Brevet FR2928810A1 — publié le 20090918

La présente invention a pour objet un électrificateur de clôture électrique. Un électrificateur de clôture électrique comprend généralement un ou plusieurs condensateur(s) chargé(s) à une tension de quelques centaines de volts et déchargé(s) périodiquement dans le primaire d'un transformateur élévateur de tension, la période étant par exemple d'environ une seconde. Dans le cas de la décharge d'un unique condensateur, la tension crête de l'impulsion de sortie est atteinte dès la ou les toutes premières microseconde(s) de l'impulsion de sortie. Le courant crête de l'impulsion de sortie est atteint au même moment que la tension crête. Il n'est donc pas possible de déterminer l'impédance présente aux bornes de l'électrificateur avant que la tension crête et le courant crête n'aient été atteints. Pour un transformateur T donné, et pour une tension de charge de condensateur donnée, la tension crête associée à un condensateur est, pour une impédance donnée de clôture électrique branchée aux bornes de l'électrificateur, fonction de la capacité du condensateur. Par exemple, sur une clôture d'impédance donnée, un condensateur de 8�F chargé à 600 V, lorsqu'il se décharge dans le transformateur T, produit une impulsion de sortie présentant une tension crête U1, alors qu'un condensateur de 25 �F chargé à 600 V, lorsqu'il se décharge dans le transformateur T, produit une impulsion de sortie présentant une tension crête U2, avec U2 > U l. En outre sur une clôture d'impédance donnée, pour un transformateur T donné, et pour un condensateur C donné, la tension crête de l'impulsion de sortie varie en fonction de la tension de charge du condensateur. Par exemple, si le condensateur C est chargé à 650 V, l'impulsion de sortie présentera une tension crête U3, alors que si le condensateur C est chargé à 900 V l'impulsion de sortie présentera une tension crête U4, avec U4>U3. On connaît des électrificateurs contrôlant la tension de charge d'un condensateur pour moduler la tension crête (donc également le courant crête) de l'impulsion de sortie en fonction de l'impédance aux bornes de l'électrificateur (impédance déterminée par exemple par analyse de la mesure du courant et/ou de la tension de l'impulsion au primaire ou au secondaire du transformateur). Par rapport à un électrificateur à tension unique de charge du condensateur, par exemple 600 V, ces électrificateurs présentent l'inconvénient d'être onéreux du fait de la nécessité de prévoir un étage électronique de modulation de la tension de charge du condensateur. On sait que suite à des accidents mortels, les fabricants d'électrificateurs commencent à se méfier autant de l'énergie de l'impulsion de sortie que du courant crête maximum susceptible de circuler dans le corps d'une personne se trouvant au contact de la clôture. Il est également connu d'adapter l'énergie de l'impulsion de sortie d'un électrificateur en fonction de l'impédance et/ou de l'évolution de l'impédance détectée à ses bornes. Pour cela, on peut par exemple ne pas charger (ou ne pas charger complètement, ou ne pas décharger, ou ne pas décharger complètement) un ou plusieurs condensateur(s) de l'électrificateur sur certaines plages d'impédance, éventuellement sous certaines conditions temporelles telles que l'attente de la fin d'une temporisation déclenchée par un passage sous une impédance donnée. La demande de brevet US 2002/0079909 propose en alternative la possibilité de shunter la seconde partie de l'impulsion au primaire du transformateur. Cette approche permet de résoudre des problèmes de limitation d'énergie, mais n'est pas bien adaptée pour limiter le courant crête. De plus, si le shunt n'est que partiel, c'est-à-dire qu'une résistance non nulle est prévue dans la piste en dérivation au primaire du transformateur, alors la sécurité effective de l'électrificateur dépend du bon état de la résistance. Si celle-ci - en général une résistance bobinée, car dans le circuit de décharge du condensateur - vient en défaut, plus rien ne peut circuler dans la piste de dérivation. Par suite, l'intégralité de la seconde partie de l'impulsion circule systématiquement dans le primaire du transformateur, et la sécurité de l'électrificateur n'est plus assurée sans que, de plus, l'utilisateur n'en soit averti. Un autre moyen connu pour résoudre le problème de la limitation