Brevet FR2867657A1 — publié le 20050923

La présente invention concerne un détecteur infrarouge passif habituellement utilisé dans les dispositifs d'alarmes. Son intégration dans un boîtier adapté permet de l'utiliser sans difficulté pour la détection des chevauchements des bovins en stabulation en vue d'un enregistrement vidéo. Chez la vache ou la génisse, les chaleurs se manifestent le plus souvent par l'acceptation du chevauchement et parfois par le chevauchement des autres animaux. La durée d'un chevauchement est d'environ 4 à 6 secondes. L'éleveur doit consacrer du temps à la surveillance de ces manifestations pour effectuer la mise à la reproduction de ses animaux. De plus, ces manifestations de chaleurs ont parfois une durée très limitée et elles se produisent souvent la nuit. Des chaleurs non détectées entraînent un allongement de l'intervalle vêlage-vêlage d'environ trois semaines (cycle de la vache) et une perte financière pour l'éleveur. Pour aider à la détection, des dispositifs à coller sur la croupe ont été mis au point. Les plus simples sont des dispositifs mécaniques jetables qui changent de couleur après un chevauchement. On connaît aussi par le document FR 2756141, une mousse à appliquer sur la croupe qui s'estompe par les chevauchements. Des dispositifs électroniques plus élaborés également à poser sur la croupe sont connus par les documents DE 3338435, US 5881673, US 4846106 et US 5542431.Ces derniers sont activés par la pression exercée par les chevauchements. Toutefois, un animal en chaleurs peut chevaucher des animaux qui ne sont pas en chaleurs et activer le dispositif de ces derniers. Tous ces dispositifs sont fastidieux à poser et ils peuvent être activés ou perdus quand l'animal se gratte contre un mur. Ils ne sont donc pas prévus pour être laissés en permanence sur l'animal; ils se posent quelques jours avant la date prévisible des chaleurs. Ces dispositifs ne sont pas adaptés à la détection d'un animal présumé gestant et qui revient en chaleurs suite à une mortalité embryonnaire. Des podomètres sont aussi utilisés pour mesurer l'activité mais un animal qui a beaucoup marché n'est pas forcément en chaleurs. On connaît par le document US 6339999 une méthode utilisant des barrières infrarouges constituées chacune d'un boîtier émetteur et d'un boîtier récepteur entre lesquels "parcourt" un faisceau infrarouge invisible qui peut être rompu par un chevauchement et entraîner l'activation d'un moyen d'identification. Le principal inconvénient de cette méthode est qu'elle nécessite un grand nombre de dispositifs pour assurer une détection convenable, ce qui entraîne un coût important. De nombreuses stabulations sont ouvertes sur toute une face qui peut difficilement être équipée de tels dispositifs. Dans les stabulations sur aire paillée sur litière accumulée, le niveau et l'inclinaison du sol changent régulièrement et le déplacement de tous les dispositifs peut être compliqué. Des éleveurs utilisent une caméra pour la surveillance des vêlages et aussi des chaleurs. Ils peuvent ainsi observer leurs animaux de leur maison sans avoir à se déplacer. Cependant, ce moyen n'économise pas beaucoup de temps pour la détection des chaleurs. Le but de l'invention est de pouvoir réaliser un enregistrement automatique de séquences comportant des chevauchements permettant ainsi une consultation rapide de ces séquences en différé en utilisant un matériel simple, peu coûteux et facile à mettre en oeuvre. La difficulté à résoudre est d'arriver à détecter un bovin qui en chevauche un autre même si ces deux bovins sont parmi les plus petits du troupeau sans entraîner le déclenchement du détecteur quand le bovin le plus grand lève la tête. Il faut aussi tenir compte de possibles différences de niveaux des sols. Sur les aires paillées sur litière accumulée, le niveau et l'inclinaison du sol changent régulièrement. A titre d'exemple, la hauteur totale de deux petits bovins se chevauchant peut atteindre 2,10 m, la hauteur du grand bovin tête levée peut atteindre 1,70 m et les différences de niveaux atteignent souvent de 20 à 30 cm. La portion d'espace pour la détection est donc très réduite et les réglages doivent pouvoir être réalisés sans difficultés excessives. De façon connue, un détecteur infrarouge classique utilisé dans les systèmes d'alarmes est muni d'un capteur pyro-électrique associé à une optique et à une électronique qui convertit les variations du signal infrarouge rayonné par le corps d'un humain ou d'un animal à sang chaud en signaux électriques. Ces signaux, une fois analysés, génèrent l'action d'un relais. La partie électronique est protégée par un boîtier en matière plastique. L'optique est une lentille de Fresnel générant des faisceaux de