Brevet FR2880850A1 — publié le 20060721

DISPOSITIF DE SECURITE DESTINE A PREVENIR LES COLLISIONS AVEC LES OUVRAGES D'ART Domaine technique L'invention se rapporte au domaine des dispositifs de sécurité équipant des véhicules industriels tels que des poids lourds, dont le chargement peut présenter une hauteur très importante. Il est courant qu'à l'entrée des ouvrages d'art, tels que des ponts ou des tunnels, la hauteur maximale autorisée soit signalée. Cependant il arrive parfois que la hauteur maximale autorisée ne soit pas correcte ou encore que le conducteur du véhicule ne connaisse pas avec exactitude la hauteur de son chargement. Ainsi, il existe un risque de voir le chargement de véhicules industriels être endommagé, ceci pouvant également causer de graves accidents de circulation. Art antérieur De façon générale, les dispositifs de sécurité équipant des véhicules industriels pour éviter leur collision avec un ouvrage d'art, utilisent des dispositifs de détection qui déterminent le point le plus bas d'une zone limitée de l'ouvrage d'art. En effet, ce type de capteur ne balaie pas l'ensemble d'une surface de l'ouvrage d'art, mais se limite à une zone sensiblement ponctuelle. Un tel dispositif est notamment décrit dans le document US-5.70.553 dans lequel un rayon lumineux est émis dans le sens de circulation du véhicule. Le cas échéant ce rayon intercepte la partie de l'ouvrage d'art trop basse. Plus précisément, ce rayon est reflété sensiblement ponctuellement sur la surface frontale d'un ouvrage d'art. En d'autres termes, cette détection n'est pas réalisée sur toute la largeur de l'ouvrage d'art correspondant à la largeur du véhicule industriel. En conséquence, la hauteur minimale du point détecté de l'ouvrage d'art ne correspond pas à la hauteur du point le plus haut sur la largeur précédemment décrite, notamment lorsque le gabarit de l'ouvrage d'art n'est pas rectangulaire. On connaît par ailleurs des dispositifs de sécurité qui utilisent des capteurs de type ultrasons , tel que décrit dans le document US2004/0046647. Cependant, dans ce cas, d'une part, on ne mesure pas la hauteur du véhicule ou du chargement avant de prendre la route, et d'autre part, la mesure du point le plus bas de l'ouvrage d'art est également localisée et ne s'étend pas sur toute la largeur du véhicule industriel. On connaît également des dispositifs de mesure de hauteur d'un chargement tel que décrit dans le document US-6.177.868. Cependant, dans ce cas, la hauteur maximale est mesurée uniquement dans une diagonale du véhicule. Hors, si le point le plus haut ne se situe pas sur cette diagonale, il n'est pas détecté. Par ailleurs, ce dispositif permet uniquement d'informer le conducteur sur la hauteur de son chargement avant qu'il ne prenne la route. Aucune détection de la hauteur du point le plus bas d'un l'ouvrage d'art n'est réalisé lorsque le véhicule se trouve en mouvement. Le but de l'invention est donc de fournir un dispositif de sécurité sûr et efficace permettant d'éviter tout risque de collision entre un véhicule et/ou son chargement et un ouvrage d'art. Un objectif de l'invention est de détecter en temps réel, toutes les irrégularités de l'ouvrage d'art pour permettre, même lorsque aucune information n'est signalée à l'entrée de l'ouvrage d'art, à un véhicule de s'engager en dessous de celui-ci sans risquer d'endommager son chargement. Exposé de l'invention L'invention concerne donc un dispositif de sécurité destiné à équiper des véhicules industriels. Un tel dispositif de sécurité permet de prévenir et d'éviter la collision avec un ouvrage d'art, tel un pont ou un tunnel enjambant une zone de circulation et en dessous duquel circule le véhicule. Selon l'invention, le dispositif se caractérise en ce qu'il comporte: - un premier moyen de mesure apte à déterminer l'altitude du point le plus haut du véhicule et de son chargement; - un second moyen de mesure apte à balayer une surface de l'ouvrage d'art et déterminer l'altitude du point le plus bas de la surface balayée; - une unité de contrôle apte à recevoir des informations issues du second moyen