Brevet FR2899990A1 — publié le 20071019

PROCEDE ET DISPOSITIF DE SECURITE POUR PISCINE. La présente invention concerne un procédé et un dispositif de sécurité pour piscine. Elle s'applique, en particulier, à détecter la chute d'un corps, notamment d'enfant, dans une piscine publique ou privée. On connaît des systèmes de détection de chute de corps dans des piscines qui mettent en oeuvre une cavité acoustique fermée par l'eau de la piscine qui pénètre dans cette cavité par une ouverture étroite. Ces systèmes déterminent la fréquence de résonance de cette cavité sonore représentative du niveau de l'eau et déclenchent une alarme lorsque le niveau d'eau est au dessus d'une valeur donnée. Le délai de détermination de la fréquence de résonance implique que la cavité ne soit ouverte à l'eau que par une petite ouverture afin que le niveau d'eau soit stable pendant une durée suffisante. On connaît aussi des systèmes de sécurité possédant un émetteur portable capable de transmettre, à une station de base, des signaux représentatif de l'immersion de l'émetteur. Ces systèmes nécessitent d'équiper préventivement les enfants de l'émetteur, ce qui est inconfortable et les risques d'oubli et de perte de l'émetteur sont importants. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. A cet effet, la présente invention vise, selon un premier aspect, un dispositif de sécurité pour piscine, caractérisé en ce qu'il comporte : -deux électrodes entre lesquelles l'eau de la piscine est présente, ces électrodes et l'eau formant un condensateur de capacité variable en fonction du niveau local de l'eau entre les électrodes et - un circuit de traitement adapté à mettre en oeuvre la capacité du condensateur pour détecter une chute d'un corps dans la piscine et déclencher une alarme. Grâce à ces dispositions, la détermination de la variation du niveau de l'eau et de la chute d'un corps est fiable et rapide. Selon des caractéristiques particulières, le dispositif, tel que succinctement exposé ci-dessus, comporte un tube vertical entourant latéralement les électrodes et ouvert sur au moins sa partie basse. Grâce à ces dispositions, les vaguelettes provoquées par le vent peuvent être discriminées. Selon des caractéristiques particulières, ledit tube vertical comporte une ouverture en sa partie haute. Grâce à ces dispositions, l'air se trouvant dans le tube peut s'échapper lorsque le niveau d'eau monte, ce qui évite que la pression de l'air ne gêne les variations de niveau d'eau dans le tube. Selon des caractéristiques particulières, le circuit de traitement comporte un circuit oscillant comportant ledit condensateur et est adapté à mesurer la fréquence de résonance dudit circuit oscillant. Grâce à ces dispositions, la détermination d'une valeur représentative des variations du niveau de l'eau est aisée. Selon des caractéristiques particulières, le circuit oscillant comporte une bascule de Schmit. Selon des caractéristiques particulières, le circuit de traitement est adapté à comparer avec une valeur seuil, l'énergie du signal instantané représentatif du niveau local de l'eau. Selon des caractéristiques particulières, le circuit de traitement est adapté à déterminer la valeur de seuil pendant une phase d'apprentissage. Selon des caractéristiques particulières, le circuit de traitement est adapté à déclencher une alarme lorsque l'énergie du signal instantané, image d'une chute, est supérieure à la valeur seuil pendant au moins une durée prédéterminée. Grâce à chacune de ces dispositions, la détection de la chute d'un corps dans la piscine est très indépendante des vagues de surface et de l'évaporation de l'eau de la piscine. De plus, même si la conductivité de l'eau de la piscine évolue dans le temps, la fiabilité du dispositif est maintenue. La présente invention vise, selon un deuxième aspect, un procédé de sécurité pour piscine, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape de mesure d'une capacité d'un condensateur formé par deux électrodes entre lesquelles l'eau de la piscine est présente, ladite capacité étant variable en fonction du niveau local de l'eau entre les électrodes, et -une étape de traitement de la valeur de la capacité dudit condensateur pour détecter une chute d'un corps dans la piscine et déclencher une alarme. Les avantages, buts et caractéristiques particulières de ce procédé étant similaires à ceux du dispositif tel que succinctement exposé ci-dessus, ils ne sont pas rappelés ici. D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite, dans un but explicatif et nullement limitatif en regard des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente, schématiquement, les composants fonctionnels d'un mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention, - la figure 2 représente, schématiquement, un condensateur variable mis en oeuvre dans le dispositif illustré en figure 1, - la figure 3 représente, schématiquement, un circuit oscillant mis en oeuvre dans le dispositif illustré en figure 1 et, - la figure 4 