre simple analogue à celle des herses connues mais il a une efficacité améliorée et peut stopper un véhicule équipé de roues à bande de roulement interne rigide. Ainsi l'invention a pour objet un dispositif d'arrêt pour un véhicule comprenant au moins une roue équipée d'un pneumatique, dispositif comprenant au moins une pointe destinée à s'enfoncer dans le pneumatique du véhicule, dispositif caractérisé en ce que la pointe porte une extrémité amovible destinée à pénétrer dans le pneumatique et ayant un profil assurant son maintien à l'intérieur du pneumatique, extrémité amovible incorporant au moins une charge explosive ainsi qu'un dispositif d'initiation de cette charge. Selon un mode particulier de réalisation, la charge explosive pourra être une charge formée. Le dispositif d'initiation de la charge pourra comprendre une réserve d'énergie sous la forme d'un condensateur qui pourra être chargé à partir d'une source d'énergie externe pouvant être reliée à l'extrémité amovible par une connexion électrique. Le dispositif d'initiation de la charge comprendra avantageusement un premier interrupteur électrique assurant la mise à feu de la charge, premier interrupteur qui sera ouvert lorsque l'extrémité amovible se trouvera disposée sur la pointe et qui sera fermé lorsque l'extrémité amovible sera extraite et/ou éloignée de la pointe. Selon une variante de réalisation, le premier interrupteur électrique pourra être actionné par une tige coulissante poussée radialement par un ressort, tige qui se trouvera maintenue par une paroi de la pointe, lorsque l'extrémité amovible sera fixée à celle ci, et qui, poussée par le ressort, se déplacera lorsque l'extrémité amovible sera extraite de la pointe, établissant ainsi le contact électrique. Le dispositif d'arrêt pour véhicule pourra comprendre un verrou assurant l'immobilisation de la tige lorsque celle ci se trouvera dans sa position établissant le contact électrique. Le premier interrupteur électrique pourra être un interrupteur électronique statique commandé par un circuit interne au dispositif d'initiation, circuit assurant la détection de la rupture de fils électriques qui assurent la connexion du dispositif et commandant la fermeture de l'interrupteur comme suite à la détection de cette rupture. Le dispositif d'arrêt comportera un boîtier de commande incorporant la source d'énergie externe, boîtier qui sera relié au dispositif d'initiation de l'extrémité amovible et qui comportera des moyens permettant d'alimenter et de décharger le condensateur incorporé dans le dispositif d'initiation. Selon une autre caractéristique de l'invention, la connexion électrique pourra incorporer une résistance de décharge assurant la décharge du condensateur lors de la déconnexion de la source d'énergie externe. Selon une autre variante de réalisation, le dispositif d'arrêt pourra comprendre un deuxième contact électrique de validation disposé en série avec le premier contact de mise à feu, contact réalisé sous la forme d'un interrupteur statique dont la position ouverte ou fermée ne pourra être commandée que par le boîtier de commande. Le dispositif d'arrêt selon l'invention pourra comporter un réseau de pointes équipées chacune d'une extrémité amovible, tous les dispositifs d'initiation incorporés dans ces extrémités étant reliés au boîtier de commande par un BUS filaire. Les dispositifs d'initiation pourront incorporer une électronique de contrôle qui comportera une interface entrée/sortie destinée à échanger des signaux avec le boîtier de commande au travers du BUS, et qui comportera aussi au moins une mémoire ou registre destinée à recevoir un code d'identification permettant sa reconnaissance par le boîtier de commande. L'électronique de contrôle pourra assurer le test d'au moins un initiateur assurant le déclenchement de la charge explosive. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'un mode particulier de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans les quels: - la figure 1 est un schéma figurant la mise en oeuvre d'un dispositif d'arrêt de véhicule selon l'invention, - la figure 2 est une vue de détail en coupe partielle montrant la structure d'une pointe du dispositif selon l'invention ainsi que de son extrémité amovible, - la figure 3 est une vue de détail représentant le premier contact électrique de l'extrémité amovible, - la figure 4 représente une variante de réalisation d'une extrémité amovible, - la figure 5 représente schématiquement un mode de réalisation d'un connecteur permettant de raccorder l'extrémité amovible à un boîtier de commande, - la figure 6 est un schéma électrique représentant le raccordement de différents dispositifs d'initiation au boîtier de commande. En se reportant à la figure 1, un dispositif l selon l'invention comprend un support 2 disposé sur le sol de façon à barrer une route 3. Le support 2 porte plusieurs rangées de pointes 4 et il est relié par un fil 6 à un boîtier de commande 5 disposé à distance. Le support 2 est ici représenté schématiquement sous la forme d'une plaque. Il sera avantageux pour faciliter le stockage et la mise en oeuvre opérationnelle de réaliser le support sous la forme d'une structure pliable, par exemple formée de barres articulées entre elles. Les pointes pourront alors être disposées à l'intersection des différentes barres ou bien sur les barres. Une telle structure de herse pliable est déjà connue (notamment par les brevets W00135045 et GB2300660) . Elle ne fait pas l'objet de la présente invention et ne sera donc pas décrite plus en détails. La figure 2 montre de façon plus détaillée la structure d'une pointe 4. Cette pointe est disposée dans un alésage 8 du support 2. Elle est fixée par exemple par un système de liaison à baőnnette 7. Conformément à l'invention la pointe 4 comprend une extrémité amovible 9 qui est solidaire d'un porte pointe 10 lié au support 2. L'extrémité amovible est rendue solidaire du porte pointe 10 par l'intermédiaire d'un anneau 29 en matière plastique. L'anneau 29 présente un chanfrein permettant l'introduction de l'extrémité 9 dans le porte pointe 10. Il est fendu pour lui assurer une certaine élasticité et il se loge dans une gorge annulaire aménagée sur la paroi du porte pointe 10. L'extrémité 9 de la pointe est destinée à perforer un pneumatique de véhicule (non représenté). Elle présente donc une extrémité 9a pointue et comporte un profil 9b assurant son maintien à l'intérieur du pneumatique, par exemple au moins un rebord acéré 9b empêchant le retrait de l'extrémité 9 hors du pneumatique. Selon une caractéristique essentielle de l'invention l'extrémité amovible 9 contient au moins une charge explosive l ainsi qu'un dispositif 12 d'initiation de cette charge. Charge 11 et dispositif d'initiation 12 sont disposés dans un logement cylindrique 13 aménagé à l'intérieur de l'extrémité amovible 9. Le dispositif d'initiation 12 est représenté schématiquement sur la figure 2. Il comprend une réserve d'énergie sous la forme d'un condensateur 14 dont une armature est reliée à un détonateur 15 par l'intermédiaire d'un premier interrupteur électrique 16. L'autre armature du condensateur 14 est reliée au détonateur par l'intermédiaire de la masse conductrice de l'extrémité 9 de la pointe. Le premier interrupteur électrique 16 est actionné par une tige coulissante 17 qui est mobile radialement dans un trou aménagé dans la paroi de l'extrémité amovible 9. Cet interrupteur sera décrit plus en détails par la suite. Le condensateur 14 est relié par des fils 45 à une fiche 19a qui est destinée à être raccordée à une fiche complémentaire 19b de façon à former un connecteur 19. Les fiches 19a et l9b sont représentées ici séparées pour la clarté de la figure 2. Ces fiches sont naturellement raccordées l'une à l'autre lorsque le dispositif est opérationnel. La fiche 19b est solidaire du support 2 elle est reliée par des fils 6 au boîtier de commande 5 qui comporte une source d'énergie 20 permettant de charger le condensateur 14. La figure 3 montre de façon plus détaillée un exemple de réalisation du premier interrupteur électrique 16. Celui ci comprend deux lamelles conductrices souples 21a et 21b, la première lamelle 21a est reliée à une armature du condensateur 14, la deuxième