du courant crête est d'utiliser un électrificateur comprenant deux transformateurs ou deux primaires différents d'un unique transformateur, aptes à être utilisés sélectivement en fonction de l'impédance aux bornes de l'électrificateur. Ce moyen présente l'inconvénient d'être cher. La présente invention a pour but de proposer un électrificateur qui évite au moins certains des inconvénients précités et qui permette de contrôler 20 le courant crête de manière économique et sûre. A cet effet, l'invention a pour objet un électrificateur de clôture électrique comportant au moins un condensateur de décharge, des moyens de charge dudit au moins un condensateur, un transformateur, et un microcontrôleur apte à commander la décharge dudit au moins un 25 condensateur vers le primaire dudit transformateur, caractérisé en ce qu'il comporte, en série entre ledit au moins un condensateur et le primaire dudit transformateur, un ensemble de pistes électriques en parallèle présentant des impédances différentes, résistives, et/ou inductives et/ou capacitives, et un commutateur permettant de sélectionner, parmi ledit ensemble de pistes électriques en parallèle, une piste électrique pour relier ledit au moins un condensateur au primaire dudit transformateur, le microcontrôleur commandant ledit commutateur en fonction de conditions relatives à l'évolution de l'impédance aux bornes dudit électrificateur. Selon un mode de réalisation de l'invention, ledit ensemble de pistes électriques comprend au moins une première piste électrique présentant une résistance non nulle et une deuxième piste électrique présentant une résistance sensiblement nulle. Selon un mode de réalisation de l'invention, ledit ensemble de pistes électriques comprend au moins deux pistes électriques présentant deux résistances différentes l'une de l'autre. Selon un mode de réalisation de l'invention, ledit ensemble de pistes électriques comprend au moins une piste électrique présentant une capacité non nulle. De préférence, en fonctionnement normal, ledit microcontrôleur commande ledit commutateur de manière que ledit au moins un condensateur soit relié au primaire dudit transformateur via la piste électrique présentant la plus forte résistance ou la plus faible capacité. Avantageusement, lorsque ledit microcontrôleur détermine que l'impédance aux bornes dudit électrificateur remplit des conditions prédéterminées, ledit microcontrôleur commande le commutateur de manière que ledit au moins un condensateur soit relié au primaire dudit transformateur via une piste électrique permettant d'augmenter le courant crête des impulsions de sortie. En alternative, ledit microcontrôleur commande ledit commutateur de manière que ledit au moins un condensateur soit relié au primaire dudit transformateur systématiquement via la piste électrique présentant la moins forte impédance, résistive,et/ou inductive et/ou capacitive sauf au cours de temporisations qui sont déclenchées lorsque ledit microcontrôleur détermine que l'évolution de l'impédance aux bornes dudit électrificateur remplit des conditions prédéterminées. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'électrificateur comporte plusieurs condensateurs de décharge, ledit microcontrôleur commandant des macro- impulsions composées de la décharge successive, éventuellement partiellement superposée, desdits plusieurs condensateurs. De préférence, l'un desdits condensateurs, appelé premier condensateur, est choisi pour que le courant crête généré au secondaire dudit transformateur par ledit premier condensateur soit inférieur à 20 A pour toute valeur d'impédance supérieure à 50 Ohm, les autres desdits condensateurs étant aptes à générer des courants crête supérieurs à 20 A pour les très basses impédances. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre, de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples purement illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins schématiques annexés. Sur ces dessins : - la figure 1 est une vue schématique simplifiée d'un électrificateur de clôture électrique selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue similaire à la figure 1 montrant un 5 deuxième mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 3 est une vue similaire à la figure 1 montrant un troisième mode de réalisation de l'invention. En se référant à la figure 1, on voit un électrificateur 1 comprenant un 10 condensateur C, apte à être chargé à une tension de quelques centaines de volts par des moyens non représentés. L'électrificateur 1 comprend un transformateur 4, dont le secondaire 4b est relié d'une part à une borne haute tension 5 et d'autre part à une borne neutre 6, et un microcontrôleur 3, apte à commander la décharge 15 du condensateur C vers le primaire 4a du transformateur 4. Un ou plusieurs fils de clôture 7 sont connectés à la borne haute tension 5. L'électrificateur 1 comporte un commutateur 8 permettant de sélectionner, parmi un ensemble de pistes électriques en parallèle PI à pi, i étant un entier supérieur ou égal à 2, une piste électrique reliant le 20 condensateur C au primaire 4a du transformateur 4. Sur la figure 1, l'ensemble de pistes électriques comporte une première piste électrique PI présentant une résistance R, par exemple de l'ordre de quelques dixièmes d'Ohms, et une deuxième piste électrique P2 présentant une résistance sensiblement nulle. 25 Le commutateur 8 est par exemple un triac. En variante, le commutateur 8 pourrait être un thyristor ou un relais. A titre d'exemple et selon un mode de réalisation particulier, l'ensemble des pistes électriques comprend une première piste Pl de résistance RI, et une deuxième piste P2 de résistance sensiblement nulle, montée en parallèle sur la piste P1, et comprenant un triac apte à ouvrir ou fermer le circuit électrique de la piste P2 On va maintenant décrire un premier exemple de mode de fonctionnement possible de l'électrificateur 1. En fonctionnement normal, le commutateur 8 est commandé par le microcontrôleur 3 de manière que le condensateur C soit relié au primaire 4a du transformateur 4 via la piste électrique présentant la plus forte résistance, c'est-à-dire la première piste PI. Périodiquement, le microcontrôleur 3 commande la décharge du condensateur C à travers le primaire 4a du transformateur 4, via la première piste PI dont la résistance R a pour effet de limiter, ou � brider �, le courant crête de l'impulsion de sortie. Simultanément, le microcontrôleur 3 détermine l'impédance présente aux bornes de l'électrificateur 1 lors des dernières impulsions ou lors de l'impulsion en cours. Lorsque le microcontrôleur 3 détermine que l'impédance remplit des conditions prédéterminées, par exemple lorsque l'impédance est en dessous d'un seuil prédéterminé depuis une durée suffisante, le microcontrôleur 3 commande le commutateur 8 de manière que le condensateur C soit relié au primaire 4a du transformateur 4 via une piste électrique de résistance plus faible, ici la deuxième piste P2. Cela a pour effet de débrider l'impulsion, c'est-à-dire d'augmenter le courant crête des impulsions de sortie. Un autre exemple de mode de fonctionnement possible de l'électrificateur 1 est qu'en mode normal le commutateur 8 est commandé par le microcontrôleur 3 de manière que le condensateur C soit relié au primaire 4a du transformateur 4 via la piste électrique présentant la moins forte résistance, c'est-à-dire la seconde piste P2. Et que seulement lorsque le microcontrôleur 3 détermine que l'impédance passe pour la première fois en dessous d'un seuil prédéterminé, alors, pendant une durée de temporisation donnée, le commutateur 8 est commandé par le microcontrôleur 3 de manière que le condensateur C soit relié au primaire 4a du transformateur 4 via la piste électrique présentant la plus forte résistance, c'est-à-dire la première piste P1. A la fin de la temporisation, dès lors que l'impédance est restée depuis le début de la temporisation sous le seuil prédéterminé, le commutateur 8 est commandé par le microcontrôleur 3 de manière que le condensateur C soit à nouveau relié au primaire 4a du transformateur 4 via la piste électrique présentant la moins forte résistance, c'est-à-dire la seconde piste P2. Par la suite, l'observation par le microcontrôleur d'une remontée de l'impédance au dessus du seuil prédéterminé, suivie plus tard d'une redescente sous ce seuil verrait le microcontrôleur à nouveau commander le déclenchement d'une nouvelle temporisation et d'un bridage temporaire concomitant. Sur ces deux exemples on observe bien qu'une défaillance de la résistance de bridage R û généralement une résistance bobinée, car placée dans le circuit de décharge û se traduit par le fait que la branche P1 ne conduit plus. Ceci