Brevet FR2868834A1 — publié le 20051014

La présente invention concerne un dispositif/procédé selon deux variantes préférentielles, permettant de détecter et de mesurer la déclivité d'un plan orienté quelconque à l'aide de deux coordonnées par rapport au plan horizontal de référence absolu assuré par la surface libre d'un liquide au repos. Les projections de l'axe Z sont ramenées sur le plan complexe X, Y par les composantes orthogonales la!, lbl. Le dispositif/procédé figure (1) exploite les déformations relatives de symétrie angulaire, de cause à effet, par l'utilisation des propriétés optiques de la réflexion par balayage d'un faisceau de photons À incidents monochromatiques issus d'une source immergée, dirigé sur l'interface inhérent à deux milieux réfringents de phases et d'indices n fondamentalement différents en contacts directs. a) Utilisation du plan d'incidence de la surface libre d'un liquide (2) homogène et au repos présentant un indice de réfraction ni pour ni >- 1, 33 dont le niveau constant représente le plan horizontal étalon (4), qui devient de ce fait le plan de comparaison. b) D'une densité moindre et de nature différente, la partie de la cavité supérieure contient un gaz neutre (3) d'indice de réfraction voisin de l'unité n2, en contact direct avec la surface libre du liquide. La surface limitée du plan d'incidence (4) de changement de phase est l'interface de changement d'indices pour ni > n2 au point de contact (9) où s'effectue la conversion angulaire, en se comportant à l'intérieur du liquide, comme le miroir d'un rétroprojecteur plus ou moins parfait. Fonction essentiellement de l'incidence de cheminement des rayons du faisceau monochromatique issus de la source de photons a immergée dans le milieu de propagation d'origine n1, en tête de la balise (7), solidaire dans l'axe de symétrie du dispositif et qui détermine un angle variable limité d'exploitation, inférieur à l'angle solide compris (3, ayant pour limite L par rapport à la normale de rétroprojection. L'angle d'exploitation solide a d'incidence plus grande est complémentaire à p. Pour assurer la mise en oeuvre du dispositif/procédé et établir les conditions de fonctionnement optimales, la réalisation du convertisseur opto-électronique fait appel à deux variantes de réalisation préférentielles indépendantes qui résultent essentiellement des angles d'exploitation a ou r3 évoqués ci-dessus. Face à l'existant, la mesure du niveau d'un plan est traditionnellement effectuée à l'aide d'un niveau à bulle sur un axe privilégié, déterminant un seul des paramètres à la fois nécessitant donc de ce fait, au moins deux manoeuvres consécutives sur chacun des axes rectangulaires, tout en n'assurant pas toute la précision désirée. Il existe deux dispositifs/procédés antérieurs déposés par l'auteur: 1) Brevet n 8 407 546 FR, déposé le 16 mai 1984, intitulé Niveau à bulle quatre quadrants, 2) Brevet n 0 105 892 FR, déposé le 24 avril 2001, intitulé Discriminateur à jauges d'impédance en pont différentiel quatre quadrants pour la détection et la mesure de la déclivité d'un plan. Le dispositif/procédé innove un concept totalement différent et ouvre un vaste champ d'application en permettant d'obtenir une miniaturisation extrême de la tête de mesure, sans compromettre pour autant les performances et tout en étant très économe sur l'énergie prélevée pour assurer son fonctionnement. Il peut donc s'intégrer, entre autres, dans un appareil autonome portable de faible encombrement. Le dispositif/procédé comporte les éléments suivants, caractérisé en ce que le modulateur tétrapolaire de flux de photons A tête purement optique, est constituée d'un boîtier rigide (1) formant un récipient hermétique et imperméable aux champs de radiations extérieurs (fig. 1). Selon une des formes retenues, la cavité interne s'apparente à un segment sphérique à deux bases à la partie inférieure de laquelle repose un liquide (2) homogène, qui répond à des caractéristiques strictement définies, d'indice de réfraction ni ? 1,33 sur une hauteur relative inférieure au rayon R qui engendre la sphère dont le plan limite en forme de disque occupe le plus grand cercle. Elle détermine la section constante efficace au niveau utile. Le liquide homogène non volatile conserve ses propriétés 5 dans la gamme des températures d'utilisation comprises entre - 50 C et +70 C. La cavité interne présente une surface recouverte d'une couche chargée d'absorber les radiations de photons À utilisées. En outre, la mobilité de la masse liquide est fonction d'un certain nombre de phénomènes connus ayant des origines diverses, propre au contenu et au contenant dont il est tenu compte tels que: la viscosité et la tension superficielle ainsi que la capillarité partielle des parois internes de la cavité, ensemble de phénomènes qui commandent la mobilité de la section minimale efficace au niveau de la couche de séparation d'indice (4) volontairement restreinte toutefois pour éviter d'engendrer des fluctuations dynamiques qui conduiraient par défaut à une modification de forme et un temps prohibitif de retour à l'équilibre (oscillations amorties ou suramorties). En effet, pour obtenir une sensibilité accrue, la masse restreinte du liquide, formée de molécules glissant les unes sur les autres, doit se prêter aux très faibles déformations mesurables engendrées par toute action extérieure, visant par emprunt du support à mesurer à l'introduction d'un angle L.D.rd de rotation, aussi petit que l'on veut, à modifier l'assiette du dispositif sur lui-même par rapport au plan horizontal constant de la surface du liquide contenu. Cette surface doit tendre asymptotiquement, sans entraves, vers sa valeur d'équilibre originelle et représente de ce fait le lieu de tous les axes de rotation confondus en devenant la plan de comparaison (4). De même, comme les plans formés par le liquide d'une part et celui à mesurer qui devient le plan sécant variable de mesure (5) d'autre part ne sont pas confondus, le plan du liquide glisse sur lui- même et subit une translation parallèle dans la direction de rotation. Dans tous les cas de figure, l'axe de symétrie S de la tête optique formera donc un angle 0.rd par rapport à l'axe de gravité G où il était initialement confondu. Au centre cardinal, solidaire du dispositif à la base interne du boîtier (1) perpendiculairement au plan variable de mesure (5) et sous le plan de comparaison (4), la balise (7) est formée d'un canal coaxial qui comporte