Brevet FR2898688A1 — publié le 20070921

La présente invention a pour objet un dispositif d'identification d'éléments enterrés. De nombreux éléments ou ouvrages sont enterrés dans le sol. Il s'agit notamment de canalisations pour le transport de fluides tels que gaz, eau, ou de câbles pour l'électricité ou les télécommunications. En dehors des agglomérations urbaines, la densité de tels éléments est relativement faible. Au contraire, en agglomération urbaine, les différents réseaux sont proches les uns des autres, pouvant être disposés parallèlement, et parfois se croisant. Lorsqu'une intervention doit être faite sur un réseau, il convient d'enlever le revêtement de chaussée et la terre se trouvant au-dessus de ce réseau, sans détériorer celui-ci, et sans détériorer les réseaux voisins. A cet effet, existent des dispositifs avertisseurs permettant de détecter un ouvrage enterré lors d'une excavation ultérieure, des dispositifs de repérage qui ont pour mission l'identification précise d'un ouvrage enterré depuis la surface du sol et des dispositifs de protection mécanique permettant de protéger les ouvrages enterré contre une agression mécanique externe. Un dispositif avertisseur est généralement constitué par un grillage en matière synthétique, ce grillage étant disposé au-dessus de la canalisation qu'il est destiné à repérer, à une distance prédéterminée. Ce grillage est destiné à être rompu sous l'action du godet d'une pelle mécanique ou d'un autre outil, la structure de ce grillage et d'éventuels éléments qui lui sont associés étant tels que le grillage ou les éléments associés soient visibles dans la fouille et dépassent du godet de la pelle mécanique intervenant sur le chantier, afin de prévenir l'opérateur qu'il est proche d'un ouvrage. Un dispositif de protection est le plus souvent constitué de plaques rigides ou semi-rigides, qui sont disposées au plus proche au-dessus de l'ouvrage à protéger, ces plaques jouant un rôle de protection mécanique, notamment en évitant un phénomène de poinçonnement de l'ouvrage sous l'effet d'éléments extérieurs Un dispositif d'identification est généralement constitué d'un fil traceur en acier inoxydable isolé de l'environnement extérieur dans lequel est envoyé un signal) électrique ou électromagnétique permettant le repérage de l'ouvrage protégé à l'aide d'un détecteur approprié. Ce type de dispositif est décrit dans le brevet 2 819 055 déposé au nom de la Demanderesse. Tous ces dispositifs sont conçus pour assurer une protection, une identification mécanique ou visuelle et / ou permettre le tracé de l'ouvrage ainsi que sa discrimination par rapport aux autres réseaux présents dans le sous-sol, à l'aide d'un détecteur électromagnétique comportant ou non un logiciel de traitement de signal. Le but de l'invention est de fournir un dispositif d'identification d'éléments ou d'ouvrages enterrés, qui soit d'une mise en oeuvre simple, qui permette un repérage et une identification précis des points singuliers d'un réseau et qui possède une excellente fiabilité en évitant tout risque de détérioration du système de codage dans le temps, et qui puisse éventuellement être réutilisé, si le dispositif n'est mis en oeuvre que pour une protection ou une identification d'un ouvrage pendant une durée déterminée. A cet effet, le dispositif qu'elle concerne, comporte un système de codage comprenant au moins des éléments de codage réalisés en des alliages ferro-magnétiques du type nano-cristallin, les éléments de codage étant fixés sur un film support destiné à éviter toute modification des caractéristiques du codage, les éléments de codage étant recouverts sur leur autre face par une couche réalisant avec le film un encapsulage des éléments en vue de leur protection dans le temps. Suivant une caractéristique de l'invention, le support des éléments de codage est constitué par un film en polymère thermoplastique, notamment du type polyoléfine, polyamide, polyester, styrénique ou vinylique. Avantageusement, la face du film recevant les éléments de codage possède un revêtement adhésif. En outre, la couche de recouvrement des éléments de codage est constituée par un film réalisé en un matériau choisi préférentiellement parmi les matériaux suivants : polyester adhésivé par une colle acrylique ou thermocollable, polyoléfine, polychlorure de vinyle adhésivé par une colle acrylique ou therrnocollable. Le fait que le système de codage soit encapsulé assure une parfaite protection du système, évitant toute dégradation de celui-ci dans le temps. Compte tenu de l'absence de dégradation du système de codage dans le temps, il est possible, en cas de détection temporaire d'un ouvrage enterré, de réutiliser les pièces contenant le système de codage pour identifier un autre ouvrage, l'essentiel étant que l'autre ouvrage corresponde au premier, puisque chaque codage est destiné à identifier un élément ou un ouvrage de nature spécifique. Suivant une caractéristique de l'invention, les éléments de codage en alliages de type nano-cristallin sont eux-mêmes