de mesure, à comparer en temps réel l'altitude du point le plus bas de la surface balayée avec le point le plus haut du véhicule et/ou de son chargement, et à générer un signal d'alarme lorsque cette comparaison est inférieure à une valeur de seuil prédéterminée mémorisée dans l'unité de contrôle. Autrement dit, lorsque le conducteur du véhicule industriel ne connaît pas la hauteur maximale de son chargement, il utilise un premier moyen de mesure qui va lui permettre de déterminer la hauteur du point le plus haut du chargement et/ou du véhicule par rapport à un point fixe de la structure porteuse du véhicule industriel. Une fois cette première mesure effectuée, l'information est alors transmise à une unité de contrôle. Cette transmission peut se faire directement et manuellement par la saisie de la hauteur du point le plus haut sur un dispositif de saisie. La transmission d'information peut également se faire électroniquement et directement par une liaison avec ou sans fil entre le premier moyen de mesure et l'unité de contrôle. Une fois le véhicule en mouvement, un second moyen de mesure balaie un volume environnant. A proximité de l'ouvrage d'art, une surface de ce dernier est interceptée, de façon à déterminer l'altitude du point le plus bas se présentant au-dessus de la chaussée et en-dessous duquel le véhicule doit circuler. Les informations issues de ce second capteur sont alors transmises à l'unité de contrôle qui compare, en temps réel, l'altitude du point le plus bas de la surface balayée avec le point le plus haut du véhicule mémorisé préalablement. Lorsque cette comparaison est en-dessous d'un seuil prédéterminé, un signal d'alarme est alors généré par l'unité de contrôle. Le chauffeur est alors informé d'un risque de collision potentielle entre son chargement et l'ouvrage d'art. Avantageusement, le premier moyen de mesure peut émettre un rayon lumineux qui balaie un plan sensiblement parallèle au plan de la chaussé qui peut être défini par trois 20 points de contact des pneus du véhicule avec la chaussée. Ainsi, lorsqu'un obstacle est détecté dans le plan balayé par le premier moyen de mesure, celui-ci informe l'utilisateur ou le conducteur du véhicule que le point le plus haut du véhicule n'est pas encore atteint. L'altitude du premier moyen de mesure est alors augmentée par incrément jusqu'à ne plus détecter d'obstacle dans le plan balayé. L'altitude du premier moyen de mesure correspond alors sensiblement à l'altitude du point le plus haut du véhicule et/ou de son chargement. Cette information est ensuite transmise à l'unité de contrôle. Généralement, cette mesure s'effectue lorsque le véhicule est à l'arrêt, positionné sur une chaussée sensiblement plane pour ne pas fausser la mesure. En pratique, le premier moyen de mesure peut être agencé sur une perche. Le mât peut être en liaison glissière avec la structure du véhicule de façon à permettre le déplacement vertical du premier moyen de mesure. Elle peut également être en liaison pivot-glissant pour permettre la rotation du premier moyen de mesure autour de l'axe du mât et ainsi réaliser le balayage dans différents plans lorsque le premier moyen de mesure génère un rayon lumineux très directionnel de manière rectiligne. Selon un mode de réalisation, le mât peut être télescopique apte à déplacer le premier moyen de mesure (5) selon un mouvement de translation verticale. Dans ce cas, elle peut également être motorisée de manière à déplacer le premier moyen de mesure selon un mouvement de translation vertical piloté par l'unité de contrôle. Ainsi, la mesure peut être automatisée à chaque démarrage du véhicule, et ne pas nécessiter une quelconque manipulation du conducteur en dehors de sa cabine. Une fois la hauteur du point le plus du véhicule, l'information peut être transmise de diverses manières à l'unité de contrôle qui va la mémoriser de façon à réaliser la comparaison avec le point le plus bas de l'ouvrage d'art. Différentes solutions et modes réalisation peuvent être utilisées pour déterminer l'altitude de ce point grâce à des second moyen de mesure différents de part