un guide optique (bloc ou fibres) parfaitement ajusté qui transmet les photons dans le milieu immergé de propagation d'origine ni sous la forme d'un faisceau dirigé, calibré et de longueur d'onde À spécifiquement choisie une fois pour toutes en relation physique étroite avec l'ensemble de la chaîne optique constitutive. Il est tenu compte des caractéristiques particulières du milieu de propagation liquide. La longueur d'onde du faisceau de photons À de préférence la plus courte possible, est fonction des moyens de la technologie, située dans le haut du spectre de la gamme chromatique (lumière froide). La source émissive de photons À peut comporter, entre autres, une diode électroluminescente (8) ou laser à faible consommation, alimentée en fonction des multiples applications du dispositif/procédé : a)Pour le choix d'un fonctionnement en mode statique, par un courant rigoureusement constant (Générateur de NORTON) ; b)Pour le choix d'un fonctionnement en mode dynamique, par des impulsions rectangulaires à amplitude constante, calibrées en densité par le rapport cyclique à fréquence donnée (diodes à impulsions laser; c)Pour des raisons propres à limiter la consommation d'énergie de l'ensemble du dispositif dù au prélèvement prohibitif à la source d'alimentation, il est possible d'utiliser une source autonome constituée d'un Luminophore, corps qui émet un rayonnement stable dans la longueur d'onde choisie, fonction des éléments composites lorsqu'il est soumis lui-même à un rayonnement d'une autre longueur d'onde. Exemple non exhaustif suivant: Sulfure de zinc associé à un radio- élément à longue période de décroissance (Tritium, isotope de l'hydrogène ou autre isotope) émet une radiation utile dans la gamme chromatique jaune - verte. L'ensemble est disposé dans une enceinte de verre au plomb (cristal) ayant les qualités optiques requises tout en préservant l'environnement immédiat de ses effets secondaires. L'intérieur de la cavité immergée comporte quatre fenêtres (6) de sorties identiques dont l'ouverture est géométriquement calibrée. Elles permettent la transmission du flux moyen statistique des photons rétro- projetés par le moyen de connexions optiques adaptées aux jauges qui sont des capteurs opto- électroniques appartenant au convertisseur courant/tension. Les fenêtres (6) sont disposées aux points cardinaux, donc diamétralement opposées, en constituant les deux ponts diamétraux du plant sécant variable de mesure (5) sous et par rapport au plan de référence (4), équidistantes de l'axe de symétrie au centre cardinal qui représente le lieu d'intersection des axes orthogonaux x, y orientés et respectivement notés pour l'axe x, x' : EST,OUEST et l'axe y,y' : NORD,SUD. Les quatre jauges opto-électroniques photo-sensibles notées M1 à M4 ont des caractéristiques identiques qui sont reliées et adaptées sur chaque fenêtre de sortie spécifique à la zone du quadrant balayé, pour traiter quantitativement et sélectivement l'information rétro-projetée reçue par transfèrement sur chacune d'elles, pour assurer la conversion ohmique, par mobilisation des électrons de leur couche photosensible. M1, M3 sont les cellules jauges de capture opto- électronique associées à l'axe y,y' du pont diamétral, respectivement NORD, SUD. M2,M4 sont les cellules jauges de capture opto-électronique associées à l'axe x,x' du pont diamétral, respectivement EST,OUEST. En fonction des applications envisagées, les capteurs opto-électroniques photo-sensibles aux radiations À peuvent être de différentes technologies tels que: photo-transistors, photo-diodes, photo-résistors, cellules photo-voltaïques, réseaux de photo-diodes intégrées à haute densité. En tout état de ca1se, au repos et sur le plan horizontal, la quantité de flux rayonné par rétro-projection transmise à chaque jauge photo-sensible est rigoureusement préréglée au milieu de leur courbe caractéristique linéaire optimum (résistance dynamique), située sensiblement en position médiane, entre seuil et saturation. En fonction des propriétés différentes, inhérente à la limite de séparation d'indice (4) et fonction de l'angle de cheminement des rayons incidents issus de la balise (7), il est possible d'envisager deux variantes de modulateur assurant le transfert de flux. Elles déterminent formellement la position du plan sécant variable de mesure (5) où se situent les fenêtres (6) des deux ponts x, y de la tête optique, critique par construction. Elles déterminent: a) La distance de la source À issue du sommet du canal optique de la balise (7), par rapport et sous le plan d'incidence (4) ; b) L'angle d'exploitation a ou p par une des deux variantes du dispositif/procédé définies ci-dessous: Variante n 1: G Utilisation des rayons partiellement réfléchis dans le domaine compris des angles solides (3 + (3' représentés par le secteur sphérique, limités par les rayons L qui représentent l'angle de réfraction limite par rapport à la normale G au plan d'incidence (4). Le dispositif représenté en figure (4) est caractérisé en ce que le faisceau incident issu de la source immergée par la balise (7) est dirigée de bas en haut, dans l'axe de symétrie du boîtier (1). Celle-ci est placée à une hauteur critique par rapport à l'ensemble des fenêtres optiques (6) contenues dans le plan sécant variable de mesure (5) et sous le plan de la surface libre du liquide (2) qui matérialise le plan de comparaison à changement d'indice (4) de référence horizontale absolue. La source est collimatée par le moyen d'un diaphragme aménagé au sommet de la balise (7), présentant un angle d'ouverture constant sur 360 , qui projette un spot calibré au point de contact (9) et qui s'inscrit sous la surface de séparation d'indice (4) en une image virtuelle partiellement réfléchie. Le faisceau rétro-projeté prend la forme d'un tronc de cône. Pour une déclivité nulle, et seulement si, le plan sécant variable de mesure (5), placé ici sur la zone base de fond de cavité, devient donc parallèle au plan de changement d'indice (4). En raison du calage à 180 , chacune des fenêtres (6) reçoit une quantité égale à la moitié du flux de radiations À diffuses orientées, représentée par la section de la grande base du cône de rétro-projection (10) figure (8), centrée sur l'axe de symétrie S confondue avec l'axe de gravité G, qui éclaire leur surface médiane respective. En conséquence de ce fait, les fenêtres disposées aux points cardinaux transmettent un flux de rayonnement symétrique de repos aux