inclus entre deux films de polymère, tel que polyester ou polyoléfine, avant d'être mis en oeuvre dans le système de codage. Le système de codage peut également avoir une structure beaucoup complexe et revêtir la forme d'un matériau "sandwich" : composé magnétique/feuille isolante/composé magnétique, ou bien encore être constitué d'un assemblage de plusieurs couches de matériaux magnétiques, séparés par une feuille de matière conductrice comme du cuivre. Il peut également se composer d'une association de pavés de matériaux conducteurs et / ou magnétiques. L'utilisation de formes différentes, l'association de volumes et de surfaces différentes et/ou de matériaux magnétiques de saturation différente peut également permettre d'augmenter fortement le nombre de codes accessibles. L'inclusion d'aimants permanents facilement détectables peut être utilisée pour identifier les zones de début et de fin de codes ou pour donner une orientation du code. La composition et la structure précises de l'ensemble ferromagnétique sont fonctions de l'utilisation finale du produit. Les éléments de base du codage peuvent comprendre, outre les alliages ferro-magnétiques de type nano-cristallin, des pavés métalliques, tels qu'en aluminium, des alliages fer / nickel à haute perméabilité ou du mumétal. L'utilisation de dispersions de matériaux magnétiques au sein d'une matrice polymère est également envisageable. Suivant un mode de mise en oeuvre, le système de codage est fixé à la surface d'une pièce réalisée en un polymère thermoplastique, notamment 25 du type polyoléfine, polyamide, polyester styrénique ou vinylique. Dans ce cas, le système de codage est fixé sur la pièce support par collage à l'aide d'un adhésif, par thermocollage ou par assemblage mécanique, suivant les matériaux utilisés. Suivant un autre mode de mise en oeuvre, le système de codage 30 est inclus dans l'épaisseur d'une pièce réalisée en un polymère thermoplastique, notamment du type polyoléfine, polyamide, polyester styrénique ou vinylique, qui forme elle-même la couche de recouvrement des éléments de codage. Avantageusement, le système de codage s'étend sur la quasi-35 totalité de la surface de la pièce et permet par l'assemblage de pièces de réaliser des surfaces continues d'éléments d'alliages ferromagnétiques. La pièce comportant le système de codage peut se présenter sous la forme d'une plaque rigide ou semi-rigide assurant également la protection mécanique de l'ouvrage au-dessus duquel elle est disposée, d'une bande flexible, ou d'un tronçon de tube, d'un tuyau ou d'une demi-coquille de forme 5 hémicylindrique. La forme de la pièce dépend de l'utilisation finale du produit : identification simple d'un ouvrage enterré ou identification et protection. Les plaques sont rigides, possèdent généralement une longueur de quelques dizaines de centimètres, ce qui facilite leur stockage et leur manipulation, et 10 peuvent être fixées mécaniquement les unes aux autres. Des plaques de longueur supérieure peuvent cependant être réalisées si le besoin s'en fait sentir. Lorsqu'il s'agit d'une bande, cette bande peut faire plusieurs mètres de long, et être mise en oeuvre par exemple par dévidage à partir d'une 15 bobine. La structure en tube ou en demi-coquilles susceptibles d'être assemblées pour former les tubes est utilisée notamment pour la protection et la détection de câbles enterrés. Suivant le mode de réalisation retenu, l'épaisseur de la pièce de matière synthétique varie, et peut être comprise entre 2 et 20 millimètres, et 20 être de préférence de l'ordre de 5 à 10 millimètres lorsqu'il s'agit d'une plaque. Un procédé de fabrication de ce dispositif consiste à préparer le système de codage en associant les éléments de codage à un support, puis à inclure le système de codage dans la pièce en matière synthétique, lors de la fabrication de cette dernière. 25 Suivant un premier mode de mise en oeuvre, ce procédé consiste à positionner le système de codage dans un moule, puis à injecter dans le moule au moins une matière synthétique. Il peut s'agir d'une mono-injection de matière synthétique dans un moule dans lequel a été au préalable disposé le système de codage, ou d'une 30 co-injection permettant l'obtention de géométries plus complexes, le système de codage pouvant être à l'interface des deux polymères, ou bien un deuxième polymère pouvant recouvrir un premier polymère qui supporte lui-même le système de codage. Les avantages de la technique d'injection sont notamment la 35 possibilité de réaliser des surfaces complexes et précises intégrant des systèmes d'assemblage entre plaques ou d'autres fonctionnalités. II s'agit également de lignes de production très courtes. En revanche, la taille des plaques est imposée par le moule, et les cycles de production sont relativement longs. Suivant un autre mode de mise en oeuvre, ce procédé consiste à 5 inclure le système de codage dans la pièce en matière synthétique au cours de l'extrusion de la matière synthétique constitutive de la pièce. Il est possible de réaliser cette extrusion au moyen d'une filière permettant une répartition maîtrisée de la matière autour du système de codage. En sortie de filière et après refroidissement, il peut être procédé à un 10 traitement de surface, tel qu'un traitement promoteur d'adhésion, comme le flambage ou le traitement Corona. Il peut également s'agir de la dépose d'une couche de surface par des techniques connues. II est procédé à la découpe du produit sortant de façon continue en pièces individuelles, éventuellement au marquage de ces pièces, et à leur conditionnement. 