leur nature, leur orientation ou leur positionnement sur le véhicule et/ou son chargement. Selon une première variante, le second moyen de mesure peut balayer une surface d'une face frontale de l'ouvrage d'art, sensiblernent verticale et positionnée à l'avant du véhicule. En d'autres termes, le second moyen de mesure permet de détecter la hauteur du point le plus bas d'un ouvrage d'art préalablement à l'entrée du véhicule à l'intérieur de celui-ci. Cette configuration est très intéressante lorsque le véhicule présente un chargement très lourd générant une grande inertie. En effet, il ne peut alors pas s'arrêter de manière instantanée, et ce même lorsqu'il circule à très faible vitesse. En pratique, le second moyen de mesure peut émettre un rayon lumineux. Dans ce cas, le second moyen de mesure est piloté de façon à balayer la surface de l'ouvrage d'art sur une largeur en dessous de laquelle le véhicule doit circuler. Selon un mode de réalisation, la mesure peut être effectuée lorsque le véhicule se trouve à une distance prédéterminée de l'ouvrage d'art, variant avec la vitesse du véhicule. Autrement dit, la distance de détection d'un obstacle est adaptée en fonction de la vitesse du véhicule. En effet, si le véhicule roule à une vitesse élevée, il sera nécessaire d'avertir le conducteur du véhicule de façon anticipée pour lui permettre de ralentir, voire d'arrêter son véhicule si nécessaire. Pour ce faire, il est possible d'adapter l'angle d'inclinaison du moyen de mesure de façon à déplacer la zone de détection du point le plus bas de l'ouvrage d'art. Selon une seconde variante, le second moyen de mesure peut balayer une face inférieure de l'ouvrage positionnée au-dessus du véhicule. En d'autres termes, la détection du point le plus bas de la surface balayée de l'ouvrage d'art s'effectue uniquement lorsque le véhicule pénètre en-dessous ou à l'intérieur de l'ouvrage d'art. Dans ce cas, le véhicule circule à vitesse réduite pour permettre au chauffeur de réaliser un arrêt bnztal en cas de dépassement du seuil de sécurité. Avantageusement, le second moyen de mesure peut comporter un émetteur et un récepteur à ultrasons. L'émetteur permet de générer des ondes qui sont réfléchies sur la paroi inférieure de l'ouvrage d'art, puis captées par le récepteur. Le calcul de la durée pour effectuer ce parcours permet d'en définir sa longueur, et par conséquent d'avertir le conducteur si la distance de la paroi est insuffisante. Selon le premier mode de réalisation, le second moyen de mesure peut être positionné sur la paroi supérieure d'une cabine de pilotage du véhicule industriel. Dans ce cas, le second moyen de mesure est solidaire du tracteur du véhicule et aucune manipulation du second moyen de mesure n'est nécessaire lors du changement de remorque notamment. Selon un deuxième mode de réalisation, le second moyen de mesure est positionné dans une zone proximale du point le point plus haut du véhicule déterminé par le premier moyen de mesure. De cette même manière, la comparaison entre le point le plus bas de l'ouvrage d'art et le point le plus haut du véhicule est obtenue en comparant directement l'altitude du point le plus bas de l'ouvrage d'art avec l'altitude du second moyen de mesure. Dans ce cas, le deuxième moyen de mesure peut être auto-alimenté en énergie électrique. Il peut également transférer directement ses données de mesure à l'unité de contrôle au moyen d'un dispositif de communication sans fil. En pratique, il peut être solidarisé de manière réversible au niveau du point le plus haut du véhicule ou de son chargement au moyen d'un système de ventouse, d'aimant magnétique ou de fixation mécanique et permettre une solidarisation réversible rapide, sans nécessiter d'outil. Selon un troisième mode de réalisation, le second moyen de mesure peut être positionné sur un véhicule pilote qui ouvre la route du véhicule industriel. Dans ce cas, l'unité de contrôle peut également être installée dans le véhicule pilote et transmettre des informations via un moyen de communication sans fil à un dispositif d'alarme situé à l'intérieur de la cabine