détection souvent sur plusieurs plans et il est très difficile de situer ces plans dans l'espace. Pour une utilisation dans le domaine de la détection des chaleurs, il est indispensable de n'utiliser qu'un seul plan de détection. Certains détecteurs possèdent d'ailleurs des lentilles à un seul plan de façon à éviter le déclenchement du détecteur en présence d'animaux domestiques (chiens, chats...). Le choix du détecteur sur ce critère n'est pas primordial car il est facile de masquer les plans de détection indésirables et aussi, si besoin, de masquer des faisceaux pour réduire l'angle du champ de détection. D'autres critères sont plus importants:-la portion de lentille correspondant au champ de détection sélectionné doit générer un nombre suffisant de faisceaux de façon à assurer une efficacité de la détection sur toute l'aire de couverture de ce champ de détection;-le comptage d'impulsions et un filtre de lumière blanche sont des garanties contre les déclenchements intempestifs;-une compensation en température permet une efficacité de la détection quand la température ambiante se rapproche de celle de l'animal;-la portée du champ de détection doit être suffisante pour ne pas avoir à multiplier le nombre de dispositifs. Le dispositif de détection conforme à l'invention comporte un boîtier à l'intérieur duquel est fixé sur sa paroi postérieure le détecteur infrarouge. Une ouverture sur la face avant du boîtier laisse passer le champ de détection sélectionné sur un plan unique de détection. Les faisceaux indésirables sont masqués par les parois du boîtier. Différentes largeurs d'ouverture peuvent être proposées, ce qui permet un choix de l'angle de détection. L' ouverture ne peut pas être fermée par un matériau transparent; la lentille de Fresnel doit en effet avoir une visibilité optique de l'intégralité de la zone à surveiller. Le dispositif de détection est caractérisé en ce que le boîtier comprend sur sa partie supérieure une plate-forme se situant sur un plan parallèle au plan unique de détection. On entend par plan de détection le plan dans l'espace correspondant à partir du sol aux premiers points des faisceaux de détection. La plate-forme servant d'embase comporte un axe de guidage situé à la verticale du point de départ du champ de détection permettant à un moyen d'insertion d'un pointeur laser de pivoter autour de cet axe de sorte que le faisceau du pointeur laser se situe toujours sur un plan parallèle au plan de détection. Cette caractéristique permet de situer le plan de détection qui se trouve quelques centimètres en dessous du faisceau du pointeur laser. Des graduations sur la plate-forme permettent de situer les limites latérales du champ de détection. Le boîtier est soutenu par un support articulé permettant le réglage de son inclinaison et de son orientation. La visualisation de l'emplacement du champ de détection associée au réglage du support articulé permet un positionnement rapide et précis de ce champ de détection. Un moyen de blocage de l'articulation ou des articulations du support permet d'éviter les déréglages intempestifs. La présente invention est destinée à une utilisation dans un environnement très exposé à la poussière en particulier avec l'utilisation de pailleuses qui projettent la paille. Pour empêcher la pénétration de poussière à l'intérieur du détecteur infrarouge et éviter la dégradation de ses performances, un joint est réalisé si besoin autour de la lentille et au niveau du couvercle. Le boîtier évite aussi un dépôt excessif de poussière sur la lentille. Le boîtier constitue aussi une protection contre les chocs. Le boîtier comprend un moyen d'ouverture permettant le nettoyage du 10 détecteur. Selon une variante de réalisation, le boîtier est muni d'éléments pointus destinés à décourager toute tentative de léchage qui pourrait se produire quand un animal étire la tête et la langue au maximum. Selon une autre variante de réalisation, la base du support articulé est adaptée à un dispositif de réglage vertical qui permet le réglage de la hauteur du boîtier contenant le détecteur. Ce réglage vertical est indispensable pour une utilisation sur une aire paillée dont le niveau peut varier de façon importante. Les caractéristiques de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels:-la figure 1 est une vue en coupe;-la figure 2 est une vue de l'avant et du dessus du dispositif porte ouverte;-la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 porte fermée et avec le pointeur laser;-la figure 4 est une vue d'un côté et de l'arrière du dispositif;-la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 avec les deux variantes;-la figure 6 est une vue du champ de détection en situation de détection. Le boîtier (1) en