Brevet FR2850459A1 — publié le 20040730

La présente invention concerne un dispositif pour mesurer de manière continue la modification du contact entre deux surfaces curvilignes jointives à partir d'une mesure de résistance. On entend par curviligne une surface construite à partir d'une courbe directrice et des sections de cette courbe directrice. Une section est une ligne rectiligne ou non définie pour chaque point de la courbe directrice. Les sections forment un ensemble de lignes rectilignes ou non 10 qui coupent la courbe directrice mais ne se coupent pas entre elles. La courbe directrice et l'ensemble des sections définissent une surface. La surface ainsi définie peut être plane ou non. Nous appelons bords de la surface de contact l'ensemble des points extrémités des sections. 15 La surface curviligne possède donc deux bords. Elles possèdent également deux extrémités, confondues ou non, qui sont les deux sections situées aux extrémités de la courbe directrice et que nous appelons extrémités de la surface. Nous appelons joint une surface de contact 20 curviligne entre deux éléments. La détection de fuite ou d'intrusion de matière est traditionnellement réalisée par des capteurs externes qui détectent la présence anormale de la matière suite à son passage entre deux éléments en contact réalisant normalement une frontière étanche entre deux zones. Ces capteurs peuvent être des capteurs mesurant la pression d'un fluide, ou des capteurs permettant la détection d'un composé chimique, ou des capteurs permettant la détection de la présence de matière ou tout autre type de capteurs 30 en fonction de l'application. La dégradation d'étanchéité est alors détectée lorsque le passage de matière entre les deux zones a eu lieu, c'est à dire après rupture d'étanchéité, la rupture d'étanchéité pouvant être définie comme une rupture d'intégrité de la zone de contact définissant un chemin entre les deux bords de la surface. L'étendue de la dégradation est alors estimée à partir de la quantité de matière qui est passée d'une zone à l'autre par ce chemin. Le contrôle d'étanchéité des portes et trappes étanches est également le plus souvent réalisé par des mesures de différence de pression, qui ne permettent pas de contrôler le positionnement correct du joint d'étanchéité de la porte ou trappe. La présente invention permet de remédier à ces inconvénients, en apportant un contrôle par mesure de résistance de l'intégrité du contact entre deux éléments en contact selon une surface curviligne. Elle permet ainsi de détecter et de mesurer le décollement partiel du contact en n'importe quel point de la surface de contact avant la fuite ou l'intrusion, et donc de prévoir et prévenir cet événement. Chaque surface de contact (1) et (2) (fig) est pavée par des motifs conducteurs séparés entre eux par des zones 20 isolantes. On définit une ligne conductrice comme une ligne joignant les deux extrémités de la surface curviligne et homotope à sa ligne directrice. Le pavage de chaque surface (1) et (2) est conçu de manière à ce que leur superposition forme une surface conductrice ininterrompue selon une ligne conductrice de la surface curviligne, c'est à dire qu'il soit possible de tracer entre les deux extrémités de la surface curviligne une ligne conductrice contenue dans la surface formée parla réunion des motifs conducteurs des surfaces (1) et (2). Nous appelons cette ligne ligne de conduction des motifs. Les motifs sont ainsi réalisés que lors de la mise en contact des deux surfaces chaque motif conducteur de la surface (1) est en contact avec deux motifs conducteurs consécutifs selon la ligne de conduction de la surface 35 (2), et que chaque motif conducteur de la surface (2) est en contact avec deux motifs conducteurs consécutifs de la surface (1). La mise en contact des deux surfaces a pour conséquence la mise en contact des motifs conducteurs et la création d'un élément conducteur selon la ligne de conduction des motifs entre les deux extrémités de la surface curviligne. La disposition des motifs conducteurs est telle que l'élément conducteur ainsi constitué est un dipôle résistif constitué des résistances des différents motifs mis en 10 série. Nous appelons surface de conduction la surface définie par l'intersection des surfaces conductrices des surface (1) et (2) et par surface isolante la surface complémentaire de la surface conductrice dans la surface de contact curviligne. Les motifs conducteurs sont inclus dans les pièces en contact, (4) et (5) et suivent les déformations de ces pièces. Un dispositif de mesure de la résistance électrique entre les deux extrémités du conducteur permet de mesurer 20 la qualité du contact entre les deux surfaces et son évolution dans le temps. En cas de décollement affectant la surface conductrice, un accroissement de résistance est mesuré entre les deux extrémités. En cas de fuite ou intrusion selon un chemin joignant les deux bords de la surface de contact à travers la surface de conduction, un accroissement de la résistance voire une rupture de la conduction entre les deux extrémités est détectée. Les motifs conducteurs étant en série sur la ligne de conduction, la variation de résistance de du conducteur de 30 bout en bout est égale à la variation de résistance