de pilotage du véhicule industriel. Il est également possible que le second moyen de mesure transmette ses informations de mesure directement à l'unité de contrôle qui est à l'intérieur du véhicule industriel. Quel que soit le mode de réalisation du positionnement du second moyen de mesure, les informations qu'il transmet à l'unité de contrôle sont ensuite traitées de manière à informer et/ou alerter le conducteur du véhicule. Avantageusement, l'unité de contrôle peut générer un signal variable représentatif en temps réel de la distance entre le point le plus bas de la surface balayée de l'ouvrage d'art et le point le plus haut du véhicule industriel. En d'autres termes, un dispositif d'affichage permet de représenter la distance entre le point le plus bas de l'ouvrage d'art et le point le plus haut du véhicule. En pratique, le véhicule industriel peut être équipé de plusieurs seconds moyens de mesure positionnés à divers endroits du véhicule., et notamment au niveau de la cabine de pilotage et/ou au niveau du point le plus haut du chargement avec des orientations de détection différentes. Ainsi, il est possible de mesurer à la fois le point le plus bas d'un ouvrage d'art au niveau de sa face inférieure et de sa face frontale. Par suite, il est possible de combiner plusieurs variantes de réalisation décrites précédemment pour améliorer la mesure du point le plus bas de l'ouvrage d'art. Description sommaire des figures La manière de réaliser l'invention ainsi que les avantages qui en découlent ressortiront bien de la description du mode de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et non limitatif, à l'appui des figures annexées dans lesquelles: La figure 1 est une première variante en vue de profil d'un véhicule équipé d'un dispositif de sécurité, conforme à l'invention. La figure 2 est un schéma de principe du dispositif de sécurité équipant le véhicule de la figure l. La figure 3 est une seconde variante en vue de profil d'un véhicule équipé d'un dispositif de sécurité, conforme à l'invention. La figure 4 est un schéma de principe du dispositif de sécurité équipant le véhicule de la figure3. Description détaillée de l'invention Comme déjà évoqué, l'invention concerne un dispositif de sécurité permettant de prévenir et d'éviter tout risque de collision entre un ouvrage d'art et un véhicule et/ou son chargement. Tel que représenté à la figure 1, le chargement (3) du véhicule industriel (1) présente une hauteur supérieure à celui-ci. Dans ce cas, 1. e conducteur du véhicule (1) ne connaît généralement pas l'altitude exacte du point le plus haut de son chargement (3). De plus, dans certains cas lorsque la mesure est effectuée, la valeur mesurée peut présenter une grande imprécision et peut se révéler inexacte. Cette imprécision est notamment dû au mode opératoire utilisé pour mesurer la hauteur du point le plus haut. En effet, une méthode consiste à positionner une planche en bois au niveau du point le haut détecté visuellement et de mesurer l'altitude de cette planche au moyen d'un système de mesure depuis le sol, tel une pige ou un télémètre, mais sans garantie que la planche soit dans le même plan que le camion. L'erreur de mesure peut ainsi atteindre plusieurs dizaines de centimètres. Selon l'invention, un premier moyen de mesure (5) ici positionné sur un mât (11) permet de balayer des plans sensiblement parallèles au plan défini par le contact de trois roues avec la chaussé. Dans la variante représentée à cette figure, le mât (1) est positionné au niveau de la cabine de pilotage (13). La hauteur du premier moyen de mesure (5) est ainsi augmentée progressivement jusqu'à ne plus détecter d'obstacle dans son champ balayé. La hauteur du point le plus haut du chargement peut alors être lu sur une échelle de mesure positionnée en regard du mât muni d'un repère. Le chauffeur peut alors noter cette valeur puis la saisir dans sa cabine (13) niveau d'un dispositif de saisie relié à l'unité de contrôle (10) qui va mémoriser cette valeur. Par ailleurs, il est également fréquent qu'aucune signalisation relative à la hauteur maximale