métal contient le détecteur infrarouge (2) fixé à l'aide de quatre vis et d'écrous (36) sur la paroi postérieure dudit boîtier (1) . Ce boîtier (1) comporte sur sa face avant une ouverture (3) rectangulaire dont la forme et les dimensions sont adaptées pour ne laisser passer que les 25 faisceaux de détection correspondant à un champ de détection sur un plan unique et à un angle d'environ 85 . La face postérieure plate du boîtier (1) sur laquelle est fixé le détecteur (2) forme un angle précis avec la plate-forme (4) constituée par la face supérieure dudit boîtier (1) de façon à ce que cette plate- forme (4) soit parallèle au plan de détection. Cette plate-forme (4) comporte un orifice situé à la verticale du capteur pyro-électrique qui est le point de départ du champ de détection permettant la fixation par un écrou (37) d'un axe circulaire (5) muni à une extrémité d'une tige filetée (38) d'un diamètre inférieur à celui de l'axe (5). Une barre (6) creuse en métal de section carrée comportant un orifice (7) sur chacune des deux faces opposées de l'une de ses extrémités et dans laquelle est inséré un pointeur laser (8) peut pivoter sur 180 autour de l'axe (5) qui a une forme sensiblement conique à son extrémité de façon à faciliter l'introduction de la barre (6). Le diamètre des deux orifices (7) est très proche du diamètre de l'axe (5). Le pointeur laser (8) de forme cylindrique est d'un diamètre légèrement inférieur à la section interne de la barre (6). Deux bagues (9) en caoutchouc collées aux deux extrémités de la partie du pointeur laser (8) recouverte par la barre (6) permettent le maintien dudit pointeur laser (8) à l'intérieur de la barre (6) .Le bouton-poussoir (27) du pointeur laser (8) reste accessible. La barre (6) associée au pointeur laser (8) n'est mise en place qu'à l'occasion des réglages. Des graduations (10) (figures 2 et3) gravées sur la plate-forme (4) permettent de situer les limites latérales du champ de détection quand on fait correspondre ces graduations (10) avec les bords de la barre (6). Le détecteur (2) utilisé comporte une lentille (11) dure générant quatorze faisceaux de détection sur 85 et permet une détection sur un rayon de 18 m. Sa position à l'intérieur du boîtier est inversée par rapport à la normale (haut et bas) ,car la lentille (11) se trouve ainsi positionnée plus en haut du boîtier. La face avant du boîtier constitue une porte basculante (12). Les bords latéraux de cette porte sont repliés et recouvrent les bords externes des faces latérales du boîtier (1). Un orifice en bas de chacun des bords de la porte basculante (12) et un orifice correspondant sur chaque face latérale permettent le passage de deux gonds (39). La porte basculante (12) est maintenue fermée par la fixation à l'aide d'un rivet (40) d'un aimant troué (13) sur le bord supérieur interne de chaque face latérale du boîtier (1). Le boîtier (1) est soutenu par un support (14) constitué d'une base (15) comportant trois orifices pour sa fixation, d'une tige (16) rigide et d'une rotule (17). La tige (16) rigide comporte à l'extrémité opposée à la base un piston (18) concave. Ce piston (18) est introduit dans un cylindre (19) contenant la bille (20) de la rotule (17). La bille (20) comporte une tige filetée (21) qui sort du cylindre (19) par une ouverture (22) qui laisse aussi apparaître une partie de la bille (20). Une vis (23) vissée dans un orifice taraudé du cylindre permet le blocage de la bille (20) par le cylindre (19) et le piston (18) qui a une forme conique à l'endroit de la pression exercée par la vis (dos du piston). Cette vis (23) est munie d'une petite poignée (24) permettant son actionnement à la main. Un orifice dans la face inférieure du boîtier permet l'introduction de la tige filetée (21) qui est fixée à l'aide d'une molette (25) sous le boîtier (1) et d'un écrou (26) dans le boîtier (1). Une résine époxyde est appliquée au niveau des contours de la lentille (11) et au niveau du pourtour interne du couvercle (28) du détecteur (2) de façon à éviter la pénétration de poussière à l'intérieur. Un câble (non représenté) composé de quatre conducteurs est raccordé au détecteur (1). Chaque conducteur est raccordé à une douille (29) fixée sur la partie postérieure du boîtier (1) percée de quatre trous. La connexion avec le câble d'installation se fait par l'extérieur. Le détecteur (1) est alimenté par un courant continu de 12 V. Selon une variante de réalisation représentée dans la figure 5, des pointes (30) sont soudées à la verticale sur la face inférieure du boîtier (1). Seule la tête de la pointe est soudée, la partie pointue étant orientée vers le bas. Selon une autre variante de réalisation représentée dans la figure 5, la base (31) du support comporte deux orifices et est fixée sur un rail (32) vertical en métal. Une plaque (33) rectangulaire de métal comportant deux orifices taraudés est insérée dans le rail (32) et permet la fixation de la base (31) par deux vis munies d'une molette (34). Un troisième orifice (35) dans cette plaque (33) permet d'y introduire le câble d'installation qui vient se loger dans le rail (32) et en sort au niveau de son extrémité supérieure. Deux orifices dans le rail permettent sa fixation à l'aide de vis. La mise en oeuvre d'un dispositif conforme à l'invention est la suivante. 