points de capture opto-électroniques périphériques notés Ml à M4. Pour une rotation limitée introduisant un angle L.6.rd du boîtier (1) et strictement d'ouest en est (figures 6 et 7) par rapport au plan de comparaison de référence absolu (4), l'axe de symétrie S du boîtier forme donc un angle obtu vers l'est dont le supplément est aigu vers l'ouest. Le spot du flux incident projeté est entraîné en un mouvement de même direction vers l'est. L'ensemble du flux rétro-projeté (10) opérationnel est transféré par conversion angulaire au point de contact (9) d'ouest en est sur la base du plan de mesure (5) de la façon suivante (figure 9), axe x, x' : a) La fenêtre ouest correspondant au capteur M4 reçoit statistiquement une quantité de flux rayonné qui décroît par appauvrissement de 50 % à l'origine vers zéro, ce qui correspond à une atténuation. b) Simultanément à l'opposé, la fenêtre est du capteur M2 reçoit statistiquement une quantité de flux rayonné qui s'accroît par enrichissement d'une valeur de 50 % à l'origine vers 100 %, ce qui correspond à une amplification. Le rapport résultant du transfert de flux sur l'axe x, x' considéré, respectivement de M4 vers M2 est égal à tout instant, à un double accroissement différentiel correspondant au profit de M2. Idem pour une sollicitation de l'axe y,y' des points de capture M1r M3 respectivement Nord, Sud seul, et/ou par effets conjugués des axes x,y orthogonaux. Dans le cas présent, il y aura lieu évidemment d'inverser en aval les tensions de commande, pour rétablir par convention, la logique positive de fonctionnement. Dans le cas présent, la fraction émergente du rayonnement réfracté de la couche interfaciale de changement d'indices (4) est absorbée par la surface supérieure de la cavité (corps noir), pour éviter les multiples interactions inhérentes aux retours des rayonnements parasitaires éventuels dans le premier milieu d'indice n1f origine de la source. - Variante n 2 du dispositif/procédé : Planche 2, figures (2 et 3), coupe du plan méridien correspondant à l'axe x, x' Est, Ouest. Utilisation des rayons totalement réfléchis dans la zone du secteur sphérique des angles compris a et a' symétriques à la normale G au plan de référence (4), sommets (9) lieux de conversion qui leur donnent naissance à R/2 et aux rayons de réfraction limites L représentés en pointillés issus du même sommet. L'angle d'incidence est caractérisé en ce qu'il doit être supérieur à 1 angle de réfraction limite L et intercepte un arc correspondant à la zone opérationnelle balayée par le faisceau rétro-projeté. Lorsque l'axe de symétrie S du dispositif devient normal au plan de changement d'indice (4), S et G sont confondue. Donc pour une déclivité nulle et seulement si, les zones interceptées par les angles solides a et a' sont les lieux de capture possibles du flux totalement réfléchi sans pertes. Par conséquent, aucun rayonnement n'émerge en réfracté de la surface inter-faciale de changement d'indice, propriétés qui autorisent de ce fait une transmission intégrale du faisceau rétro-projeté (10) sur les fenêtres (6) en se comportant comme un miroir parfait. - 9 Le dispositif est caractérisé en ce que la tête de la balise (7) immergée, émettrice de photons À, est usinée selon une géométrie particulière pour tenir compte des angles supérieurs de réfraction limites L. Le faisceau incident est formaté co-angulairement de manière à former une couronne projetée au point de contact (9) correspondant à la naissance du sommet de l'angle solide a ou a' sous le plan d'incidence (4) de la surface libre du liquide (2) au repos, sensiblement autour de R/2. L'angle du diaphragme ainsi déterminé est constant sur 360 . Les limites de l'image virtuelle réfléchie (10) du faisceau dirigé sont définies dans la zone du secteur sphérique au-dessus et ayant pour limite inférieure la bissectrice a/2 intersectant le plan variable de mesure (5), respectivement au centre médian des quatre fenêtres (6), disposées aux points cardinaux et contenues sur la zone interceptée à la référence horizontale, si et seulement. Les fenêtres sont disposées, de ce fait, sur la zone latérale interne de la cavité immergée et disposées symétriquement aux points cardinaux N/S et E/O du plan variable de mesure (5). Par exemple, sur le demi-axe x appartenant au point cardinal Est du plan sécant de mesure (5), l'angle d'incidence du faisceau À est symétriquement opposé à son homologue réfléchi en formant un sommet (9), dont l'angle supplémentaire de conversion articulé noté ca, peut en outre se déplacer longitudinalement sous le plan de changement d'indice (4). Par l'introduction d'un angle de rotation limité L.0.rd du dispositif sur lui-même, strictement vers l'est (figure 3), l'angle co formé par l'incident et le réfléchi s'accroît de A.co, son sommet (9) glisse vers l'est en s'éloignant du centre cardinal. Le faisceau rétro-projeté qui prend naissance à ce même sommet (9) de conversion dont l'angle varie, fait office de curseur engendrant le balayage vertical de la zone latérale Est et tend à se rapprocher progressivement du plan de changement d'indice en remontant vers le haut. Dans ce mouvement relatif, la fenêtre Est du pont x, x'appartenant au capteur opto-électronique M2, descend sous le faisceau formaté en s'éloignant du plan d'incidence (4) ce qui correspond à une atténuation progressive du flux rayonné qui initialement de 50 % tend vers zéro. Simultanément sur le demi-axe x', dans le mouvement combiné inverse au premier, l'angle w' décroît, son sommet (9) glisse d'Ouest en Est vers le centre cardinal en s'éloignant de l'Ouest. La fenêtre Ouest du pont x,x' appartenant au capteur optoélectronique M4 remonte à la rencontre du faisceau formaté, ce qui correspond à une amplification progressive du flux rayonné qui initialement de 50 % tend vers 100 %. En raison du calage à 180 , l'ensemble est équivalent à un transfert total de flux rayonné en direction du capteur M2 à son opposé M4, rompant la symétrie du pont correspondant à l'axe x,x' considéré et dont la résultante différentielle quantitative recherchée passait de 0% à 100% au profit de M4. Idem pour l'axe y,y' Nord/Sud seul, et/ou par effets conjugués des ponts de mesures correspondant aux axes x,y orthogonaux. Par construction, la tête optique qui est le modulateur quadripolaire assurant le transfert de flux, représente l'élément moteur essentiel du convertisseur à jauges opto-électroniques. Selon le dispositif/procédé, quelque soit