15 La réalisation d'une piècë contenant le système de codage peut également être une co-extrusion, le système de codage étant alors placé à l'interface de deux couches de polymère, cette co-extrusion pouvant être une coextrusion décalée avec réalisation d'une première partie de la pièce, dépôt sur celle-ci du système de codage, puis extrusion d'une seconde partie de la 20 pièce qui vient recouvrir le système de codage, ou d'une coextrusion simultanée, le système de codage étant intercalé directement entre deux couches de polymère extrudées simultanément. Cette dernière technique présente l'avantage de permettre un mélange à chaud des deux couches de polymère, ce qui assure une parfaite adhésion de celles-ci avec diffusion des 25 chaînes de chaque polymère de part et d'autre du plan de joint. Comme dans le cas précédent, les deux polymères peuvent être de même nature, ou de nature différente. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, 30 à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce dispositif. Figure 1 est une vue en perspective, partiellement arrachée, d'une plaque conforme à l'invention. Figure 2 en est une vue en coupe transversale et à échelle agrandie. 35 Figure 3 est une vue en perspective d'un tube selon l'invention avec un codage circulaire. Figure 4 est une vue d'un tube selon l'invention avec un codage longitudinal. Figures 5 à 7 sont trois vues très schématiques d'installations permettant l'obtention du dispositif selon l'invention par des procédés 5 d'extrusion. La figure 1 représente une plaque en matière synthétique selon l'invention, réalisée en un polymère, notamment un polymère thermoplastique. Cette plaque possède une longueur de l'ordre de quelques dizaines de centimètres, une largeur de l'ordre de 20 centimètres, et une épaisseur de 10 l'ordre de 5 millimètres. Cette plaque est désignée au dessin par la référence générale 2 et est réalisée à partir d'un même polymère. A l'intérieur de la plaque est logé un système de codage 3. Dans la forme d'exécution représentée au dessin, le système de codage comprend un support 4 constitué par un film de polymère 15 thermoplastique compatible avec le polymère constitutif de la plaque 2, sur lequel sont fixés des éléments de codage 5 constitués, par des éléments ferromagnétiques en alliage de type nano-cristallin et éventuellement par d'autres éléments, tels que des éléments métalliques, notamment des pavés en aluminium. Les éléments de codage 5 sont positionnés de façon précise sur 20 le film 4 et maintenus dans la position qui leur a été allouée par le caractère adhésif de la face supérieure du film. Comme cela ressort des figures 1 et 2, le système de codage est totalement inclus dans la plaque, de telle sorte qu'il est protégé, tant vis-à-vis des agressions physiques que des agressions chimiques, et possède donc une parfaite fiabilité dans le temps. 25 La figure 3 représente une autre forme d'exécution du dispositif selon l'invention, dans lequel la pièce équipée du système de codage est constituée par un tube 6. Dans l'épaisseur de la paroi 7 du tube, est inclus un tube en forme de film réalisé en polymère compatible avec le polymère constitutif du tube. 30 La figure 4 représente une variante d'exécution du tube de la figure 3 dans laquelle les éléments de codage 10 sont longitudinaux. Il doit être noté que les tubes peuvent être rigides, de longueur déterminée, ou se présenter sous forme de tuyaux possédant une certaine souplesse, et pouvant être stockés sur un touret à partir duquel le tuyau est 35 dévidé. II est également possible d'envisager la réalisation non pas de tubes ou de tuyaux, mais de demi-coquilles susceptibles d'être assemblées pour fournir un élément tubulaire. Dans le cas de demi-coquilles, seule l'une des deux demi-coquilles peut contenir des éléments de codage. Suivant la nature du matériau constitutif du tube ou du tuyau, celui-ci peut servir au logement de conducteurs électriques ou de fils de télécommunication, ou servir directement au guidage d'un fluide tel que de l'eau. Les dispositifs décrits aux figures 1 à 4 peuvent être obtenus par 10 différentes techniques. Dans tous les cas, il convient de préparer le système de codage, en déposant les éléments de codage sur un film polymère thermoplastique, ou en incluant les éléments de codage entre deux films. Comme indiqué précédemment, les éléments de codage peuvent également être disposés 15 suivant plusieurs couches. L'essentiel est d'associer les