lamelle 21b est reliée à une broche du détonateur 15. La tige 17 est réalisée en un matériau isolant, par exemple en matière plastique et elle est interposée entre les deux lamelles 21a et 21b. La tige 17 est poussée radialement par un ressort 22 qui prend appui, d'un côté sur une cloison 24 interne au dispositif, et de l'autre sur une collerette 25 solidaire de la tige 17. Cette tige est engagée dans un trou 23 réalisé dans une paroi de l'extrémité amovible 9. Elle est immobilisée par une paroi du porte pointe 10 dans la position représentée ici o le contact électrique n'est pas établi entre les lamelles. La collerette 25 est réalisée en un matériau conducteur par exemple en métal. Lorsque l'extrémité amovible 9 est extraite du porte pointe 10 la tige 17 peut se déplacer poussée par son ressort 22. La collerette 25 a une forme conique qui permet d'écarter les lamelles 21a et 21b. Ces dernières s'appliquent élastiquement contre la collerette 25 établissant ainsi le contact électrique. Une deuxième tige 26 est disposée sensiblement perpendiculairement à la première tige 17 et elle coulisse dans un trou 27 réalisé dans la cloison 24. Elle est poussée par un ressort 28 qui prend appui, d'un côté sur la cloison 24, et de l'autre sur un épaulement 26a de la tige 26. Cette deuxième tige est en appui contre la première tige 17. Elle constitue un verrou qui permet d'assurer l'immobilisation de la tige de contact 17 lorsque celle ci se trouve dans sa position établissant le contact électrique. Le fonctionnement du dispositif est le suivant. Lorsque l'extrémité amovible est fixée sur son porte pointe 10 il est possible de charger le condensateur 14 à partir de la source d'énergie 20 disposée dans le boîtier de commande 5. Aucune initiation de la charge explosive n'est possible en raison de la présence du premier interrupteur 16. Lorsqu'un pneumatique écrase l'extrémité 9 de la pointe, celle-ci pénètre dans le pneumatique et elle se trouve emprisonnée dans celui ci en raison de son rebord 9b. Elle est alors extraite par le pneumatique hors du porte pointe 10. L'anneau 29 est choisi avec une résistance mécanique suffisamment faible pour pouvoir être cisaillé lors du passage du pneumatique. L'extraction de l'extrémité amovible 9 actionne l'interrupteur 13 qui relie le condensateur 14 au détonateur 15. Ce dernier initie alors la charge explosive Il à l'intérieur du pneumatique qui se trouve désagrégé par l'énergie de l'explosion. 2 g d'un explosif suffisent à provoquer la destruction de l'enveloppe d'un pneumatique ainsi que la rupture d'une bande de roulement rigide disposée à l'intérieur de celui ci. La capacité à rouler du véhicule se trouve alors fortement réduite. L'extraction de l'extrémité amovible 9 provoque la rupture des fils assurant la liaison électrique entre le boîtier de commande et le dispositif d'initiation. Cette rupture est sans importance, la capacité 14 qui a été chargée lors de l'armement du dispositif suffit à assurer l'alimentation électrique du détonateur. A titre de variante on pourra remplacer l'interrupteur électrique 16 à commande mécanique par un interrupteur électronique statique qui sera incorporé au dispositif d'initiation. On pourra ainsi prévoir un circuit assurant la détection de la rupture des fils 45 assurant la liaison électrique entre le boîtier de commande et le dispositif d'initiation. De tels interrupteurs et leur circuit de commande sont bien connus de l'Homme du Métier, il suffit de détecter la modification d'une résistance électrique ou bien la disparition d'une tension de commande, évènements qui ne peuvent apparaître que suite à la rupture des fils. Une telle variante présente pour avantage de retarder l'instant d'initiation de la charge explosive. En effet celle ci n'intervient plus dès l'extraction de l'extrémité 9 hors de son support mais ultérieurement après la rupture des fils 45. Par ailleurs il est alors possible d'extraire accidentellement une extrémité de pointe hors de son support sans provoquer la détonation de la charge si les fils ne sont pas rompus. La sécurité du démontage est donc accrue. Afin