la variante, il comporte un système de gestion électronique à deux étages. Le premier étage comprend un convertisseur de courant/tension doté des quatre jauges opto-électroniques notées M1 à M4 connectées par liaisons optiques aux quatre fenêtres (6) : M1,M3 sont les cellules jauges de capture optoélectroniques associées à l'axe y,y' du pont diamétral, 30 respectivement Nord/Sud. M2,M4 sont les cellules jauges de capture optoélectroniques associées à l'axe x,x' du pont diamétral, respectivement Est/Ouest. Par insertion dans chacune des mailles résistives identiques et indépendantes, respectivement dans leur branche de pont diamétral sur l'axe x ou y considéré, les jauges opto- électroniques des ponts de mesure M2,M4 et M1,M3 génèrent un courant 25 t. proportionnel au flux capté par variation de leur résistance dynamique propre. Le deuxième étage comprend le discriminateur quatre quadrants dont la conception interdit de faire apparaître e5 simultanément sur le même axe, x ou y, une composante et son opposée. Il est chargé d'extraire la ou les deux composantes différentielles sur chacun des axes, fonction de leur plus grande vvaleur absolue instantanée. Par conséquent, les composantes différentielles seront 10 donc toujours orthogonales et seront affectées du signe plus ou moins en fonction du lieu de prélèvement. Les tensions résultantes prélevées sur les mailles résistives sont injectées à l'entrée des amplificateurs opérationnels montés en comparateurs différentiels (11) (figure 1). Ces derniers comportent deux sorties bidirectionnelles analogiques qui peuvent présenter trois états différents et quasi stables: a) Composantes -a, +a: Ix' ? zéro - zéro M2 > M4, M1 = M3: identification exclusive du demi-axe Est de composante + a M2 M3 identification exclusive du demi-axe Nord de composante + b M2 = M4, M1 > M3: identification exclusive du demi-axe Sud de composante - b M2 > M4, M1 > M3: identification des demi-axes N/E appartenant au premier quadrant des composantes + a, + b M2 M3: identification des demi-axes N/O appartenant au deuxième quadrant des composantes - a, + b M2 M4, M1 Les tensions linéaires en sortie des comparateurs (11) sont proportionnelles à la déclivité O.rd introduite au dispositif. Les composantes exclusives des demi-axes, identifiées au quadrant désigné par le bloc (12), sont respectivement prises en compte par le convertisseur analogique-numérique (13) fonctionnant par multiplexage des données échantillonnées en temps réel. Elles sont comparées en valeurs absolues et quantifiées par étalonnage, au plus petit sous-multiple de l'unité sélectionnée au choix exprimé en: radian, degré, grade. Les sous-multiples des composantes la] ou lb] numérisées sont affectées dans l'ordre de croissance, de zéro à l'origine des axes et tendent vers leur valeur respective maximum instantanée, fonction de leur poids binaire par le bloc (14) fonction escalier, puis dirigées en mémoire de stockage (15). Un afficheur à cristaux liquides (17) ou autre technologie, permet de visualiser les données synthétiques sous la forme considérée d'un plan complexe par l'intermédiaire de l'opérateur (16), selon deux modes suivants: a) En une représentation cartésienne des données d'un vecteur j sous la forme a+jb, par un écran composé d'une matrice colonnes-lignes divisée en quatre quadrants correspondant aux quatre repères orthonormés au centre origine des axes, qui indique par matérialisation du point image, une déclivité nulle. Dans le quadrant désigné, l'extrémité de la valeur résultante des coordonnées est l'image représentée sous la forme d'un point matérialisé fixe ou évolutif. Il indique à tout instant, par son emplacement dans la grille constituée, la valeur angulaire de la déclivité 0.rd introduite, d'une part et l'orientation w du plan sécant pris dans le sens positif. Les angles remarquables sont représentés. b) En une représentation sous la forme polaire d'un vecteur [p,w]. L'écran de l'afficheur (17) comporte une cible complexe, composée des angles remarquables et de cercles concentriques étalonnés indiquant la pente au centre duquel le pôle représente le point image qui matérialise le zéro d'origine central. Le module p qui est la longueur géométrique du vecteur position représentatif est proportionnel à la pente du plan mesuré, implicite à lai, lb!. L'angle orienté entre l'axe origine x,x' et l'axe ou le 15 support du vecteur est l'argument w indiquant la direction du site positif de rotation 0 du plan. La tangente est déterminée par le quotient du rapport des composantes lai et 1bl et donne l'argument: = t arctg b/a. Une évaluation précise des différentes données peut être affichée additionnellement et simultanément, par incrustation sur l'écran sous la forme alfa-numériques. Utilisation du dispositif/procédé selon une des deux variantes précédentes en un appareil de mesure autonome portable, de faible encombrement. 11 peut être réalisé en un module hybride avec micro- processeur sur couche mince ou épaisse, assurant la plus grande compacité des circuits électroniques. Le modulateur de la tête optique peut prendre des dimensions suivantes: cavité intérieure du segment sphérique, rayon égal à 5,5 mm. 30 - hauteur de la cavité sur la base inférieure égale à 7,5 mm. - hauteur du liquide: 4,5 mm à 5 mm. Le liquide (2) homogène peut, entre autre, être une solution stable de diéthylène glycol. Il ne subit aucune agression qui viendrait à détériorer ses propriétés intrinsèques au travail ou au repos pendant une période illimitée, il n'agresse pas le contenant. L'appareil est muni d'un écran (17) d'affichage des données synthétisées permettant une lecture unique afin d'évaluer rapidement dans un premier temps, une indication de tendance des différents paramètres, homogènes à l'angle de rotation 8 et l'orientation w pris dans le sens direct, de les mesurer très précisément en position statique, dans l'approche définitive, en deuxième temps. L'affichage des angles peut s'effectuer par saut d'échelle automatique de la plus grande valeur à la plus petite ou inversement par dépassement de la capacité de lecture sur l'écran de visualisation. Les grandeurs mesurées en temps réel, répondent à des performances meilleures et inférieures à la minute d'angle. Pour des raisons d'ordre et de pratiques courantes, il ne se révèle pas nécessaire d'exploiter, en valeurs approchées, des angles supérieurs à 10 , c'est-à-dire 5 autour du plan horizontal. L'intervalle continu de variation