éléments de codage à un support simple ou complexe qui, d'une part, assure un positionnement précis des éléments de codage les uns par rapport aux autres, et d'autre part, possède une compatibilité avec le polymère de la plaque ou du tube, afin d'éviter tout risque de désorganisation du système de codage lors de l'inclusion 20 de celui-ci à l'intérieur d'une plaque ou d'un tube. Comme indiqué précédemment, cette inclusion est réalisée au cours de la fabrication de la plaque ou du tube, que cette fabrication soit réalisée par injection ou par extrusion. Les figures 5 à 7 représentent trois formes d'installations 25 d'extrusion du dispositif selon l'invention. L'installation représentée à la figure 5 est une installation dans laquelle la plaque ou le tube en matière synthétique est réalisé en un seul matériau. II s'agit d'une extrusion-gainage réalisée au moyen d'une extrudeuse 12 munie d'une filière 13 dite "tête d'équerre" permettant une répartition 30 maîtrisée de la matière autour du système de codage qui a été préparé au préalable et qui est dévidé à partir d'une bobine 14. Le dispositif en sortie de filière passe à l'intérieur d'un bac de refroidissement 15 assurant la conformation finale de la pièce, avant de subir éventuellement un traitement de surface 16, ainsi qu'une opération de découpe des pièces à la longueur 35 souhaitée, accompagnée éventuellement d'une opération de marquage. Le dernier poste représenté au dessin est un poste 18 de conditionnement. Les figures 6 et 7 décrivent deux autres lignes d'extrusion dans lesquelles les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références que précédemment. L'installation représentée à la figure 6 est une installation de coextrusion décalée. Ce dispositif comprend une première extrudeuse 19, extrudant un premier polymère, une filière 20, un dispositif 22 de dépôt sur la première couche de polymère du système de codage, puis une seconde extrudeuse 23 venant déposer une seconde couche de polymère identique ou non à la première couche de polymère, au-dessus du système de codage. L'avantage de cette installation est de pouvoir utiliser deux polymères de natures différentes, et également de pouvoir travailler à partir d'éléments unitaires de codage, qui sont déposés sur la première couche, alors que la première installation nécessite un dépôt en continu du système de codage. La figure 7 représente une autre forme d'exécution dans laquelle les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références que précédemment ; dans ce cas, le système de codage est intercalé directement entre deux couches de polymère extrudées de manières presque simultanée. Cette technique présente l'avantage de permettre un mélange à chaud des deux couches de polymère, et d'assurer une parfaite adhésion des deux couches avec diffusion des chaînes de chaque polymère de part et d'autre du plan de joint. Comme dans le cas précédent, les deux polymères peuvent être de même nature ou de natures différentes. La forme de la filière permet également de réaliser des répartitions parfaitement définies des deux couches. Suivant une variante de mise en oeuvre, le système de codage pourrait être fixé à la surface d'une plaque. Différents exemples de réalisation sont indiqués ci-après : Exemple 1 Matériau constitutif de la plaque : polyoléfine, et notamment du polyéthylène haute densité. - Film support des éléments de codage : polyoléfine, et notamment du polyéthylène haute densité. - Protection des éléments de codage : film polyester adhésivé par une colle acrylique. - Assemblage film support des éléments de codage / plaque : adhésif acrylique. Exemple 2 - Matériau constitutif de la plaque : polyoléfine, et notamment du polyéthylène haute densité. Film support des éléments de codage : polyoléfine, et notamment du polyéthylène haute densité. - Protection des éléments de codage : film polyoléfine, et 10 notamment du polyéthylène haute densité adhésivé par une colle acrylique. - Assemblage film support des éléments de codage / plaque : adhésif acrylique. Exemple 3 15 - Matériau constitutif de la plaque : polyoléfine et notamment polypropylène. - Film support des éléments de codage : polyoléfine et notamment polypropylène. - Protection des éléments de codage : film polyoléfine, et 20 notamment du polyéthylène haute densité adhésivé par une colle acrylique. - Assemblage film support des éléments de codage / plaque : thermocollage. Exemple 4 25 - Matériau constitutif de la plaque : polyoléfine et notamment polypropylène. - Film support des éléments de codage : polyamide. Protection des éléments de codage : film polyamide. Assemblage film support des éléments de codage / plaque : 30 adhésif acrylique. Exemple 5 Matériau constitutif de la plaque : polychlorure de vinyle rigide. - Film support des éléments de codage : polychlorure de vinyle 35 plastifié. - Protection des éléments de codage : film de polychlorure de vinyle adhésivé par une colle acrylique. -Assemblage film support des éléments de codage / plaque : collage. Exemple 6 - Matériau constitutif de la plaque : polyester. Film support des éléments enterrés de codage polyester. - Protection des éléments de codage : film polyester adhésivé 10 par une colle acrylique. - Assemblage film support des éléments de codage / plaque : collage. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande 15 amélioration à la technique existante, en fournissant un dispositif permettant de réaliser l'identification d'éléments enterrés, ce dispositif assurant une parfaite protection physique et chimique du système de codage, et pouvant être réalisé de façon industrielle avec une parfaite reproductibilité. Comrne il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes 20 d'exécution de ce dispositif décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'identification d'éléments enterrés, caractérisé en ce qu'il comporte un système de codage (3) comprenant au moins des éléments de codage (5) réalisés en des alliages ferro-magnétiques du type nanocristallin, les éléments de codage étant fixés sur un film support (4) destiné à éviter toute modification des caractéristiques du codage, les éléments de codage étant recouverts sur leur autre face par une couche réalisant avec le film un encapsulage des éléments en vue de leur protection dans le temps. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support des éléments de codage est constitué par un film (4) en polymère thermoplastique, notamment du type polyoléfine, polyamide, polyester, styrénique ou vinylique. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la face 15 du film (4) recevant les éléments de codage (5) possède un revêtement adhésif. 4 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche de recouvrement des éléments de codage est constituée par un film réalisé en un matériau choisi parmi les matériaux suivants : polyester 20 adhésivé par une colle acrylique ou thermocollable, polyoléfine, polychlorure de vinyle adhésivé par une colle acrylique ou thermocollable. 5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les éléments de codage (5) en alliages de type nano-cristallin sont eux-mêmes inclus entre deux films de polymère, tel que polyester ou polyoléfine, 25 avant d'être mis en oeuvre dans le système de codage. 6 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments de codage constitués par des pavés métalliques, tels qu'en aluminium, ou en matériaux ferro-magnétiques autres que les alliages nano-cristallins, notamment des alliages fer / nickel à haute 30 perméabilité ou du mumétal. 7 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système de codage est fixé à la surface d'une pièce réalisée en un polymère thermoplastique, notamment du type polyoléfine, polyamide, polyester styrénique ou vinylique. 35 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le système de codage est fixé sur la pièce support par collage à l'aide d'unadhésif, par thermocollage ou par assemblage mécanique, suivant les matériaux utilisés. 9 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de codage est inclus dans l'épaisseur d'une pièce réalisée en un polymère thermoplastique, notamment du type polyoléfine, polyamide, polyester styrénique ou vinylique, qui forme elle-même la couche de recouvrement des éléments de codage. - Dispositif selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que le système de codage s'étend sur la quasi-totalité de la surface de la 10 pièce et permet par l'assemblage de pièces de réaliser des surfaces continues d'éléments d'alliages ferromagnétiques 11 - Dispositif selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que la pièce (7) comportant le système de codage se présente sous forme d'une plaque (2) de forme générale parallélépipédique. 12 - Dispositif selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que la pièce comportant le système de codage se présente sous la forme d'une bande. 13 -Dispositif selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que la pièce comportant le système de codage se présente sous forme d'un tronçon de tube (6), d'un tuyau ou d'une demi-coquille de forme hémicylindrique. 14 Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'épaisseur de la pièce (2, 6) contenant le système de codage est comprise entre 2 et 20 mm et de préférence de l'ordre de 5 à 10 mm. 15 - Procédé de fabrication d'un dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il consiste à préparer le système de codage (3, 9, 10) en associant les éléments de codage à un support, puis à inclure le système de codage dans la pièce en matière synthétique, lors de la fabrication de cette dernière. 16 - Procédé de fabrication selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il consiste à positionner le système de codage dans un moule, puis à injecter dans le moule au moins une matière synthétique. 17 - Procédé de fabrication selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il consiste à inclure le système de codage dans la pièce en matière synthétique au cours de l'extrusion de la matière synthétique constitutive de la pièce.