d'accroître encore plus l'efficacité du dispositif selon l'invention on pourra remplacer la charge explosive 1i par une charge formée. La figure 4 montre ainsi une extrémité amovible 9 suivant cette variante de réalisation. La charge explosive 11 comporte une cavité conique sur laquelle est appliqué un revêtement 30 par exemple en cuivre. L'initiation de la charge explosive 11 par le détonateur 15 provoque d'une façon bien connue la formation d'un jet du matériau du revêtement 30. Ce jet est animé d'une vitesse importante (de l'ordre de 5000 m/s) et il a des capacités de perforation suffisantes (de l'ordre de 100 mm dans le caoutchouc) pour détruire non seulement la bande de roulement interne au pneumatique mais également la jante de la roue. La destruction des jantes provoque l'arrêt immédiat du véhicule. Afin de parfaire la sécurité du dispositif selon l'invention on pourra prévoir des moyens assurant une décharge du condensateur de mise à feu lorsque le dispositif n'est plus utilisé et doit être retourné en zone de stockage. Les condensateurs 14 pourront aisément être déchargés à partir du boîtier de commande 5. La figure 6 montre ainsi un boîtier de commande 5 incorporant un interrupteur de décharge 31 permettant de relier à une résistance de décharge 32 les deux fils 6a et 6b alimentant les condensateurs 14 des différentes extrémités amovibles 9 du dispositif. Cet interrupteur est actionné manuellement par l'opérateur pour mettre le dispositif hors service. On pourra complémentairement prévoir des moyens assurant une décharge du condensateur 14 de mise à feu lorsque les porte pointes 10 sont démontés. La figure 5 montre ainsi un connecteur 19 dans lequel la fiche femelle 19a solidaire de la pointe amovible 9 comporte une résistance de décharge 33 qui est reliée par des lamelles conductrices souples 34a, 34b aux douilles de connexion 35a et 35b. En reliant ainsi les douilles 35a et 35b cette résistance 33 assure automatiquement la décharge du condensateur 14 lors de la déconnexion de la source d'énergie externe. La fiche mâle 19b, qui est solidaire du support 2, porte deux électrodes 36a et 36b destinées à s'engager dans les douilles 35a et 35b pour assurer la connexion électrique. Cette fiche 19b comporte aussi une lèvre annulaire 37 isolante. Lors du raccordement des fiches 19a et l9b la lèvre 37 s'engage dans un sillon 38 de la fiche femelle et elle écarte les lamelles 34a et 34b supprimant ainsi le shunt de décharge. On a décrit précédemment le fonctionnement du dispositif selon l'invention en considérant une seule pointe 4 dotée d'une extrémité amovible 9. Il est bien entendu que le dispositif selon l'invention met en òuvre un réseau de pointes 4 qui sont toutes équipées d'une extrémité amovible 9. La figure 1 montre un tel réseau. Afin de simplifier la connectique et la commande des pointes, tous les dispositifs d'initiation des différentes pointes sont reliés au boîtier de commande 5 par un BUS de transmission de données 39 (voir figure 6). La technologie des BUS est bien connue et elle est notamment mise en oeuvre dans le domaine de l'automobile. Les systèmes de BUS permettent de simplifier le câblage et ils autorisent une introduction ultérieure de nouveaux composants sans qu'il soit nécessaire de redéfinir le câblage. Comme cela est plus particulièrement visible sur la figure 6, tous les dispositifs d'initiation 12a, 12b... sont montés en parallèle sur la paire de fils 6a,6b du BUS 39. Le boîtier de commande 5 comprend une électronique de gestion 40 qui pilote le dispositif. Cette électronique gère l'adressage des différents dispositifs d'initiation 12. Chaque dispositif d'initiation 12 incorpore un circuit électronique de contrôle 41 qui comporte une interface entrée/sortie 42 destinée à échanger des signaux avec l'électronique de gestion 40 du boîtier de commande 5 au travers du BUS 39. Chaque circuit de contrôle 41 comporte aussi au moins une mémoire ou registre 43 qui est destinée à recevoir un code d'identification transmis par l'électronique de gestion 40 et qui permet à cette dernière de reconnaître et distinguer chaque dispositif