de l'un des motifs lors d'une évolution du contact entre les deux surfaces. Le dispositif fonctionne également si chaque motif est en contact avec plus de deux motifs de la surface opposée. Dans ce cas, la résistance de bout en bout est une composition de résistances en parallèle et en série. Dans tous les cas, l'évolution de la résistance 15 20 25 30 traduit l'évolution locale du contact entre les deux pièces. Selon des modes particuliers de réalisation, il est possible de définir plusieurs lignes conductrices sur une même surface de contact. Cette configuration permet de réduire les risques de fuite à travers la zone isolante. Il est possible de positionner les deux points de mesure aux extrémités de la surface de contact soit sur le même élément, soit l'un sur l'un des éléments et l'autre sur l'autre Il est possible de multiplier les points de mesure. Cette configuration supprime les zones de non détection potentielles au voisinage des points de mesure. Elle permet également de localiser les évolutions de contact par secteur. Enfin, elle permet de corriger la dérive de la résistivité du matériau suite à des variations des caractéristiques physiques du milieu, telles que température, pression. Il est possible d'utiliser un signal alternatif pour effectuer les mesures. Cette solution réduit les risques d'électrolyse Il est possible d'utiliser des signaux différents (fréquence ou temporel) pour effectuer des mesures entre les différents points de mesure, Il est possible d'employer différents types de motifs et en particulier des motifs permettant de garantir un contact en série partielle ou totale entre les motifs des deux surfaces quelle que soit la position respective des deux surfaces, ce qui évite d'avoir à caler les surfaces entre elles. Les motifs conducteurs peuvent être obtenus par métallisation des surfaces en contact, (1) et/ou (2). - Les motifs conducteurs peuvent être obtenus par inclusion de polymères conducteurs dans les pièces (4) et/ou (5). La figure 1 présente la problématique générale de l'invention, sur une vue en coupe. Deux éléments (4) et (5) créent une frontière étanche entre deux zones (12) et (13). Ces deux éléments sont en contact par une surface de contact curviligne (3). Cette surface curviligne correspond à deux surfaces physiques, la surface (1) de contact de l'élément (4), et la surface (2) de contact de l'élément (5). La figure 2 présente le dispositif, vu de profil. (3) est la zone de contact entre les surfaces de contact (1) de la pièce (4) et (2) de la pièce (5). (3) est donc le joint entre les deux pièces, vu longitudinalement. (6) et (7) sont les deux points de mesure reliés à des conducteurs permettant de mesurer la résistance en série sur toute la longueur de la surface de contact. En fonction du montage choisi, (6) et (7) peuvent être raccordés à la même surface de contact, (1) par exemple, ou sur chacune des surfaces, (6) étant raccordé à 1 et (7) à (2). La figure 3 présente les deux surfaces de contact (1) et (2). (6) et (7) sont les deux points de mesure de la résistance. Ils ont ici été raccordés à la même surface de contact, (1). Les motifs (8) sont conducteurs, tandis que (9) est une zone isolante. La forme des motifs peut être différente en fonction du type d'application et de la précision sur la détection des décollements souhaitée. 30 La figure 4 représente la superposition des deux surfaces (1) et (2), vue de dessus. Le contact est établie entre l'ensemble des motifs conducteurs (8) des surfaces (1) et (2) créant un conducteur dont on mesure la résistance entre (6) et (7). (23) est ce que nous appelons 35 la ligne de conduction, qui relient les points de conduction des motifs. La figure 5 reproduit la figure 4. La surface de conduction, intersection des motifs de (1) et de (2) est représentée en grisé (10). On remarque que la zone (11), qui est un contact entre un motif de (1) et un motif de (2) n'est cependant pas incluse dans le conducteur entre (6) et (7), ce qui crée une zone d'ombre potentielle qui peut être réduite par des points de mesure multiples comme présenté plus loin. La figure 6 présente une vue en coupe du dispositif avec 10 un contact uniforme des deux pièces (4) et (5) sur toute la surface. L'appareil (22) mesure la résistance entre les points (6) et (7). La figure 7 présente une vue en coupe après décollement de surface en (14) . Le décollement de surface 15 a provoqué une rupture de la conduction entre (6) et (7). Les figures 8, 9, 10, 11 et 12 présentent les mêmes situations, mais dans le cas o les deux points de mesure ne sont pas sur la même surface. Le point de mesure (6) est sur la surface (1) et le point de mesure (7) sur la 20 surface (2). La figure 13 présente deux lignes de conduction avec des motifs décalés entre les deux lignes, ce qui accroît la sensibilité du dispositif. Les points de mesure (15) et(16) de la deuxième ligne ont été disposés sur l'autre 25 surface de contact. Il est possible de les disposer indifféremment sur l'une ou l'autre des surfaces. Il est également possible de construire ainsi une nombre quelconques de lignes de conduction. La figure 14 illustre la juxtaposition de motifs 30 conducteurs correspondant la figure 13. L'usage de plusieurs lignes de conduction permet de