Brevet FR2902220A3 — publié le 20071214

FR 2902220 A3 20071214 FR 0605102 A 20060609 -1- La présente invention concerne un dispositif pour détecter la chute d'un corps dans une piscine, particulièrement celle d'un enfant ou d'un animal. Beaucoup d'enfants meurent chaque année par noyade lors d'une chute dans une piscine laissée sans surveillance. Les moyens existants comme les barrières de protection physique sont disgracieuses et nécessitent de ne pas oublier de fermer et de verrouiller le portillon derrière soi après chaque visite ou après chaque utilisation de la piscine. La solution idéale pour protéger efficacement la piscine tout en gardant le cachet de celle-ci serait un dispositif capable de détecter la chute d'un corps. Malheureusement la grande majorité des détecteurs de chute piscine sont munis d'un capteur de pression acoustique avec une sonde immergée, la sensibilité de détection dépend de la profondeur d'immersion de la sonde. Lors de l'installation de ce type de détecteurs un soin tout particulier doit être apporté pour régler la profondeur d'immersion de la sonde. Une sonde trop courte sur sensibilise le détecteur, entraîne de ce fait des fausses alarmes, au contraire une sonde trop longue ne permet plus de détecter une chute d'un enfant de 6Kg glissant sur une pente à 30 (faible pénétration dans l'eau donc signal très faible). De plus le niveau d'eau d'une piscine n'est pas constant et peut varier sensiblement de plusieurs centimètres. Elle peut se remplir après une pluie abondante où a contrario se vider après une journée très chaude et avec une utilisation importante de la piscine. Sachant que la variation de sensibilité de ce type de détecteur n'est pas linéaire en fonction de la profondeur mais exponentielle, les différences de comportement des appareils de l'art antérieur sont extrêmement liés à la profondeur d'immersion de la sonde. Le dispositif selon l'invention permet de résoudre ces problèmes, de garder toujours le même niveau de sensibilité quelque soit la profondeur d'immersion de la sonde. -2- La figure 1 représente schématiquement un mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Le dispositif de détection est composé d'un boîtier émergé (6) qui peut être aussi semi émergé protégeant l'électronique (3) décrite plus loin, une sonde constituée de deux électrodes (1) isolées électriquement du bassin par un isolant constant en épaisseur (2), une carte électronique (3) commande en cas de détection de la chute une sirène (5) et en option un émetteur radio (4) pouvant piloter une sirène déportée. Le capteur est constitué des deux électrodes (1), ces deux électrodes étant à distance très proche l'une de l'autre, elles forment un condensateur de quelques centaines 10 de picofarads avec comme diélectrique l'air. Un condensateur est assimilable à deux plaques disposées face à face. En règle générale on pourra dire qu'un condensateur est constitué de deux conducteurs séparés par un isolant (appelé également diélectrique), cet isolant peut être l'air ambiant comme dans notre application. Un condensateur est caractérisé par sa capacité, celle-ci est exprimée en 15 Farad, 1 Farad correspond à une charge emmagasinée de 1 Coulomb sous une tension d'alimentation de 1 Volt. La capacité dépend : de la surface des deux armatures en regard, de l'épaisseur du diélectrique qui sépare les armatures, de la nature du diélectrique, de la permittivité du diélectrique par rapport au vide ou à l'air. 20 Le principe de détection selon l'invention repose sur la variation de la permittivité de l'air proche de 1 par rapport à l'eau, environ 78,5. Si la sonde est totalement émergée l'on peut lire par exemple une valeur de capacité de 200pF, quand la sonde est immergée a 50% : 250pF et quand elle est complètement immergée 300pF. La variation de la valeur de la capacité de la sonde est 25 linéaire un simple A.X+B suffit. De plus il est très facile de prévenir l'utilisateur en cas de niveau anormal de son bassin par une alarme technique. L'isolant des électrodes (2) doit être d'épaisseur constante sur toute sa longueur pour permettre une lecture linéaire. De plus il doit être d'une faible épaisseur pour 30 augmenter la variation de capacité air/eau. L'isolant (2) doit être hydrophobe voir super hydrophobe pour éviter tout stagnation des gouttelettes d'eau ainsi qu'un auto nettoyage de la sonde, une matière de type polytétrafluoréthylène est envisageable. -3- La figure 2 représente schématiquement la carte électronique (3) ainsi que les divers éléments qui la composent. Le capteur (1) & (2) est raccordé à un oscillateur à trigger de Schmitt (9) composé d'un inverseur à trigger de Schmitt et d'une résistance de réaction de valeur fixe (8), l'alimentation de cette oscillateur est stabilisé en tension, donc la fréquence de l'oscillateur ne dépend plus que de la valeur de la capacité du capteur F = 1/R.C. Pour une bonne stabilité de l'oscillateur une fréquence de quelques centaines de kilohertz est à privilégier. Un convertisseur fréquence/tension peut être utilisé pour retrouver le signal proportionnel à la hauteur des vagues provoquées par la chute d'un corps. Une autre méthode consiste à utiliser un timer du microcontrôleur (10). Celui-ci avec sa base de temps interne permet de connaître avec précision la fréquence de l'oscillateur (9). Le logiciel intégré moyenne en permanence sur quelques secondes les différentes 15 valeurs du timer pour obtenir la hauteur d'eau du bassin. Il ne reste plus qu'à soustraire la valeur instantanée avec la valeur moyennée pour obtenir le reflet de la hauteur des vagues, quelque soit la hauteur d'immersion de la sonde avec la même sensibilité. Cette dernière information subit un traitement habituel permettant de discerner 20 une chute d'un élément perturbateur comme le vent. De plus le logiciel intégré au microcontrôleur (10) permet de générer une alarme technique pour prévenir l'utilisateur dans les trois cas suivant : un problème d'isolation capteur (2) provoque une résistance parasite en parallèle sur le capteur capacitif, il en résulte un arrêt de l'oscillateur (9) facilement identifiable, une valeur du timer trop 25 importante (trop d'eau dans le bassin), une valeur du timer trop faible (manque d'eau dans le bassin). Le microcontrôleur (10) commande une sirène intégrée (5) au boîtier servant à alerter les parents. Il peut aussi éventuellement piloter un émetteur radio (5) pour commander une 30 sirène déportée. -4- Des modifications peuvent être apportées à la description qui vient d'être faite sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Ainsi, on pourrait placer un oscillateur constitué par un ampli opérationnel à la place de l'oscillateur à trigger (9). A la place du timer du microcontrôleur (10) un convertisseur fréquence/tension peut être utilisé pour retrouver le signal, cela fonctionne aussi bien. REVENDICATIONS 1) Dispositif de détection de la chute d'un corps dans une piscine constitué d'une sonde (1) plongeant dans le liquide caractérisé en ce qu'il possède un capteur (1) composé de deux électrodes isolées électriquement (2). Ces deux électrodes (1) avec cet isolant (2) se comporte comme un condensateur. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la carte électronique (3) comporte un oscillateur (9) permettant de convertir une variation de la valeur de capacité de la sonde en variation de fréquence. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que la carte électronique (3) comporte un traitement par microcontrôleur (13) servant à mesurer 10 les variations de fréquence pour obtenir le reflet de la hauteur des vagues. 4) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que le traitement par microcontrôleur (13) peut être remplacé par un convertisseur fréquence tension. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en 15 ce que la carte électronique (4) commande une sirène (5) intégré à l'invention. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la carte électronique (4) commande un émetteur radio (4) en option.