d'initiation 12. il Une telle disposition permet d'assurer le contrôle par l'électronique de gestion 40 du bon fonctionnement de chaque dispositif d'initiation 12. A cette fin le circuit électronique de contrôle 41 de chaque dispositif d'initiation 12 sera défini de façon à pouvoir assurer au moins un test du détonateur 15 assurant le déclenchement de la charge explosive. Par exemple un test de continuité ou de résistance électrique. Ainsi lors de la mise sous tension du dispositif, la source d'énergie 20 assurera la charge des condensateurs 14 des différentes pointes ainsi que l'alimentation électrique des circuits électroniques 41 de chaque dispositif d'initiation. L'électronique de gestion 40 affectera alors à chaque pointe 9 du dispositif une adresse qui sera mémorisée dans chaque dispositif 12. Cette adresse sera utilisée pour les échanges de données entre l'électronique de gestion et les différents dispositifs d'initiation. Périodiquement l'électronique de gestion 40 interrogera chaque dispositif d'initiation 12 sur son état (charge de la capacité, état du détonateur). Chaque circuit de contrôle 41 répondra alors à l'électronique de gestion 40. Cette dernière pourra alors donner à l'utilisateur une visualisation de l'état du dispositif et permettra de repérer les pointes 4 défaillantes en vue de les remplacer. Ce protocole de gestion, adressage et contrôle de composants électropyrotechniques est bien connu de l'Homme du Métier. On pourra par exemple considérer les brevets FR2801698, FR2799425, US6422596 et EP507581, qui décrivent des dispositifs de BUS mis en oeuvre dans les sécurités automobiles. Avantageusement on pourra renforcer la sécurité du dispositif en prévoyant un deuxième contact électrique de validation 44 dans le dispositif d'initiation 12 de chaque pointe, disposé par exemple dans le circuit électronique de contrôle 41 Ce deuxième contact 44 sera monté en série avec le premier contact 16 de mise à feu. Il sera réalisé sous la forme d'un interrupteur statique bistable dont la position ouverte ou fermée ne pourra être commandée que par le boîtier de commande 40. Ainsi les charges explosives il ne pourront être actionnées que lorsqu'elles auront été au préalable reliées au boîtier de commande 5. Ce dernier commandera simultanément la fermeture de tout ou partie des deuxièmes contacts en réponse à un ordre donné manuellement par l'utilisateur. Cet ordre correspondra ainsi à un armement des pointes explosives. On pourra ainsi armer toutes les pointes explosives d'une barrière ou bien seulement certaines zones de la barrière. L'initiation ne peut cependant intervenir qu'en cas d'extraction d'une extrémité de pointe 9 hors de son support 10. Lorsque l'armement du dispositif n'est plus souhaité, l'utilisateur ouvrira les second contacts 44 assurant ainsi la neutralisation des différentes pointes qui même extraites ne pourront plus exploser. La décharge des condensateurs 14 pourra être ensuite commandée à partir du boîtier de commande 40 en préalable au repli du dispositif. La sécurité du dispositif est alors optimale. En effet les détonateurs 15 ne sont susceptibles d'être déclenchés qu'après fermeture de deux contacts, une telle fermeture ne pouvant intervenir que consécutivement à deux évènements d'origines distinctes et intervenant dans un ordre bien défini: la validation de l'état armé par un opérateur suivie de l'extraction mécanique d'une pointe 4. Si une pointe est extraite d'un dispositif alors que le deuxième interrupteur n'a pas été actionné elle ne peut exploser. Par ailleurs la sécurité est renforcée grâce à la présence des résistances de décharge 33, 32 au niveau de chaque connecteur 19 ainsi qu'au niveau du boîtier de commande 5. REVENDICATIONS 1- Dispositif d'arrêt (1) pour un véhicule comprenant au moins une roue équipée d'un pneumatique, dispositif comprenant au moins une pointe (4) destinée à s'enfoncer dans le pneumatique du véhicule, dispositif caractérisé en ce que la pointe (4) porte une extrémité amovible (9) destinée à pénétrer dans le pneumatique et ayant un profil (9b) assurant son maintien à l'intérieur du pneumatique, extrémité amovible incorporant au moins une charge explosive (11) ainsi qu'un dispositif d'initiation (12) de cette charge. 