paver de manière optimale la surface de contacts par des motifs de conduction. La figure 15 présente l'utilisation du dispositif 35 dans le cas d'un joint circulaire, qui peut être, plus généralement, un joint en courbe fermée. Le conducteur linéaire est obtenu en faisant concider deux zones isolantes (17) des surfaces de contact (1) et (2) lors de la mise en contact de (1) et (2). Les autres zones isolantes de l'une ou l'autre des surfaces de contact sont chevauchées par un motif conducteur de l'autre surface. La surface de contact est également raccordée à des points 5 de mesure multiples, (6) et (7), qui sont à l'extrémité du conducteur, et (18), (19) et (20) qui sont répartis sur le conducteur. Cette configuration permet de mesurer la résistance entre les différents points de mesure pour localiser les zones de décollement éventuel du contact à partir de mesures successives entre les deux mêmes points. Elle permet de corriger les évolutions de conduction des motifs en fonction des paramètres physiques extérieures, température, pression, en comparant l'évolution de la résistance sur chaque secteur. Elle permet également 15 d'éviter les zones d'ombre au voisinage des points de mesure. Ainsi, une évolution du contact au voisinage de (18) sera mesurée entre (7) et (19). Pour effectuer en permanence les mesures entre les couples de points de mesure, nous proposons de définir 20 un signal électrique, alternatif de préférence pour limiter les risques d'électrolyse, différent (en fréquence ou en temps) pour chaque couple de points de mesure. La figure 16 présente un motif particulier, identique pour les deux surfaces (1) et (2). Ce motif garantit pour 25 chaque motif conducteur d'une des surfaces de contact un contact avec au moins deux motifs de la surface opposée, quelle que soit la position relative des deux surfaces de contact. La figure 17 présente un autre ensemble de motifs, les motifs de la surface (1) étant orthogonaux aux motifs de la surface (2). Cette configuration présente les mêmes caractéristiques que celle de la figure 16, à savoir un contact de chaque motif avec au moins deux motifs de la surface opposée quelle que soit la position et une optimisation de la couverture de la surface de contact. La figure 18 présente une variante du dispositif o les deux surfaces (1) et (2) ne sont plus en contact de matière mais sont reliées par un joint (21) constitué d'un élément conducteur selon des lignes parallèles, fibres conductrices par exemple, et joignant les deux surfaces de contact (1) et (2). Ces lignes conductrices peuvent être orthogonales aux deux surfaces de contact, mettant ainsi en conduction des points qui seraient en contact de matière en l'absence de (21). Elles peuvent également être orientées différemment. Ce type de matériau peut être obtenu par inclusion de fibre conductrices dans un matériau isolant type caoutchouc. Les points de mesure (6) 10 et (7) peuvent être positionnés sur la même surface ici (1) ou sur l'une et l'autre des surfaces (voir figure 19). REVENDICATIONS 1/ Dispositif de contrôle d'intégrité de contact entre deux surfaces curvilignes caractérisé par la mesure d'une résistance sur des lignes de motifs conducteurs, les motifs conducteurs étant répartis selon une ligne de conduction sur chacune des surfaces en contact de manière à ce que la mise en contact des surfaces résulte en la création d'un conducteur le long de la ligne de conduction, avec mise en série partielle ou totale des résistances respectives des motifs. 2/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par plusieurs lignes de motifs indépendantes mises en place sur chacune des surfaces conductrices. 3/ Dispositif selon les revendications 1 ou 2 caractérisé par un joint formant une courbe fermée, la ligne de conduction ouverte étant obtenue en faisant coincider des zones isolantes des deux surfaces en contact. 4/ Dispositifs selon la revendication 1 ou 2 ou 3 caractérisé par deux points de mesure situés aux 20 extrémités de la ligne 5/ Dispositif selon la revendication 1 ou 2 ou 3 caractérisé en ce que chaque ligne de conduction comporte des points de mesure multiples répartis sur la ligne de conduction 6/ Dispositif selon la revendication 5 caractérisé par l'utilisation des signaux électriques différents (fréquence ou temporel) caractérisant chaque couple de points de mesure pour la mesure de résistance entre chaque couple de points de mesure 7/ Dispositifs selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par des points de mesure placés aux extrémités de l'une des surfaces en contact 8/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par des points de mesure répartis arbitrairement entre les deux pièces en contact. 9/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par la présence d'un matériau conducteur selon des lignes parallèles entre elles et joignant les deux surfaces comportant les motifs conducteurs. 10/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par l'utilisation de motifs conducteurs obtenus par métallisation des surfaces de contact 11/ Dispositif selon l'une quelconque des 15 revendications précédentes, à l'exclusion de la revendication 10, caractérisé par l'utilisation de polymères conducteurs inclus dans les deux pièces en contact.