Brevet FR2897968A1 — publié le 20070831

L'invention concerne un système de détection d'incendie et un aéronef équipé d'un tel système. Les systèmes de détection d'incendie, par exemple dans les aéronefs, comprennent classiquement une unité de détection (ou FDU de l'anglais "Fire Detection Unit') qui reçoit des informations d'un ensemble de détecteurs couvrant une aire à surveiller et les traite pour transmission à un module d'affichage, située dans le cockpit de l'appareil dans le cas des aéronefs. En général, un ensemble de détecteurs identiques est réparti sur l'aire à protéger ; chaque détecteur est ainsi associé à une zone particulière de l'aire et délivre une valeur déterminée d'une grandeur électrique (telle que par exemple la résistance que forme le détecteur dans le circuit électrique qui le relie à l'unité de détection) selon l'information à transmettre sur l'état du détecteur : fonctionnement normal, panne du détecteur ou présence d'un feu dans la zone concernée. Les différents détecteurs sont classiquement connectés en parallèle sur l'unité de détection, ce qui permet notamment de limiter le câblage nécessaire à l'implantation de la fonction sur l'ensemble de l'aire à protéger. Le branchement en parallèle de détecteurs identiques rend toutefois impossible la différenciation, depuis l'unité de détection, du détecteur transmettant un signal particulier. La détermination du détecteur à l'origine d'une information particulière est pourtant intéressante, non seulement pour la localisation du feu détecté, mais aussi pour identifier précisément et rapidement un détecteur défaillant lors de la maintenance. Par ailleurs, dans les systèmes utilisant deux canaux redondants pour la transmission de l'information, la détermination précise de la zone où un feu est détecté permet de limiter les situations d'alerte au cas où les deux canaux d'information signalent un feu dans la même zone (et non dès qu'un feu est détecté par chaque canal dans une zone quelconque de l'aire). Afin de répondre en partie au moins à ces attentes, sans nécessiter toutefois une augmentation du câblage nécessaire à l'implantation des deux détecteurs, l'invention propose un système de détection d'incendie comprenant une unité de détection apte à mesurer une grandeur électrique entre une première et une seconde bornes, et un premier détecteur connecté aux première et seconde bornes et apte à former une première valeur de la grandeur électrique dans un état déterminé du premier détecteur, caractérisé par un second détecteur connecté aux première et seconde bornes et apte à former une seconde valeur de la grandeur électrique dans ledit état déterminé, la première valeur étant différente de la seconde valeur. L'état déterminé correspond par exemple à la détection d'un feu par le détecteur concerné. Ainsi, bien que les deux détecteurs soient branchés en parallèle, les valeurs différentes de la grandeur électrique permettent de déterminer, depuis l'unité de détection, quel détecteur est dans l'état déterminé (c'est-à-dire par exemple par quel détecteur le feu a été détecté) et ainsi de localiser précisément la zone correspondante. En variante, l'état déterminé peut être le fonctionnement normal du détecteur, auquel cas la détection d'un feu pourra être localisée grâce à la localisation du détecteur en fonctionnement normal puis par déduction. L'état déterminé peut aussi correspondre à une panne du détecteur concerné, auquel cas la localisation du détecteur facilite la maintenance. Dans le cas où l'état déterminé correspond à la détection d'un feu, on peut prévoir en outre que le premier détecteur soit apte à former une troisième valeur de la grandeur électrique en fonctionnement normal et que le second détecteur soit apte à former une quatrième valeur de la grandeur électrique en fonctionnement normal, la troisième valeur étant différente de la quatrième valeur. On peut alors prévoir que le premier détecteur est apte à former une cinquième valeur de la grandeur électrique en cas de panne et le second détecteur est apte à former la cinquième valeur de la grandeur électrique en cas de panne. Lorsqu'un seul détecteur sera en panne, on pourra le localiser précisément grâce à la différence entre la troisième et la quatrième valeur. Selon une variante envisageable, on pourrait prévoir des valeurs différentes de la grandeur électrique pour les premier et second détecteurs en cas de panne. La seconde valeur diffère par exemple de plus de 10 % de la première valeur, ce qui permet d'assurer la distinction entre les valeurs formées par les deux détecteurs. Dans le mode de réalisation envisagé dans la suite, la grandeur électrique est une résistance. L'unité de détection peut en outre présenter une troisième borne et un troisième détecteur connecté à la troisième borne peut alors former une valeur déterminée