2- Dispositif d'arrêt pour véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge explosive (11) est une charge formée. 3- Dispositif d'arrêt pour véhicule selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif d'initiation (12) de la charge comprend une réserve d'énergie sous la forme d'un condensateur (14) qui peut être chargé à partir d'une source d'énergie externe (20) pouvant être reliée à l'extrémité amovible (9) par une connexion électrique (19). 4- Dispositif d'arrêt pour véhicule selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif d'initiation (12) de la charge (11) comprend un premier interrupteur électrique (16) assurant la mise à feu de la charge (11), premier interrupteur qui est ouvert lorsque l'extrémité amovible (9) est disposée sur la pointe (4) et qui est fermé lorsque l'extrémité amovible (9) est extraite et/ou éloignée de la pointe (4). 5- Dispositif d'arrêt pour véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier interrupteur électrique (16) est actionné par une tige coulissante (17) poussée radialement par un ressort (22), tige qui se trouve maintenue par une paroi (10) de la pointe lorsque l'extrémité amovible (9) est fixée à celle ci, et qui, poussée par le ressort, se déplace lorsque l'extrémité amovible est extraite de la pointe, établissant ainsi le contact électrique. 6- Dispositif d'arrêt pour véhicule selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un verrou (26) assurant l'immobilisation de la tige (17) lorsque celle ci se trouve dans sa position établissant le contact électrique. 7- Dispositif d'arrêt pour véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier interrupteur électrique (16) est un interrupteur électronique statique commandé par un circuit interne au dispositif d'initiation (12), circuit assurant la détection de la rupture de fils électriques (45) assurant la connexion du dispositif et commandant la fermeture de l'interrupteur (16) comme suite à la détection de cette rupture. 8- Dispositif d'arrêt pour véhicule selon une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier de commande (5) incorporant la source d'énergie externe (20), boîtier qui est relié au dispositif d'initiation (12) de l'extrémité amovible (9) et qui comporte des moyens (31,32) permettant d'alimenter et de décharger le condensateur incorporé dans le dispositif d'initiation. 9- Dispositif d'arrêt pour véhicule selon une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que la connexion électrique (19) incorpore une résistance de décharge (33) assurant la décharge du condensateur (14) lors de la déconnexion de la source d'énergie externe (20). 10- Dispositif d'arrêt pour véhicule selon une des revendications 8 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième contact électrique (44) de validation disposé en série avec le premier contact (16) de mise à feu, contact réalisé sous la forme d'un interrupteur statique dont la position ouverte ou fermée ne peut être commandée que par le boîtier de commande (5). 11- Dispositif d'arrêt pour véhicule selon une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte un réseau de pointes (4) équipées chacune d'une extrémité amovible (9), tous les dispositifs d'initiation incorporés dans ces extrémités étant reliés au boîtier de commande (5) par un BUS filaire (39). 12- Dispositif d'arrêt pour véhicule selon la revendication 11, caractérisé en ce que les dispositifs d'initiation (12) incorporent une électronique de contrôle (41) qui comporte une interface entrée/sortie (42) destinée à échanger des signaux avec le boîtier de commande (5) au travers du BUS, et qui comporte aussi au moins une mémoire ou registre (43) destinée à recevoir un code d'identification permettant sa reconnaissance par le boîtier de commande (5). 13- Dispositif d'arrêt pour véhicule selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'électronique de contrôle (41) assure le test d'au moins un initiateur (15) assurant le déclenchement de la charge explosive (11).