Brevet FR2924527A1 — publié le 20090605

PROCEDE ET DISPOSITIF DE FERMETURE DE PORTE COUPE-FEU 5 10 La présente invention concerne un procédé et un dispositif de fermeture de porte coupe-feu. Les portes coupe-feu sont des portes destinées à gêner la propagation du feu ou des fumées, par leur conception thermique et par le fait qu'elles se ferment automatiquement dès qu'un incendie est détecté. Pour que cette fermeture automatique se produise, on met, par exemple, en oeuvre 15 une ventouse électromagnétique, aussi appelée � électro-aimant �. Cette ventouse est placée de telle manière que, si un utilisateur souhaite bloquer la porte en position ouverte, il lui suffit d'ouvrir cette porte et de l'appliquer contre cette ventouse. On évite ainsi que l'utilisateur n'utilise d'autres moyens pour retenir la porte en position ouverte. Un ressort rappelle la porte en position fermée avec un couple égal à celui appliqué par la ventouse de 20 sorte que la porte reste ouverte tant que la ventouse fonctionne ou qu'on ne force pas manuellement la porte à se libérer de la ventouse. Les ventouses électromagnétiques sont dotées de bobines et sont de deux types. Dans le premier type, à sécurité positive, lorsque le courant passe dans ces bobines, les ventouses retiennent la porte. En revanche, lorsque le courant ne passe plus, les 25 ventouses relâchent la porte et le ressort provoque la fermeture de la porte. Les systèmes centraux électroniques contrôlent les électro-aimants faisant partie des organes de sécurité des bâtiments par les systèmes dit "à rupture" : une tension est maintenue en permanence sur une ligne électrique qui aliment un solénoïde qui crée un champ électromagnétique constituant un électro-aimant, lequel tient une plaque métallique 30 fixée sur une porte coupe-feu. En cas d'alarme incendie, la mise en sécurité du bâtiment prévoit que ces portes coupe-feu se ferment. Le système central coupe donc la tension d'alimentation de l'électro-aimant, ce qui réduit l'intensité du champ magnétique et relâche la porte. Cette dernière se ferme alors en position de sécurité. 35 Cependant, les commandes électriques se font par des changements brutaux de tensions, manifestés par un front très brutal de changement qui enclenche, dans les solénoïdes, des forces contre électromotrices (aussi appelées FCEM). Ces forces sont destructrices pour les cartes électroniques des organes centraux et les "grillent ". Aussi, il est généralement prévu de réaliser une protection en installant une diode dite � de roue libre � entre les bornes des fils d'entrée de la bobine, de façon à faire circuler, via la diode, le courant induit par la force contre électromotrice de manière à ce qu'il ne circule pas sur le fil de commande jusqu'aux circuits électroniques des systèmes centraux. Cependant, ces diodes coûtent cher, sont délicates à implanter et compliquent les schémas électroniques mis en oeuvre. Dans le deuxième type d'électro-aimant, à émission de courant, en veille, il n'y a pas de tension appliquée à l'électro-aimant et on lui envoie une tension pour le commander afin qu'il relâche la porte coupe-feu. Dans ce cas aussi, une surtension apparaissant en fin du signal de commande, lorsque l'on arrête d'envoyer une tension, nécessite l'utilisation d'une diode de roue-libre, avec les inconvénients mentionnés ci-dessus. Plus généralement, ce problème se pose pour tout électro-aimant, quel qu'en soit l'application. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un dispositif comportant au moins un électro-aimant en regard d'une plaque métallique, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un moyen d'augmentation de la durée de variation de la tension aux bornes de chaque électro-aimant, par rapport à la durée correspondant à une coupure de ligne électrique. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un dispositif de fermeture de porte coupe-feu, comportant au moins un électro-aimant en regard d'une plaque métallique solidaire de ladite porte, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un moyen d'augmentation de la durée de baisse de la tension aux bornes de chaque électro-aimant, 25 par rapport à la durée correspondant à une coupure de ligne électrique. Selon un troisième aspect, la présente invention vise un dispositif de fermeture de porte coupe-feu, comportant au moins un électro-aimant en regard d'une plaque métallique solidaire de ladite porte, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un moyen d'augmentation de la durée d'élévation de la tension aux bornes de chaque électro-aimant, 30 par rapport à la durée correspondant à l'élévation de tension avec un signal tout ou rien. Ainsi, dans chacun de ces aspects, en réalisant une rampe progressive de variation de la tension aux bornes de l'électro-aimant, on réduite la force contre électromotrice et on élimine le besoin d'une diode de roue libre connectée aux bornes de l'électro-aimant. On économise ainsi du temps de réalisation et un composant ainsi que la logistique, les tests et 35 la maintenance associés et le risque d'erreur de placement ou de sens de branchement de la diode. Selon des caractéristiques particulières, le moyen d'augmentation de durée comporte un transistor de puissance et un moyen de commande dudit transistor pour lui appliquer une rampe de tension. Ainsi, la commutation se fait de façon progressive de façon à éviter la production de 5 courants d'induction. Selon des caractéristiques particulières, le moyen de commande est constitué d'un simple réseau RC. Selon des caractéristiques particulières, le transistor de puissance est un transistor MOSFET. 