autorisée ne soit affichée à l'entrée d'un ouvrage d'art (2) tel un tunnel ou un pont ou qu'elle soit imprécise. Par conséquent, il est important de mesurer en temps réel la hauteur du point le bas d'un ouvrage d'art (2). Pour ce faire, des seconds moyens de mesure (6, 16) sont utilisés en combinaison. En effet, tel que représenté, le second moyen de mesure (16) est positionné à proximité du point le plus haut du véhicule de façon à balayer une surface (14) d'une face frontale de l'ouvrage d'art (2). Ce second moyen (16) est donc solidarisé au chargement (3) du véhicule (1) par exemple par un système à ventouses. Il émet un rayon lumineux sensiblement parallèlement à la chaussé. Il peut notamment, au moyen d'un système de communication sans fil, transmettre ses mesures à l'unité de contrôle (10). De même, un autre second moyen de mesure (6) peut être positionné au niveau de la surface supérieure (12) de la cabine (13) du véhicule (1). Il peut par exemple permettre de balayer une surface (4) d'une face inférieure de l'ouvrage d'art (2). Par exemple, un système à ultrasons peut être utilisé pour balayer cette surface (4). Tel que représenté à la figure 2, l'unité que contrôle est donc connectée avec les deux seconds moyen de mesure (6, 16) de façon à améliorer la sécurité et la précision de la mesure. C'est par conséquent la plus petite valeur de la hauteur mesurée par l'un ou l'autre de ces deux moyens de mesures (6, 16) qui est retenu pour effectuer la comparaison avec le point le plus haut du chargement (3). Selon cette variante les informations issues du second moyen de mesure (6) sont transmises à l'unité de contrôle (10) par voie filaire tandis que les informations issues du second moyen de mesure (16) sont transmises via un dispositif de communication sans fil. Des informations telle que la vitesse du véhicule peuvent également être transmises à l'unité de contrôle (10) qui va alors adapter les mesures effectuées. Ces informations proviennent de divers organes de mesure (21) aptes à donner des informations sur la dynamique générale du véhicule (1). Le mât (11) est ici motorisé et pilotée par l'unité de contrôle (10) pour effectuer le déplacement du premier moyen de mesure (5). Dans cette variante le premier moyen de mesure (5) est connecté par voie filaire à l'unité de contrôle (10). Cette configuration permet ainsi de transférer automatiquement l'altitude du point le plus haut du véhicule (1) et/ou de son chargement (3). L'information sur la comparaison peut ensuite entre soit signalée par un dispositif sonore et/ou visuel tel un dispositif d'affichage (20). La variante de la figure 3 présente un véhicule (1) équipé de trois second moyens de mesure (6, 16, 26). En effet, dans cette variante deux seconds moyens de mesure (16, 26) sont positionnés à proximité du point le plus haut du véhicule. - 10 - De cette manière, on mesure directement la hauteur du point le plus bas de l'ouvrage d'art sur à la fois une surface (14) d'une face frontale grâce au second moyen de mesure (16) et sur une surface (4) d'une face inférieure grâce au second moyen de mesure (26). Dans la variante représentée à la figure 3, le mât (Il) est solidarisé à la remorque du véhicule (1). Cette configuration est la plus adéquate car les variations d'inclinaison entre la remorque et le tracteur n'entrent alors pas en jeu. Tel que représenté à la figure 4, les deux seconds moyens de mesure (16, 26) positionnés à proximité du point le plus haut du véhicule transmettent leurs informations via un dispositif de communication sans fil. Par ailleurs, le premier moyen de mesure (5) permet de fournir à l'utilisateur une information visuelle sur la hauteur du point le plus haut du véhicule. L'utilisateur mémorise alors cette valeur et la saisit sur un organe de saisie (22) positionné à l'intérieur de la cabine (13). De même, le mât (Il) est dans ce cas non motorisé et le déplacement en translation verticale du premier moyen de mesure (5) se fait manuellement par l'utilisateur. Tel que représenté à la figure 5, le premier moyen de mesure (5) pivote autours de l'axe du mât (Il) et