15 Si l'aire à couvrir est une surface bétonnée ou une surface paillée à niveau pratiquement constant, la base (15) du support (14) est fixée directement sur un poteau ou un mur à une hauteur d'environ 15 cm minimum au dessus de la hauteur estimée du bovin le plus grand du troupeau au niveau de sa tête quand elle est levée. L'inclinaison du boîtier est à adapter à l'inclinaison des sols et à leurs éventuelles différences de niveaux en veillant à conserver la marge minimum de 15 cm entre le "grand bovin" et le champ de détection qui ne doit pas non plus se situer plus haut que deux "petits bovins" se chevauchant. L'orientation du boîtier est à adapter à la zone à couvrir. Pour des sols de niveaux très différents, deux dispositifs de détection doivent être utilisés: celui qui est destiné au niveau le plus bas doit être placé en limite des deux niveaux de façon à ce que son champ de détection ne couvre pas le niveau le plus haut. Si l'aire à couvrir est une surface paillée dont le niveau peut varier de plus de 30 cm, la base (31) du support (14) est fixée sur un rail (32) vertical lui-même fixé sur un poteau ou sur un mur. Les différents réglages se font dans les mêmes conditions que précédemment mais il seront à renouveler périodiquement. Le détecteur est relié à un conducteur alimenté par courant continu de 12 V. Suivant la position du relais, un conducteur de retour est alimenté ou non en courant. Ces conducteurs sont reliés à un système de contrôle électronique commandant la mise en marche d'une caméra, d'un système d'éclairage si besoin et d'un système d'enregistrement vidéo. Plusieurs détecteurs de chevauchements et plusieurs caméras peuvent être reliés à un même système d'enregistrement. L'identification des animaux comportant des tâches est assez aisée. Pour les animaux de couleur unie, un marquage sur l'animal peut être nécessaire. Il est possible de connaître l'heure du début des chevauchements en plaçant par exemple une pendule dans le champ de la caméra ou par un autre moyen plus élaboré. Cette indication permet une mise à la reproduction au moment optimum et une amélioration du pourcentage de fécondation. On sait que le moment optimum pour inséminer se situe de 10 à 20 heures après le début des chaleurs. La présente invention permet un gain de temps ainsi qu'une détection plus complète et plus précise. Elle contribue donc à l'amélioration des conditions de travail de l'éleveur ainsi qu'à l'amélioration de son revenu. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection à distance des chevauchements des bovins en stabulation comprenant un détecteur infrarouge passif (2) inséré dans un boîtier (1) soutenu par un support (14) articulé et comportant une ouverture(3) laissant passer un champ de détection sur un seul plan, caractérisé en ce que le boîtier (1) comprend sur sa partie supérieure une plate-forme (4) se situant sur un plan parallèle au plan unique de détection et comportant un axe (5) de guidage d'un moyen d'insertion (6) d'un pointeur laser (8) de sorte que le faisceau dudit pointeur laser (8) se situe toujours sur un plan parallèle au plan de détection. 2. Dispositif de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plate-forme (4) comporte des graduations (10) qui permettent de situer les 15 limites latérales du champ de détection. 3. Dispositif de détection selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le boîtier (1) comporte une ouverture (3) ne laissant passer que les faisceaux de détection désirés pour un angle donné. 4. Dispositif de détection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (14) articulé comporte un dispositif de blocage (18,19,23 et 24) de l'articulation (17) ou des articulations. 5. Dispositif de détection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (14) articulé est adapté à un dispositif de réglage vertical (32). 6. Dispositif de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que le 30 détecteur (2) est inséré dans le boîtier (1) qui constitue une protection contre le dépôt de poussière et les chocs. 7. Dispositif de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier est muni d'éléments pointus (30).