de la grandeur électrique en cas de détection d'un feu dans une troisième zone. On peut ainsi distinguer l'origine de l'information en déterminant quelle borne mesure la valeur électrique concernée. On peut prévoir dans ce cas que l'unité de détection soit apte à mesurer cycliquement la grandeur électrique au niveau de la seconde borne et au niveau de la troisième borne, afin de surveiller cycliquement le premier groupe de détecteurs (premier et second détecteurs), puis le second groupe (troisième détecteur). Le troisième détecteur peut être connecté entre la troisième borne et la première borne afin de limiter les câblages nécessaires. La combinaison des deux techniques envisagées pour localiser le détecteur concerné (grandeurs électriques différentes d'une part et multiplexage temporel d'autre part), associée à l'utilisation d'une masse commune, permet d'ailleurs un compromis intéressant entre la quantité de câblages nécessaires et la fiabilité de l'information transmise. L'invention propose également, de manière originale en soi, un système de détection d'incendie comprenant une unité de détection apte à mesurer une grandeur électrique, un premier détecteur (ou groupe de détecteurs) connecté à une première borne de l'unité de détection et apte à former une valeur de la grandeur électrique en cas de détection d'un feu dans une première zone, caractérisé par un second détecteur (ou groupe de détecteurs) connecté à une seconde borne de l'unité de détection et apte à former une valeur (éventuellement identique à celle précédemment mentionnée) de la grandeur électrique en cas de détection d'un feu dans une seconde zone, l'unité de détection étant apte à mesurer successivement et cycliquement la valeur de la grandeur électrique au niveau de la première borne et au niveau de la seconde borne. On peut ainsi déterminer par multiplexage temporel le détecteur à 30 l'origine d'une information déterminée et par conséquent localiser la zone concernée. Le premier détecteur et le second détecteur peuvent dans ce cas également être connectés à l'unité de détection au niveau d'une borne commune, ce qui permet de limiter le câblage nécessaire à l'implantation de ces détecteurs. L'invention propose également un aéronef équipé d'un tel système. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit, faits en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente un système de détection d'incendie reprenant les enseignements de l'invention ; - la figure 2 représente le schéma électrique équivalent d'un détecteur de la figure 1 en fonctionnement normal ; - la figure 3 représente le schéma électrique équivalent d'un tel 10 détecteur en cas de détection d'un feu ; - la figure 4 représente le schéma électrique équivalent d'un tel détecteur en cas de panne du détecteur. Le système de détection d'incendie représenté à la figure 1 est construit sur la base de deux canaux redondants (ou voies redondantes) afin notamment 15 d'améliorer la détection d'un feu, chaque canal étant alimenté électriquement de manière indépendante pour une meilleure sûreté du fonctionnement. On identifiera les éléments de chaque canal au moyen d'un indice, à savoir la lettre "A" pour le premier canal dénommé "canal A" et la lettre 'B' pour le second canal dénommé "canal B'. 20 On se concentrera dans la suite de la description sur les éléments du canal A, étant entendu que ceux du canal B s'en déduisent par symétrie, comme d'ailleurs bien visible sur la figure 1. Une unité de détection 2A (ou FDU de l'anglais "Fire Detection Unit') surveille un ensemble de détecteurs 11 A, 12A, 21 A, 22A associés à une aire à 25 surveiller S et transmet une information INFOA représentative de l'état de ces détecteurs à un module logique 4, ainsi qu'une information de commande LA d'un voyant 8A d'un module d'affichage 10. L'unité de détection 2A est par exemple réalisée au moyen d'un microprocesseur. 30 Comme déjà mentionné, on s'intéresse ici à la partie de l'unité de détection 2A dédiée au canal A, sachant qu'une autre partie 2B de l'unité de détection est dédiée au canal B. Dans le cas décrit ici, les entités 2A et 2B sont en effet regroupées au sein de l'unité de détection (mais alimentées électriquement de manière indépendante). En variante, les parties 2A et 2B pourraient naturellement être réalisées comme deux unités de détection physiquement séparées. L'unité de détection 2A comprend une pluralité de bornes BOA, B1 A, B2A pour connexion aux détecteurs 11 A, 12A, 21 A, 22A de l'aire à surveiller S. Parmi ces bornes, une borne de masse BOA est connectée électriquement à tous les détecteurs 11 A, 12A, 21 A, 22A de l'aire S qui ont donc une masse commune. Entre chacune des autres bornes B1 A, B2A est connectée une pluralité de détecteurs (ici précisément deux détecteurs 11 A, 12A pour la borne B1 A et 21 A, 22A pour