permet ainsi de balayer toute la surface qu'occupe le véhicule (1) et son chargement (3). Le système utilisé dans cette variante correspond à un capteur à ultrason mais il est également possible de balayer la surface au moyen d'un rayon lumineux. - Il - Il ressort de ce qui précède que le dispositif de sécurité conforme à l'invention présente de multiples avantages, notamment: É il permet de balayer toute la surface de l'ouvrage d'art en dessous duquel circule le véhicule; É il permet d'éliminer tout risque de collision; É il peut équiper tout type de véhicule industriel pré-existant; É il est très rapide à installer et n'engendre pas de manipulation complexe par le chauffeur à chaque démarrage. - 12 - REVENDICATIONS 1. Dispositif de sécurité, destiné à équiper un véhicule industriel (1), pour prévenir et éviter la collision avec un ouvrage d'art (2) enjambant une zone de circulation et en dessous duquel circule ledit véhicule (1), ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte: - un premier moyen de mesure (5) apte à déterminer l'altitude du point le plus haut dudit véhicule (1) et/ou de son chargement (3); -un second moyen de mesure (6, 16, 26) apte à balayer une surface (4, 14) de l'ouvrage d'art (2) et déterminer l'altitude du point le plus bas de ladite surface (4, 14) ; une unité de contrôle (10) apte à recevoir des informations issues du second moyen de mesure (6, 16, 26), à comparer en temps réel l'altitude du point le plus bas de la surface balayée (4, 14) avec le point le plus haut du véhicule (1) et/ou de son chargement (3) et à générer un signal) d'alarme lorsque cette comparaison est inférieure à une valeur de seuil prédéterminée mémorisée dans l'unité de contrôle (10). 2. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier moyen de mesure (5) émet un rayon lumineux qui balaie un plan sensiblement parallèle au plan défini par trois points de contact des pneus du véhicule (1) avec la chaussée. 3. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier moyen de mesure (5) est agencé sur un mât (11). 4. Dispositif de sécurité selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mât (11) est télescopique, apte à déplacer le premier moyen de mesure (5) selon un mouvement de translation verticale. 5. Dispositif de sécurité selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mât (11) est motorisé de manière à déplacer le premier moyen de mesure (5) selon un mouvement de translation verticale piloté par l'unité de contrôle (10). - 13 - 6. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second moyen de mesure (16) balaie une surface (14) d'une face frontale de l'ouvrage d'art (2) sensiblement verticale et positionnée à l'avant du véhicule (1). 7. Dispositif de sécurité selon la revendication 6, caractérisé en ce que le second moyen de mesure (16) émet un rayon lumineux. 8. Dispositif de sécurité selon la revendication 6, caractérisé en ce que la mesure est effectuée lorsque le véhicule (1) se trouve à une distance prédéterminée de l'ouvrage d'art (2), variant avec la vitesse du véhicule (1). 9. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second moyen de mesure (6, 26) balaie une surface (4) d'une face inférieure de l'ouvrage d'art (2) et positionnée au dessus du véhicule (1) . 10. Dispositif de sécurité selon la revendication 9, caractérisé en ce que le second moyen de mesure (6, 26) comporte un émetteur et un récepteur à ultrasons. 11. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second 20 moyen de mesure (6, 26) est positionné sur une surface supérieure (12) d'une cabine de pilotage (13) du véhicule industriel (1). 12. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second moyen de mesure (16) est positionné dans une zone proximale du point le plus haut du 25 véhicule (1) déterminé par le premier moyen de mesure (5). 13. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (10) est apte à générer un signal variable représentatif en temps réel de la distance entre le point le plus bas de la surface balayée (4, 14) de l'ouvrage d'art (2) et le 30 point le plus haut du véhicule industriel (1).