est volontairement ramené à cette valeur par rapport à la limite technologique et 20 représente la variable d'ajustement complémentaire. Pour la mesure des angles inférieurs ou égaux à n/2, angle compris que fait l'horizontale et la verticale, il est fait usage d'une cale sinus à pré-positionnement qui comporte des graduations par palier, permettant d'approcher la mesure de l'angle dièdre, dans le domaine de variation de l'appareil à 5 . L'utilisation de l'appareil ainsi constitué est exploitable dans les différents corps de métiers. Utilisation par extension de tout ou partie de dispositif/procédé en un moyen de contrôle et de mesure à bord d'un mobile de faible dynamique ou accélération nulle instantanée, pour rendre compte de l'assiette, en fonction des axes de tangage et de roulis, de la charge d'équilibrage, exemple: - bateau en cours d'affrètement, - état d'un sous-marin en plongée, etc... Le plan horizontal étant le but recherché dans la majorité des cas, ce qui se traduit pratiquement par la recherche du zéro central, racine origine. Dans les deux variantes du dispositif/procédé ci-dessus, il était considéré que la surface limite de séparation d'indice (4) correspondant au changement de phases liquide-gaz, soit assimilée à un plan. Pour certaines applications dérivées du dispositif/procédé où la recherche de très faibles variations de déclivité est à prévaloir en fonction du temps, procédé qui consiste à modifier la section restreinte efficace de séparation d'indice (4) en une forme appropriée dont la coupe méridienne s'apparente à une section conique, en parabole ou en chaînette, dont la concavité est tournée vers le haut. Par utilisation selon la variante n 2 préférentielle, une concavité tournée vers le haut, plus ou moins accentuée, permet vue de l'intérieur du liquide (2), sur la partie convexe ainsi réalisée, à introduire une amplification de l'angle d'incidence. Le flux rétroprojeté {10) correspondant à l'angle de conversion w est multiplié par un facteur dépendant plus ou moins de la courbure de cette surface matérialisée, pour détecter et mesurer très précisément l'influence autour d'un point initialisé dans l'espace. Utilisation du dispositif en un appareil de précision pour des applications appartenant aux domaines de la géophysique notamment pour l'étude et le contrôle des phénomènes de basculement faiblement évolutifs dans le temps, par implantation de tout ou partie du dispositif dans la masse à contrôler. Exemples: barrage hydraulique, flanc de montagne, etc.. . La procédure est effectuée par intégration des points de coordonnées paramétrés pour définir, à tout instant, l'évolution dans l'espace de l'orientation w et la rotation e du plan considéré. Utilisation dérivée du dispositif/procédé en un appareil de détection pour assurer les fonctions de systèmes de sécurité et d'alarme concernant un bien matériel quelconque placé dans un lieu et une assiette strictement définie à partir des coordonnées paramétrées et validées en mémoire (15). Ensembles de valeurs statiques définies et encadrées d'une tolérance dans l'espace et dans le temps ainsi déterminées et qui par détection, viendraient à être modifiées à un instant donné. Destination des données pour information ou action à toute distance par transmission des données. La lecture peut s'effectuer sur un appareil portable autonome spécifique ou associé utilement à un appareil portable possédant en commun un écran de visualisation comportant une cible complexe dans les deux modes de représentation cartésienne ou polaire, générés sur le téléphone portable es assurant de ce fait, une fonction supplémentaire. Utilisation d'un dispositif d'asservissement supplétif représenté en figure (1) qui assure par rétroaction, via une commande manuelle M ou automatique A, la mise en oeuvre des moyens mécaniques adaptés. Il assure les nécessaires corrections d'assiette relatives à une plate forme contenant les dispositifs embarqués in situ. Les composantes des coordonnées numériques respectives correspondant aux axes x et/ou y sont contenues dans les mémoires (18) et sont transférées en durée compatible, jusqu'à épuisement des données injectées aux différents moteurs pas à pas (20) Z(x) et Z (y) . Une commande de vérins hydrauliques peut être envisagée. Un dispositif de contrôle (19) valide les données acquises avant leurs transferts effectifs pour assurer, après un certain nombre de mesures identiques en fonction du temps, que celles-ci ne s'effectuent pas en milieu fluctuant. Utilisation du dispositif d'asservissement pour caler automatiquement la mise en assiette au niveau horizontal de la plate forme d'une théodolite, d'un niveau à pointage laser ou assurer le préréglage, sous un angle dièdre fini, d'une cale sinus à pré-positionnement, de façon rétroactive à partir des données horizontales obtenues précédemment, dans un premier temps. A la fabrication de la tête optique du modulateur, il est possible d'envisager l'intégration des cellules jauges (M1 à M4) ainsi que la source (8) des photons À dans le fond du boîtier (1) pour obtenir un dispositif très compact et symétrique sur le même substrat, isolé du liquide par un filtre optique adéquat en forme de masque. Le liquide (2) peut être obtenu à partir d'un hydrocarbure ou autre corps, sous la forme d'un gaz liquéfié, respectant le niveau établi en phase liquide, sous un gaz neutre en cette phase. La partie supérieure du boîtier (1) peut comporter un orifice de remplissage liquide-gaz, métallisé et obturé par soudure eutectique. L'utilisation des jauges opto-électroniques peut faire appel à la technologie de réseaux de photo-diodes à haute densité intégrées qui simplifie la discrimination des données de point à point avec une très grande précision. L'écran d'affichage (17) peut comporter une cible complexe qui fait appel à une échelle logarithmique dont la propriété principale est de faire apparaître l'ensemble de l'échelle totale de lecture en dilatant les données de faibles poids au centre de la cible et en les compressant au fur et à mesure que l'on s'écarte du pôle central. Comme il va de soi et comme il en résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'applications, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été particulièrement envisagés, elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Convertisseur quatre quadrants à jauges optoélectroniques pour la détection et la mesure de la déclivité d'un plan orienté, caractérisé en ce qu'il comprend un étage constitué d'une tête purement optique qui représente le modulateur tétrapolaire de flux de photons A monochromatiques. Elle est constituée d'un boîtier rigide (1) formant un récipient hermétique et imperméable aux champs de radiations extérieures (figure 1). Selon une des formes retenues, la cavité interne s'apparente à un segment sphérique à deux bases, à la partie inférieure de laquelle repose un liquide (2) homogène qui répond à des caractéristiques strictement définies, d'indice de réfraction n1 ? 