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes mises en oeuvre par les composants illustrés en figures 1 à 3, dans un mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention. On observe, en figure 1, un dispositif de sécurité 100 comportant une sonde capacitive 105, un circuit de traitement 115 comportant un circuit oscillant 110, un émetteur radio 120, un récepteur radio 125, une alarme 130, un moyen de réglage de sensibilité 135, un système de verrouillage 140, une batterie 145, un circuit d'alimentation 150, un panneau solaire 155, une alarme locale 160 et une télécommande 165. Le dispositif de sécurité 100 est un système de détection d'immersion d'un corps dans une piscine utilisant un effet capacitif qui fait varier la capacité de la sonde capacitive 105 lorsque le niveau de l'eau varie dans la piscine. Cette capacité variable fait partie du circuit résonnant 110 dont la fréquence représente ainsi le niveau de l'eau dans la piscine, localement autour de la sonde capacitive 105. Le circuit de traitement 115 effectue les étapes illustrées en figure 4. La sonde capacitive 105 est illustrée en figure 2. Elle comporte, dans un tube cylindrique 205 ouvert en sor, extrémité inférieure et muni d'une ouverture supérieure 225, deux électrodes 210 et 215. Les électrodes 210 et 215 sont, par exemple, réalisées sous forme de tiges en métal inoxydable et possède une forme allongée, par exemple cylindrique, de cinquante centimètres de hauteur. L'électrode 215 possède une diamètre de quatre millimètres. L'électrode 210 est centrée dans le tube 205 par un moyen de maintien en position centrale 235. L'électrode 210 présente un diamètre de huit millimètres de diamètre et en entourée d'une couche de matériau diélectrique étanche 230 d'une épaisseur de un quart de millimètre. Le matériau diélectrique 230 est adapté à résister aux produits de traitement de l'eau de piscine. La sonde capacitive 105 est tenue en positon par une fixation 220 de telle manière que les électrodes 210 et 215 plongent partiellement sous le niveau moyen de l'eau dans la piscine. Les électrodes 210 et 215 sont reliées au circuit oscillant 110. Le tube cylindrique 205 effectue, grâce à sa forme et son absence d'ouverture à la surface de l'eau, un filtrage du niveau d'eau qui élimine, ou tout au moins réduit, l'influence des vagues de surface, par exemple provoquées par le vent, sans filtrer les ondes sous-marines représentatives de l'immersion d'un corps dans la piscine. Le circuit oscillant 110 est illustré en figure 3. II comporte les deux électrodes 210 et 215 formant une capacité variable 300, une capacité 305, une résistance 310 et un oscillateur bascule de Schmit 315. Ainsi, la fréquence de résonance du circuit oscillant 110 est donnée par la formule : f = constante / (R x C) dans laquelle R est la résistance, en Ohms, de la résistance 310 et C la capacité en Farad, de la sonde capacitive, capacité qui varie avec le niveau de l'eau et qui représente les ondes sous-marines. Le circuit de traitement 115 comporte un microcontrôleur et reçoit, sur une entrée, le signal sortant de l'oscillateur de Schmit 315. Cette entrée permet une mesure de la fréquence instantanée du circuit oscillant.. Le circuit de traitement 115 détermine la fréquence instantanée sur une durée prédéterminée et traite cette fréquence instantanée pour déclencher une alarme lorsqu'un corps chute dans l'eau de la piscine, comme expliqué en regard de la figure 4. Lorsque cette différence est supérieure au seuil de sensibilité, le circuit de traitement 115 déclenche l'émetteur radio 120 dont le signal est détecté par le récepteur radio 125, ce qui déclenche l'alarme 130. L'émetteur radio 120, le récepteur radio 125 et les alarmes 130 et 160 sont de type connu et ne sont pas détaillés ici. On observe cependant que l'alarme 130 est adaptée à s'éteindre automatiquement après une durée prédéterminée, par exemple 90 secondes. L'alarme est préférentiellement adaptée à émettre un bruit audible de puissance sonore comprise entre 100 et 120 décibels. La batterie 145 et le circuit d'alimentation 150 sont de type connu et ne sont pas détaillés ici. Le panneau solaire 155 recharge la batterie 145 et alimente le circuit d'alimentation 150 de manière connue en soi. Le moyen de réglage de sensibilité 135, est un ensemble de coefficients implémentés dans le circuit de traitement 115. La modification de la sensibilité 15 est réalisée pendant une phase d'apprentissage. Le système de verrouillage 140 est, par exemple, un interrupteur à clé ou un clavier pour introduire un code secret afin d'arrêter le fonctionnement du dispositif de sécurité 100. La télécommande 165 est adaptée à commander le fonctionnement du 20 circuit de traitement 115 et/ou le système de verrouillage 140. La télécommande met préférentiellement en oeuvre un codage de modulation pour éviter des interférences avec d'autres télécommandes. On observe, en figure 4, que le fonctionnement du circuit de traitement 115 peut mettre en oeuvre les étapes suivantes : 25 - au cours d'une étape 