garantit la sécurité des personnes car l'impulsion ne circulera plus dans ces modes où le microcontrôleur commande le commutateur 8 pour que le courant crête soit bridé. L'absence d'impulsion sera en outre un signal visible pour l'utilisateur de la panne du système de sécurité le protégeant contre des courants crête trop importants. La figure 2 montre un deuxième mode de réalisation de l'invention dans lequel l'ensemble de pistes possibles en parallèle comprend une première piste électrique PI présentant une résistance RI, une deuxième piste électrique P2 présentant une résistance R2, une troisième piste électrique P3 présentant une résistance R3, une quatrième piste électrique P4 présentant une résistance R4, et une cinquième piste électrique P5 présentant une résistance sensiblement nulle. Les résistances RI, R2, R3 et R4 sont choisies telles que RI ≠ R2 # R3 ≠ R4, par exemple RI > R2 > R3>R4. Le fonctionnement est similaire à ce qui a été décrit précédemment. Le microcontrôleur 3 détermine l'impédance présente aux bornes de l'électrificateur 1 puis commande le commutateur 8 de manière que le condensateur C soit relié au primaire 4a du transformateur 4 via la piste électrique P; adaptée à l'impédance. De manière générale, l'ensemble de pistes électriques PI à pi en parallèle peut comprendre un nombre quelconque de pistes électriques. Il est également possible qu'aucune des pistes électriques ne présente une résistance sensiblement nulle. Par ailleurs, chacune des pistes électriques peut comprendre une impédance résistive, et/ou inductive et/ou capacitive, c'est-à-dire une impédance purement résistive, ou purement inductive, ou purement capacitive, ou une association d'impédances de caractèristiques différentes. La figure 3 montre un troisième mode de réalisation de l'invention, dans lequel l'ensemble de pistes électriques en parallèle comprend une première piste électrique PI présentant un condensateur CI et une deuxième piste électrique P2 de capacité sensiblement nulle. Le fonctionnement est similaire à ce qui a été décrit précédemment. On notera qu'une combinaison entre les différents modes de réalisation représentés est possible, c'est-à-dire que l'ensemble de pistes électriques P1 à pi peut comprendre une ou plusieurs piste(s) électrique(s) présentant une résistance et une ou plusieurs piste(s) électrique(s) présentant une capacité. Une même piste électrique P peut en outre comporter une ou plusieurs résistance(s) et un ou plusieurs condensateur(s). En outre, il est possible de jouer sur l'épaisseur des pistes électriques P et sur leur section pour remplacer la présence de résistances en série. Dans un mode de réalisation non représenté, l'électrificateur comporte plusieurs condensateurs. Dans ce mode de réalisation, le microcontrôleur commande des macro-impulsions composées de la décharge successive des condensateurs, éventuellement avec recouvrement temporel partiel. Une macro-impulsion s'étale sur moins de 10 ms, comme préconisé par la norme. Dans ce mode de réalisation, le premier condensateur, est un condensateur d'environ 8 �F. Sa valeur est choisie en fonction des caractéristiques du transformateur de façon que, lorsque qu'il est chargé au maximum (par exemple à 600 V), le courant crête apparaissant au secondaire du transformateur soit inférieur à 20 A pour toute valeur d'impédance supérieure à 50 Ohm. Les condensateurs supplémentaires sont par exemple des condensateurs d'environ 25 �F, ce qui entraîne que, pour les très basses impédances (de 50 à 100 Ohms environ), le courant crête est susceptible de dépasser 20 A. En fonctionnement normal, le microcontrôleur commande par exemple le commutateur pour que le courant circule à travers la piste présentant la plus forte résistance, ce qui entraîne une limitation du courant crête qui reste ainsi inférieur à 20A. Lorsque l'impédance aux bornes de l'électrificateur s'est stabilisée depuis une durée prédéterminée (par exemple 50 secondes), alors le microcontrôleur considère que le commutateur peut être basculé vers une piste de résistance plus faible. En effet, dans ce cas, même si le courant crête de la macro-impulsion est supérieur à 20 A, une proportion suffisante de ce courant crête va être consommée par la clôture, de sorte que le courant complémentaire susceptible de circuler dans un corps humain est inférieur à 20 A. On notera que