1,33 sur une hauteur relative inférieure au rayon R qui engendre la section efficace au niveau utile en occupant le plus grand cercle. D'une densité moindre, en contact direct avec la surface libre du liquide (2), la partie supérieure de la cavité contient un gaz neutre (3) dont l'indice de réfraction n2 est voisin de l'unité. L'interface (4) de séparation inhérent aux deux milieux réfringents de phases et d'indices n fondamentalement différents en contacts directs pour n1 > n2, ainsi établi, est matérialisé de ce fait par le plan horizontal étalon (4) du liquide (2) au repos. Il forme le miroir de rétro-projection dans le milieu de propagation n1 d'origine. Il représente de même tous les axes de rotation confondus. La balise (7) immergée, solidaire de la base interne placée dans l'axe de symétrie S du boîtier (1) est constituée d'un canal comportant un guide optique parfaitement ajusté qui transmet les photons X monochromatiques d'une source primaire, représentée par une diode électro-luminescente (8), laser ou d'un luminophore. Le sommet du guide optique projette le faisceau de photons calibré dans le milieu de propagation n1 d'origine au point de contact (9) en cheminant sous le plan de changement d'indices (4) dont l'angle de conversion est déterminé par une des deux variantes du dispositif; définis de part et d'autre de l'angle de réfraction limite L par rapport à la normale G du plan d'incidence (4) soit. a) - selon la variante n 1: G Les fenêtres assurent le transfert sélectif et quantitatif du flux moyen statistique rétro-projeté par le plan étalon (4) et modulé en fonction de l'angle ê de rotation limité, du plan variable {5). 2 - Convertisseur quatre quadrants à jauges optoélectroniques pour la détection et la mesure de la déclivité d'un plan orienté, selon la revendication 1 précédente, caractérisé en ce que le dispositif (figure 1) comporte un système de gestion électronique à deux étages. Le premier étage comprend un convertisseur courant/tension doté de quatre jauges optoélectroniques notées Ml à M4 connectées par liaisons optiques aux quatre fenêtres (6). Ml, M_ sont les cellules jauges de capture optoélectroniques associées à l'axe y,y' du pont diamétral, 25 respectivement Nord/Sud. M2, M4 sont les cellules jauges de capture optoélectroniques associées à l'axe x,x' du pont diamétral, respectivement Est/Ouest. Par insertion dans chacune des mailles résistives identiques et indépendantes, respectivement dans leur branche de pont diamétral sur l'axe x ou y considéré, les jauges optoélectroniques des ponts de mesure M2,M4 et M1,M3 génèrent un courant proportionnel au flux capté par variation de leur résistance dynamique propre. Le deuxième étage comprend le discriminateur quatre quadrants dont la conception interdit de faire apparaître simultanément sur le même axe, x ou y, une composante et son opposée. Il est chargé d'extraire la ou les deux composantes différentielles sur chacun des axes, fonction de leurs plus grandes valeurs absolues. Les composantes différentielles seront donc toujours orthogonales et seront affectées du signe plus ou moins en fonction du lieu de prélèvement. Les tensions résultantes prélevées sur les mailles résistives sont injectées à l'entrée des amplificateurs opérationnels montés en comparateurs différentiels (11). Ces derniers comportent deux sorties bidirectionnelles analogiques qui peuvent présenter trois états différents et quasi-stables: a) Composantes -a, + a: Ix'I >_ zéro - zéro Les tensions linéaires en sortie des comparateurs (11) sont proportionnelles à la déclivité O.rd introduite au dispositif. Les composantes identifiées aux demi-axes du quadrant désigné par le bloc (12) sont respectivement prises en compte par le convertisseur analogiquenumérique (13) fonctionnant par multiplexage des données échantillonnées. Elles sont comparées en valeur absolue et quantifiées par étalonnage, au plus petit sous-multiple de l'unité sélectionnée au choix, exprimé en radian, degré, grade. Les sous-multiples des composantes lai ou lb! numérisées sont affectées dans l'ordre de croissance, de zéro à l'origine des axes et tendent vers leur valeur respective maximum instantanée, fonction de leur poids binaire, par le bloc (14), puis dirigées en mémoire de stockage (15). Un afficheur à cristaux liquides {17) ou autre technologie, permet de visualiser les données sous deux modes différents par l'intermédiaire de l'opérateur (16). 3 - Convertisseur quatre quadrants à jauges opto- électroniques pour la détection et la mesure de la déclivité d'un plan orienté selon les revendications 1 et 2 précédentes, caractérisé en ce que la balise (7) immergée comporte une source primaire émissive de photons X monochromatiques alimentant la 30 partie inférieure du canal coaxial en un guide optique assuré par un bloc ou par fibres optiques qui assurent leurs transmissions intégrales. Celle-ci comporte une diode électroluminescente (8) ou laser à très faible consommation d'énergie fonction des multiples applications selon le dispositif retenu. a) Pour le choix d'un fonctionnement en mode statique, par un courant rigoureusement constant. b) Pour le choix d'un fonctionnement en mode dynamique par des impulsions rectangulaires à amplitude constante, calibré en 10 densité par le rapport cyclique à fréquence donnée (diodes à impulsions laser). c) Pour le choix d'un mode statique et autonome, source constituée par un luminophore selon l'exemple non exhaustif suivant: sulfure de zinc associé à un radio-élément à longue période de décroissance (Tritium ou autre isotope) qui émet une radiation utile dans la gamme chromatique jaune-verte. L'ensemble est disposé dans une enceinte de verre au plomb (cristal) ayant les qualités optiques requises tout en préservant l'environnement immédiat de ses effets secondaires. 