400, le circuit de traitement 115 s'initialise à la mise sous tension ; - au cours d'une étape 405, le circuit de traitement 115 détermine si le système de verrouillage est verrouillé ; si oui, l'étape 460 est effectuée ; - si le résultat de l'étape 405 est négatif ou après l'étape 460, au cours d'une 30 étape 410, le circuit de traitement 115 démarre une boucle de mesure de temps, par exemple de 33 millisecondes ; - au cours d'une étape 415, le circuit de traitement 115 détermine si la boucle de mesure de temps est achevée ; si oui, il passe à l'étape 420 ; - au cours de l'étape 420, le circuit de traitement 115 détermine le nombre de périodes d'oscillations du circuit oscillant, sur une durée prédéterminée, ce nombre étant, une fois ramené à une seconde, égal à la fréquence de résonance instantanée du circuit oscillant 110 ; - au cours d'une étape 430, le circuit de traitement 115 effectue un calcul de l'énergie du signal instantané image de la chute. au cours d'une étape 440, le circuit de traitement 115 détermine si la durée au cours de laquelle l'énergie du signal instantané est supérieure à la valeur seuil de déclenchement est supérieure à un quart de seconde ; sinon on 10 retourne à l'étape 405. - si le résultat de l'étape 440 est positif, au cours d'une étape 450, le circuit de traitement 115 déclenche l'alarme locale 160 et l'émetteur radio 120 dont le signal est détecté par le récepteur radio 125, ce qui déclenche l'alarme 130 ; - puis le circuit de traitement 115 attend qu'une durée de 90 secondes se soit 15 écoulée depuis l'étape 450 et, au cours d'une étape 455 arrête l'alarme 130, par l'intermédiaire de l'émetteur radio 120 ; -puis le circuit de traitement 115 retourne à l'étape 405 ; - au cours de l'étape 460, le circuit de traitement 115 détermine si depuis au moins deux minutes, aucune entrée dans la piscine n'a été détectée, de la 20 même manière que la chute d'un corps est détectée au cours des étapes 410 à 440 ; dès que cette condition est remplie, l'étape 410 est réalisée. Le mode de réalisation particulier décrit en regard des figures 1 à 4 permet ainsi de détecter la chute d'un enfant de plus de neuf mois dans une piscine, en permanence. Ce dispositif de sécurité est insensible à un vent de 25 force 5, au fonctionnement d'un système de filtration et au fonctionnement d'un robot de nettoyage et est capable de détecter la chute d'un enfant de plus de neuf mois en présence des trois conditions citées ci-dessus. En variante, le dispositif de sécurité est pourvu d'un moyen de commande d'au moins une électrovanne pour réguler le niveau moyen de l'eau dans la 30 piscine. Il va de soi que la présente invention peut recevoir tous aménagements et variantes du domaine des équivalents techniques sans pour autant sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de sécurité (100) pour piscine, caractérisé en ce qu'il comporte : - deux électrodes (210, 215) entre lesquelles l'eau de la piscine est présente, ces électrodes et l'eau formant un condensateur (300) de capacité variable en fonction du niveau local de l'eau entre les électrodes et - un circuit de traitement (115) adapté à mettre en oeuvre la capacité du condensateur pour détecter une chute d'un corps dans la piscine et déclencher une alarme . 2 û Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un tube vertical (205) entourant latéralement les électrodes (210, 215) et ouvert sur au moins sa partie basse. 3 û Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit tube vertical (205) comporte une ouverture (225) en sa partie haute. 4 û Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le circuit de traitement (115) comporte un circuit oscillant (110) comportant ledit condensateur (300) et est adapté à mesurer la fréquence de résonance dudit circuit oscillant. 5 û Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit oscillant (110) comporte une bascule de Schmit (315). 6 û Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le circuit de traitement (115) est adapté à comparer avec une valeur seuil, l'énergie du signal instantané représentatif du niveau local de l'eau. 7 û Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le circuit de traitement (115) est adapté à déterminer la valeur de seuil pendant une phase d'apprentissage. 8 û Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le circuit de traitement (115) est adapté à déclencher une alarme (130, 160) lorsque l'énergie du signal instantané, image d'une chute, est supérieure à la valeur seuil pendant au moins une durée prédéterminée. 9 û Procédé de sécurité pour piscine, caractérisé en ce qu'il comporte :- une étape de mesure (420) d'une capacité d'un condensateur (300) formé par deux électrodes (210, 215) entre lesquelles l'eau de la piscine est présente, ladite capacité étant variable en fonction du niveau local de l'eau entre les électrodes, et - une étape de traitement (430 à 440) de la valeur de la capacité dudit condensateur pour détecter une chute d'un corps dans la piscine et déclencher une alarme.