la borne B2A) qui forment un groupe de détecteurs associé à cette borne. L'unité de détection 2A comprend des moyens pour mesurer, successivement dans le temps et de manière périodique (c'est-à-dire cycliquement), la résistance présente entre la borne de masse BOA et chacune des autres bornes B1 A, B2A, la durée de la mesure de la résistance entre deux bornes étant naturellement compatible avec le temps de réponse des détecteurs et avec le temps de réponse souhaité pour la détection d'un incendie. L'unité de détection 2A surveille donc cycliquement (par exemple, selon les instructions d'un programme implanté dans le microprocesseur) des groupes de détecteurs (un premier groupe de détecteurs étant ici constitué par le détecteur 11 A et le détecteur 12A, et un second groupe de détecteurs étant ici constitué par le détecteur 21 A et le détecteur 22A). Grâce à cette technique de multiplexage temporel, l'unité de détection 2A peut déterminer une information (représentée ici par la résistance mesurée entre les bornes concernées) par groupe de détecteurs, ce qui permet une première localisation de l'origine de l'information au sein de l'aire à surveiller S. On utilise en outre, dans chaque groupe de détecteurs, des détecteurs globalement identiques en terme de structure, mais qui renvoient des valeurs de résistance différentes pour une même information à transmettre (par exemple une information de détection d'un feu). On remarquera toutefois que des capteurs de deux groupes différents (c'est-à-dire différenciés par leur connexion à au moins une borne de l'unité de détection) peuvent être identiques. On peut prévoir par exemple dans le cas de la figure 1 des détecteurs 11 A et 21 A identiques et des détecteurs 12A et 22A identiques. La figure 2 représente le schéma électrique équivalent d'un détecteur comme ceux utilisés en figure 1 en cas de fonctionnement normal (c'est-à-dire en l'absence de panne et en l'absence de détection d'un feu). Ce schéma électrique comprend l'association parallèle d'un premier interrupteur K1 et de l'association série d'un second interrupteur K2 et d'une première résistance R1. Le circuit électrique équivalent aux bornes du détecteur est formé par l'association série de cette association parallèle et d'une seconde résistance R2, comme bien visible sur la figure 2. Le premier interrupteur K1 est déclenché (ici fermé) par la détection d'un feu dans la zone concernée (zone Z pour le détecteur 11 A). Le second interrupteur K2 est quant à lui déclenché (ici ouvert) par la détection d'un défaut de fonctionnement du détecteur. En fonctionnement normal, comme représenté à la figure 2, le premier interrupteur K1 est donc ouvert et le second interrupteur K2 est ainsi fermé, de telle sorte que le détecteur présente une résistance formée par l'association en série des résistances R1 et R2, soit une résistance équivalente R1 + R2. En cas de détection d'un feu dans la zone surveillée par le détecteur, le premier interrupteur K1 se ferme et court-circuite l'association série de la première résistance R1 et du second interrupteur K2 de telle sorte que le détecteur forme une résistance équivalent de l'ordre de R2, comme représenté à la figure 3 (et ce d'ailleurs quelle que soit la position du second interrupteur K2). En l'absence de feu, mais en présence d'une panne, comme représenté à la figure 4, les premier et second interrupteurs K1, K2 sont ouverts de telle sorte que le détecteur présente une résistance très importante, en théorie infinie. Comme déjà mentionné, on prévoit que les différents détecteurs de chaque groupe (c'est-à-dire les différents détecteurs connectés en parallèle sur deux mêmes bornes de l'unité de détection) présentent des résistances différentes. Dans le cas représenté à la figure 1, on a par exemple les valeurs de résistance des détecteurs 11 A et 12A résumées dans le tableau qui suit. Résistance Détecteur 11 A (S2) Détecteur 12A (S2) R1 2130 4300 R2 1600 860 Résistance équivalente NORMAL 3730 5160 Résistance équivalente FEU 1600 860 Résistance équivalente PANNE oc oc Bien que les détecteurs 11 A, 12A d'un même groupe soient connectés en parallèle, il sera donc possible de déterminer de quel détecteur provient précisément l'information (et donc la zone concernée par celle-ci) puisque les valeurs associées à une même information varient d'un détecteur à l'autre. On présente dans le tableau ci-dessous la valeur de résistance mesurée par l'unité de détection 2A dans les diverses situations envisageables, résultant du montage en parallèle des détecteurs 11 A et 12A et tenant compte de tolérances de +/-5% sur la valeur des résistances R1 et R2 et de la résistance du câblage au moyen d'une marge de 10 % sur la valeur de résistance équivalente obtenue. Etat des détecteurs Résistance Résistance Résistance 11 A et 12A équivalente (S2) équivalente -10% (S2) équivalente +10% (S2) 11 A = Normal 2165 1948 2381 12A = Normal 11 A = Normal 699 629 769 12A = Feu 11A= Feu 1221 1099 1343 12A = Normal 11A= Feu 559 503 615 12A = Feu 11 A = Normal 3716 3345 4088 12A = Panne 11A= Feu 1597 1438 1757 12A = Panne 11A= Panne 5134 4620 5647 12A = Normal 11A= Panne 859 773 945 12A = Feu 11 A = Panne 12A = Panne On remarque que les plages de valeurs définies dans le tableau ci-dessus pour chaque combinaison envisageable de l'état des détecteurs 11 A et 12A ne se chevauchent pas si bien qu'il est possible de déduire l'état de chacun des deux détecteurs de la valeur de résistance mesurée par l'unité de détection 2A malgré le branchement en parallèle de ces détecteurs. On réalise ainsi la localisation précise de l'origine de l'information parmi les détecteurs d'un même groupe, avec un câblage minimal pour l'implantation des connecteurs de ce groupe. Les informations relatives au statut de chaque détecteur, obtenues grâce au multiplexage temporel ou à la différenciation des détecteurs au moyen des résistances différentes qu'ils forment, sont transmises au module logique 4, par exemple sous la forme d'un mot binaire codé INFOA. On prévoit ici en effet que le mot codé INFOA représente l'état des différents détecteurs 11 A, 12A, 21 A, 22A. En variante, on pourrait prévoir que l'unité de détection 2A communique au module logique 4 seulement des informations relatives au groupe de capteurs en cours de surveillance, de telle sorte que le module logique 4 recevrait des informations sur les différents groupes de capteurs par multiplexage temporel. Dans tous les cas, le module logique 4 reçoit également des informations INFOB du canal B et combine les informations reçues afin d'obtenir et de transmettre à un système informatique de gestion 6 de l'aéronef une information sure relative à la détection éventuelle de feu dans les différentes zones Z de l'aire surveillée S. Comme déjà mentionné, l'unité de détection 2A peut également commander l'allumage d'un voyant 8A lorsqu'un feu est détecté dans l'une quelconque des zones Z de l'aire à surveiller S. Le mode de réalisation qui vient d'être décrit ne représente qu'un exemple possible de mise en oeuvre de l'invention.30 REVENDICATIONS 1. Système de détection d'incendie comprenant : - une unité de détection (2A) apte à mesurer une grandeur électrique 5 entre une première (BOA) et une seconde (B1 A) bornes, et - un premier détecteur (11 A) connecté aux première et seconde bornes (BOA, B1 A) et apte à former une première valeur de la grandeur électrique dans un état déterminé du premier détecteur, caractérisé par : 10 - un second détecteur (12A) connecté aux première et seconde bornes (BOA, B1 A) et apte à former une seconde valeur de la grandeur électrique dans ledit état déterminé, la première valeur étant différente de la seconde valeur. 2. Système de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que 15 ledit état déterminé correspond à la détection d'un feu. 3. Système de détection selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier détecteur (11 A) est apte à former une troisième valeur de la grandeur électrique en fonctionnement normal et en ce que le second détecteur (12A) est 20 apte à former une quatrième valeur de la grandeur électrique en fonctionnement normal, la troisième valeur étant différente de la quatrième valeur. 4. Système de détection selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le premier détecteur (11 A) est apte à former une cinquième valeur de la 25 grandeur électrique en cas de panne et en ce que le second détecteur (12A) est apte à former la cinquième valeur de la grandeur électrique en cas de panne. 5. Système de détection selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la seconde valeur diffère de plus de 10 % de la première 30 valeur. 6. Système de détection selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la grandeur électrique est une résistance. 7. Système de détection selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'unité de détection présente une troisième borne (B2A) et en ce qu'un troisième détecteur (21 A ; 22A) connecté à la troisième borne est apte à former une valeur déterminée de la grandeur électrique en cas de détection d'un feu dans une troisième zone. 8. Système de détection selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'unité de détection (2A) est apte à mesurer cycliquement la grandeur électrique au niveau de la seconde borne (B1 A) et au niveau de la troisième borne (B2A). 9. Système de détection selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le troisième détecteur (21 A 22A) est connecté entre la troisième borne (B2A) et la première borne (BOA). 15 10. Aéronef caractérisé en ce qu'il comprend un système de détection d'incendie selon l'une des revendications 1 à 9.10