4 - Convertisseur quatre quadrants à jauges optoélectroniques pour la détection et la mesure de la déclivité d'un plan orienté selon les revendications 1, 2 et 3 précédentes, selon la variante préférentielle n 1 du dispositif, planche (3), figures (4 à 9) en coupe du plan méridien selon l'axe x, x', caractérisé en ce que la mise en uvre du modulateur de la tête optique utilise exclusivement les rayons partiellement réfléchis dans le domaine compris des angles solides p et 3' ; secteur sphérique limité par les rayons L qui représentent les angles de réfraction limites impliqués par ni > n2 du plan de changement d'indices (4) et symétriques par rapport à la normale G. Le dispositif représenté en figure (4) est caractérisé en ce que le faisceau issu en tête de la balise (7) immergée est dirigée de bas en haut dans l'axe de symétrie S du boîtier (1) et placée à une hauteur critique par rapport à l'ensemble des fenêtres optiques (6) contenues dans le plan sécant variable de mesure (5) et sous le plan de la surface libre du liquide (2) qui matérialise le plan de comparaison (4) à changement d'indices de référence absolue. La source est collimatée par le moyen d'un diaphragme aménagé au sommet de la balise (7) présentant un angle d'ouverture constant sur 360 , qui projette un spot calibré au point de contact (9) qui s'inscrit sous la surface de séparation d'indices (4) en une image virtuelle partiellement réfléchie. Le faisceau rétro-projeté prend la forme d'un tronc de cône. Chacune des fenêtres (6) appartenant au plan variable de mesure (5) sont placées sur la zone base de fond de cavité. Pour une déclivité nulle, celui-ci est de ce fait parallèle au plan de changement d'indices (4). En raison du calage à 180 , les fenêtres reçoivent donc une quantité égale à la moitié du flux de radiations 2%. diffuses orientées, représentée par la grande base du cône de rétro-projection (10), figure (8), centrée sur l'axe de symétrie S qui éclaire leur surface médiane respective. Pour une rotation limitée, introduisant un angle fl.e.rd du boîtier (1) sur lui-même, figures (6 et 7), l'axe de symétrie S forme un angle avec la normale G au plan d'incidence (4). L'ensemble du flux rétro-projeté (10) opérationnel est transféré angulairement sur le plan de mesure (5). L'équilibre sur un des axes est rompu. Tout accroissement de flux sur une fenêtre correspond sur le même axe, à une décroissance du même ordre de grandeur sur la fenêtre opposée; ou par effets conjugués simultanément, des deux axes orthogonaux x et Y- - Convertisseur quatre quadrants à jauges optoélectroniques pour la détection et la mesure idem d'un plan orienté selon les revendications 1, 2, 3 et 4 précédentes, selon la variante préférentielle n 2 du dispositif, planche (2), figures (2 et 3), en coupe du plan méridien selon l'axe x, x', caractérisé en ce que la mise en oeuvre du modulateur de la tête optique utilise exclusivement les zones opérationnelles comprises et limitées par les angles a et a'. Le dispositif est caractérisé en ce que le sommet de la balise (7) immergée est usinée selon une géométrie particulière pour tenir compte des angles supérieurs de réfraction limites: L. Les rayons incidents issus de la balise (7) sont intégralement réfléchis par l'interface de changement de phase et d'indice (4) en se comportant à l'intérieur du liquide (2) comme un miroir parfait. Aucun rayonnement n'émerge en réfracté. Le faisceau incident est formaté co-angulairement sur 3600 de manière à former une couronne projetée au point de contact (9) à R/2 où l'incident et le réfléchi forment l'angle supplémentaire variable de conversion o. Sur un plan strictement horizontal et au repos, les limites du faisceau rétro-projeté (10) sont définies dans la zone du secteur sphérique audessus et ayant pour limite inférieure, la bissectrice a/2 intersectant le plan variable de mesure (5), respectivement au centre médian des quatre fenêtres (6). Ces dernières sont disposées de ce fait latéralement aux points cardinaux pour assurer un flux symétrique des deux ponts de mesure orthogonaux x et y. Par l'introduction d'un angle limité Il.B.rd du dispositif sur lui-même, l'angle de conversion variable noté o formé par l'incident et le réfléchi s'accroît de Il.o. Le faisceau rétro-projeté (10) qui prend naissance à ce même sommet (9) dont l'angle varie, fait office de curseur, engendrant le balayage vertical de la zone du quadrant intercepté et tend à se rapprocher progressivement du plan de changement d'indice (4) en s'éloignant de la fenêtre (6) correspondante. A l'opposé, o' décroît de Il.o'. Le faisceau rétro-projeté descend à la rencontre de la fenêtre. En raison du calage à 180 , l'équilibre sur un des axes est rompu. Tout accroissement de flux sur une fenêtre correspond sur le même axe, à une décroissance du même ordre de grandeur sur la fenêtre opposée et/ou par effets conjugués, simultanément des deux axes orthogonaux x et y. 6 - Convertisseur quatre quadrants à jauges optoélectroniques pour la détection et la mesure de la déclivité d'un plan orienté selon l'une quelconque des revendications 1, 2,. 3, 4 et 5 précédentes, caractérisé en ce que l'afficheur à cristaux liquides ou autre technologie (17), permet de visualiser l'ensemble des données du plan complexe par l'intermédiaire de l'opérateur (16), sous les deux formes de représentations suivantes: figure (1). a) En une représentation cartésienne des données d'un vecteur j sous la forme a + jb, par un écran composé d'une matrice colonnes-lignes divisée en quatre quadrants correspondant aux quatre repères orthonormés au centre origine des axes, qui indique par matérialisation du point image, une déclivité nulle. Dans le quadrant désigné, l'extrémité de la valeur résultante des coordonnées est l'image représentée sous la forme d'un point matérialisé fixe ou évolutif. Il indique à tout instant, par son emplacement dans la grille étalonnée ainsi constituée, la valeur angulaire de la déclivité e. rd introduite, d'une part et l'orientation w du plan sécant pris dans le sens positif. Les angles remarquables sont représentés. b) En une représentation sous la forme polaire d'un vecteur [p,w]. L'écran de l'afficheur (17) comporte une cible complexe, composée des angles remarquables et de cercles concentriques étalonnés indiquant la pente au centre duquel le pôle représente le point image qui matérialise le zéro d'origine central. Le module p qui est la longueur géométrique du vecteur 25 position représentatif est proportionnel à la pente du plan mesuré, implicite à lai, Ibi. L'angle orienté entre l'axe origine x, x' et l'axe ou le support du vecteur est l'argument w indiquant la direction du site positif de rotation 0 du plan. La tangente est déterminée par le quotient du rapport des données propres, des composantes lai et lb' et donnent l'argument: w = arctg b/a. Une évaluation précise des différentes données peut être affichée additionnellement et simultanément par incrustation sur 35 l'écran, sous la forme alfa-numériques. 