10 Selon un quatrième aspect, la présente invention vise un procédé de commande d'un électro-aimant en regard d'une plaque métallique, ledit procédé comportant une étape de commande de l'électro-aimant pour maintenir l'électro-aimant dans un premier état où il applique un champ magnétique, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une étape d'augmentation de la durée de variation de la tension aux bornes de chaque électro-aimant, 15 par rapport à la durée correspondant à une commande avec un signal tout ou rien. Selon un cinquième aspect, la présente invention vise un procédé de fermeture de porte coupe-feu comportant au moins un électro-aimant en regard d'une plaque métallique solidaire de ladite porte, ledit procédé comportant une étape de commande de l'électro-aimant pour maintenir la porte ouverte en l'absence de détection d'incendie, caractérisé en 20 ce qu'il comporte, en outre, une étape d'augmentation de la durée de baisse de la tension aux bornes de chaque électro-aimant, par rapport à la durée correspondant à une coupure de ligne électrique. Selon un sixième aspect, la présente invention vise un procédé de fermeture de porte coupe-feu comportant au moins un électro-aimant en regard d'une plaque métallique 25 solidaire de ladite porte, ledit procédé comportant une étape de commande de l'électro-aimant pour maintenir la porte ouverte en l'absence de détection d'incendie, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une étape d'augmentation de la durée d'élévation de la tension aux bornes de chaque électro-aimant, par rapport à la durée correspondant à l'élévation de tension avec un signal tout ou rien. 30 Selon des caractéristiques particulière, dans procédé objet de la présente invention, tel que succinctement exposé ci-dessus, dans chacun des quatrième à sixième aspects, au cours de l'étape d'augmentation, on met en oeuvre un transistor de puissance et un réseau RC appliquant audit transistor de puissance une rampe de tension. Les avantages, buts et caractéristiques de ces procédés étant similaires à ceux du 35 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 le schéma électrique d'un dispositif de l'art antérieur, 5 - la figure 2 représente le schéma électrique d'un premier mode de réalisation du dispositif objet de la présente invention et - les figures 3 et 4 représentent l'évolution de signaux au cours du temps. Dans la description qui suit, on a présenté l'application de la présente invention à une porte coupe-feu commandée par un électro-aimant à sécurité positive. Cependant, la 10 présente invention ne se limite pas à ce type d'électro-aimant et à ce type d'application, mais s'étend à toutes les applications des électro-aimants, à sécurité positive ou à émission de courant. Pour ce dernier type d'électro-aimants, les modifications à apporter au schéma représenté en figure 2 sont à la portée de l'homme du métier. On observe, en figure 1, que, dans un dispositif 105 de l'art antérieur, un solénoïde 15 110 est monté, en parallèle avec une diode 115, aux bornes d'une alimentation de commande munie d'un relais dont la bobine est repérée en 120 et dont le contact est repéré en 125, et d'une diode 130. La bobine 120 est commandée par un transistor 135 à partir d'un signal de commande tout ou rien provenant d'une centrale d'alarme ou d'un détecteur d'incendie. La diode 130 protège le transistor 135 de la surtension induite par la bobine 120 20 du relais lors de l'ouverture du transistor 135. 140 représente l'impédance équivalente du câble qui relie le contact 125 à l'électro-aimant 110. L'utilisation d'une diode de roue libre 115 sur l'électro-aimant 110 est nécessaire pour limiter la surtension d'auto-induction selfique. Sans cette diode 115, il y a un risque de destruction du contact de relais et de propagation de la surtension dans le reste du circuit 25 lorsque la porte est relâchée. On note ici que sans l'impédance 140, c'est-à-dire s'il n'y avait pas de câble de liaison entre le contact 125 et l'électro-aimant 110, on pourrait mettre la diode de roue-libre 115 dans l'alimentation de commande, pour simplifier le câblage. Cependant, la présence du câble de liaison interdit cette solution et la diode de roue-libre 115 au plus près de l'électro-aimant 110. 