l'invention ne résulte pas en un shunt au primaire de tout ou partie de l'impulsion, mais en un bridage, c'est-à-dire en une consommation volontaire d'une partie de l'impulsion dans un composant bien dimensionné placé en série dans le circuit de décharge du condensateur. Ainsi, l'électrificateur selon l'invention permet de conserver la maîtrise du courant crête en utilisant un unique transformateur ne disposant que d'un unique bobinage primaire simple et une défaillance de la résistance de bridage ne se traduit pas par un risque pour la sécurité des personnes. Bien que l'invention ait été décrite en relation avec plusieurs modes de réalisation ou de fonctionnement particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Electrificateur (1) de clôture électrique comportant au moins un condensateur de décharge (C), des moyens de charge dudit au moins un condensateur, un transformateur (4), et un microcontrôleur (3) apte à commander la décharge dudit au moins un condensateur vers le primaire (4a) dudit transformateur, caractérisé en ce qu'il comporte, en série entre ledit au moins un condensateur et le primaire dudit transformateur, un ensemble de pistes électriques (PI à pi) en parallèle présentant des impédances différentes résistives, et/ou inductives et/ou capacitives, et un commutateur (8) permettant de sélectionner, parmi ledit ensemble de pistes électriques (PI à pi), une piste électrique pour relier ledit au moins un condensateur (C) au primaire dudit transformateur (4), le microcontrôleur (3) commandant ledit commutateur (8) en fonction de conditions relatives à l'évolution de l'impédance aux bornes dudit électrificateur (1). 2. Electrificateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ensemble de pistes électriques (Pl à P;) comprend au moins une première piste électrique présentant une résistance (R1) non nulle et une deuxième piste électrique présentant une résistance sensiblement nulle. 3. Electrificateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit ensemble de pistes électriques (PI à P;) 12comprend au moins deux pistes électriques présentant deux résistances (R1 à R4) différentes l'une de l'autre. 4. Electrificateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit ensemble de pistes électriques (P1 à P.) comprend au moins une piste électrique présentant une capacité (C1) non nulle. 5. Electrificateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, en fonctionnement normal, ledit microcontrôleur (3) commande ledit commutateur (8) de manière que ledit au moins un condensateur (C) soit relié au primaire dudit transformateur (4) via la piste électrique présentant la plus forte résistance ou la plus faible capacité. 6. Electrificateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que, lorsque ledit microcontrôleur (3) détermine que l'impédance aux bornes dudit électrificateur (1) remplit des conditions prédéterminées, ledit microcontrôleur commande le commutateur (8) de manière que ledit au moins un condensateur (C) soit relié au primaire dudit transformateur (4) via une piste électrique permettant d'augmenter le courant crête des impulsions de sortie. 7 Electrificateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, en fonctionnement normal, ledit microcontrôleur (3) commande ledit commutateur (8) de manière que ledit au moins un condensateur (C) soit relié au primaire dudit transformateur (4) via la piste électrique présentant la moins forte impédance, résistive, et/ou inductive et/ou capacitive, sauf au cours de temporisationsdéclenchées lorsque ledit microcontrôleur détermine que l'évolution de l'impédance aux bornes dudit électrificateur remplit des conditions prédéterminées. 8. Electrificateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs condensateurs de décharge, ledit microcontrôleur commandant des macroimpulsions composées de la décharge successive, éventuellement partiellement superposée, desdits plusieurs condensateurs. 9. Electrificateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'un desdits condensateurs, appelé premier condensateur, est choisi pour que le courant crête généré au secondaire dudit transformateur par ledit premier condensateur soit inférieur à 20 A pour toute valeur d'impédance supérieure à 50 Ohm, les autres desdits condensateurs étant aptes à générer des courants crête supérieurs à 20 A pour les très basses impédances.