7 Convertisseur quatre quadrants à jauges optoélectroniques pour la détection et la mesure de la déclivité d'un plan orienté selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5 et 6 précédentes, caractérisé en ce que le dispositif peut être réalisé en un module hybride avec microprocesseur sur couche mince ou épaisse assurant la plus grande compacité des circuits électroniques. L'ensemble constitue un appareil de mesure portable de faible encombrement. Il est muni d'un écran (17) d'affichage des données synthétisées permettant une lecture unique, afin d'évaluer rapidement dans un premier temps, une indication de tendance des différents paramètres homogènes à l'angle de rotation e.rd et l'orientation w prise dans le sens direct; de les mesurer très précisément en position statique dans l'approche définitive, en deuxième temps. Utilisation de l'appareil ainsi constitué, dans les 15 différents corps de métiers. Pour des raisons d'ordre et de pratiques courantes, il ne se révèle pas nécessaire d'exploiter, en valeurs approchées, des angles supérieurs à 10 , c'est-à-dire 5 autour du plan horizontal. L'intervalle continu de variation est volontairement ramené à cette valeur par rapport à la limite technologique et représente la variable d'ajustement complémentaire. Pour la mesure des angles, inférieure ou égale à n/2 angle compris qui fait l'horizontale et la verticale, il est fait usage d'une cale sinus à pré-positionnement qui comporte des graduations par palier permettant d'approcher la mesure, dans le domaine de variation de l'appareil à 5 . Utilisation par extension de tout ou partie du dispositif, en un moyen de contrôle et de mesure à bord d'un mobile de faible dynamique ou accélération nulle instantanée, pour rendre compte de l'assiette, en fonction des axes de tangage et de roulis, de la charge d'équilibrage, exemple: bateau en cours d'affrètement, état d'un sous-marin en plongée 8 - Convertisseur quatre quadrants à jauges opto- électroniques pour la détection et la mesure de la déclivité d'un plan orienté selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 7 précédentes, caractérisé en l'utilisation de tout ou partie du dispositif plus particulièrement dans la mesure où les très faibles variations de déclivité sont à prévaloir en fonction du temps. Le procédé consiste à modifier la section restreinte efficace de séparation d'indice (4) en une forme appropriée dont la coupe méridienne s'apparente à une section conique en parabole ou en chaînette, dont la concavité est tournée vers le haut. Par l'utilisation du dispositif selon la variante préférentielle n 2, une concavité tournée vers le haut plus ou moins accentuée, permet vue de l'intérieur du liquide (2) sur la partie convexe ainsi réalisée, à introduire une amplification de l'angle d'incidence. Le flux rétro-projeté (10) correspondant à l'angle de conversion ça est multiplié par un facteur dépendant plus ou moins de la courbure de cette surface matérialisée, pour détecter et mesurer très précisément l'influence autour d'un point initialisé dans l'espace. Utilisation du dispositif en un appareil de précision pour application aux domaines de la géophysique, notamment pour l'étude et le contrôle des phénomènes de basculement faiblement évolutifs dans le temps par implantation de tout ou partie du dispositif dans la masse à contrôler. Par exemple: barrage hydraulique, flanc de montagne, etc... Procédure par intégration des points de coordonnées paramétrées pour définir à tout instant l'évolution dans l'espace, de l'orientation w et rotation 0 du plan considéré. 9 - Convertisseur quatre quadrants à jauges optoélectroniques pour la détection et la mesure de la déclivité d'un plan orienté selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8 précédentes, caractérisé par l'utilisation dérivée du dispositif en appareil de détection pour assurer les fonctions de systèmes de sécurité et d'alarme concernant un bien matériel quelconque dans un lieu et une assiette strictement définis à partir des coordonnées paramétrées et validées en mémoire (15). Ensemble de valeurs statiques définies et encadrées d'une tolérance dans l'espace et dans le temps ainsi déterminés et qui viendraient à être modifiées par détection à un instant donné. Destination des données pour information ou action à toute distance par transmission des données. La lecture peut s'effectuer sur un appareil portable autonome spécifique ou associé utilement à un appareil possédant en commun un écran de visualisation comportant une cible complexe dans les deux modes de représentation cartésienne ou polaire, générées sur le téléphone portable en assurant de ce fait, une fonction supplémentaire. - Convertisseur quatre quadrants à jauges optoélectroniques pour la détection et la mesure de la déclivité d'un plan orienté selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et 9 précédentes, caractérisé par l'utilisation d'un dispositif d'asservissement supplétif selon le dispositif (fig. 1) qui assure par rétroaction, via une commande manuelle M ou automatique A, la mise en uvre des moyens mécaniques adaptés. Il assure les nécessaires corrections d'assiette relatives à une plate forme contenant les dispositifs embarqués in situ. Les composantes des coordonnées numériques respectives correspondant aux axes x et y sont contenues dans les mémoires (18) et sont transférées en durée compatible, jusqu'à épuisement des données injectées aux différents moteurs pas à pas {20) Z(x) et Z(y). Un dispositif de contrôle (19) valide les données acquises avant leurs transferts effectifs pour assurer, après un certain nombre de mesures identiques en fonction du temps, que celles-ci ne s'effectuent pas en milieu fluctuant. Utilisation du dispositif d'asservissement pour caler automatiquement la mise en assiette au niveau horizontal de la plate forme d'une théodolite, d'un niveau à pointage laser ou assurer le préréglage, sous un angle dièdre fini, d'une cale sinus à pré-positionnement, de façon rétroactive à partir des données horizontales obtenues précédemment.