30 Le signal 150 représenté en bas de la figure 1 montre que la diode de roue-libre 115 limite l'amplitude du pic de surtension à la rupture. On observe, en figure 2, que, dans un mode de réalisation, le dispositif 205 objet de la présente invention comporte, relié aux bornes d'un solénoïde 210, une alimentation de commande 220 comportant un transistor Mosfet (ou autre semi-conducteur de puissance) 35 225. Le transistor 215 permet d'adapter le niveau de commande entre le niveau logique en entrée de l'alimentation (typiquement 0-3 v. ou 0-5 v.) au niveau de commande de la grille du transistor Mosfet 225. On note que, préférentiellement, on utilise un transistor Mosfet 225 de type canal P, ce qui permet d'interrompre l'alimentation positive de l'électro-aimant 210, de façon à ne pas induire d'impédance parasite dans le potentiel de référence (masse à 0 v.), ce qui pourrait avoir des conséquences sur les performances du dispositif, en termes de compatibilité électromagnétique. Dans ce dispositif 205, lors de la commande de la ventouse (marche ou arrêt), le courant est établi/interrompu de manière progressive à l'aide d'un réseau RC 230 implanté sur la commande, ce qui limite la dérivée temporelle de l'intensité (� di/dt �) dans l'électro-aimant, donc l'effet de force contre-électromotrice selfique, supprimant ainsi la nécessité de placer une diode de roue libre aux bornes de la bobine. Le réseau RC 230 permet ainsi d'induire la rampe de commande progressive, ce qui limite la dérivée temporelle de l'intensité (dI/dt) et donc diminue la surtension par effet selfique. La durée de la rampe reste cependant assez courte de sorte que le transistor de commande Mosfet 225 ne dissipe pas trop pendant la décroissance de la tension de sortie. En effet, sa résistance interne, appelée Rds-on) vaut pratiquement 0 Ohms lorsqu'il est commandé et croit lorsque la différence de tension entre sa grille de commande et sa source, différence de potentiels appelée VGs) diminue, ce qui provoque de la dissipation thermique par effet Joule, à cause du courant circulant dans le circuit. C)n évite ainsi d'avoir à prévoir un transistor Mosfet 225 de taille importante et/ou un dissipateur thermique associé. Les figures 3 et 4, schématisant des relevés fait à l'oscilloscope, montrent la forme de l'évolution temporelle de la tension à la sortie de la partie du transistor Mosfet 225 pour : - une commande, en figure 3, courbe 305 et -une coupure, en figure 4, courbe 310, lorsque l'électro-aimant 210 relâche la porte coupe-feu. On observe, dans ces figures 3 et 4, qu'aucun des signaux aux bornes de l'électro-25 aimant n'effectue de variation brutale, à la différence de l'art antérieur comme illustré par le signal 150 représenté en bas de la figure 1. REVENDICATIONS 1 - Dispositif (205) comportant au moins un électro-aimant (210) en regard d'une plaque métallique, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un moyen (215 à 230) d'augmentation de la durée de variation de la tension aux bornes de chaque électro-aimant, par rapport à la durée correspondant à une commande avec un signal tout ou rien. 2 - Dispositif (205) de fermeture de porte coupe-feu, comportant au moins un électro-aimant (210) en regard d'une plaque métallique solidaire de ladite porte, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un moyen (215 à 230) d'augmentation de la durée de baisse de la tension aux bornes de chaque électro-aimant, par rapport à la durée correspondant à une coupure de ligne électrique. 3 - Dispositif (205) de fermeture de porte coupe-feu, comportant au moins un électro-aimant (210) en regard d'une plaque métallique solidaire de ladite porte, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un moyen (215 à 230) d'augmentation de la durée d'élévation de la tension aux bornes de chaque électro-aimant, par rapport à la durée correspondant à l'élévation de tension avec un signal tout ou rien. 4 û Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen (215 à 230) d'augmentation de durée comporte un transistor de puissance (225) et un moyen de commande (215, 230) dudit transistor pour lui appliquer une rampe de tension. 5 û Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de commande est constitué d'un simple réseau RC (230). 6 û Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le transistor de puissance (225) est un transistor MOSFET. 7 û Procédé de commande d'un électro-aimant (210) en regard d'une plaque métallique, ledit procédé comportant une étape de commande de l'électro-aimant pour maintenir l'électro-aimant dans un premier état où il applique un champ magnétique, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une étape d'augmentation de la durée de variation de la tension aux bornes de chaque électro-aimant, par rapport à la durée correspondant à une commande avec un signal tout ou rien. 8 - Procédé de fermeture de porte coupe-feu comportant au moins un électro-aimant (210) en regard d'une plaque métallique solidaire de ladite porte, ledit procédé comportant une étape de commande de l'électro-aimant pour maintenir la porte ouverte en l'absence de détection d'incendie, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une étape d'augmentation de la durée de baisse de la tension aux bornes de chaque électro-aimant, par rapport à la durée correspondant à une coupure de ligne électrique. 9 - Procédé de fermeture de porte coupe-feu comportant au moins un électro-aimant (210) en regard d'une plaque métallique solidaire de ladite porte, ledit procédé comportant uneétape de commande de l'électro-aimant pour maintenir la porte ouverte en l'absence de détection d'incendie, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une étape d'augmentation de la durée d'élévation de la tension aux bornes de chaque électro-aimant, par rapport à la durée correspondant à l'élévation de tension avec un signal tout ou rien. 10 û Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que, au cours de l'étape d'augmentation, on met en oeuvre un transistor de puissance (225) et un réseau RC (230) appliquant audit transistor de puissance une rampe de tension.