Brevet FR2931648A1 — publié le 20091204

L'invention concerne un autocuiseur, c'est à dire un appareil destiné à assurer la cuisson d'aliments sous pression. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Un tel appareil comporte un récipient fermé hermétiquement par un couvercle pour constituer une enceinte close pouvant être maintenue sous pression. En fonctionnement, l'appareil est partiellement rempli d'eau et est chauffé par une source de chaleur, de sorte que l'eau est au moins partiellement vaporisée. La température dans l'enceinte atteint typiquement cent à cent-vingt degrés, tandis que la pression dans l'enceinte, relativement à la pression atmosphérique, atteint une valeur limitée par la norme, et située typiquement entre quatre-vingt et cent-vingt kilo-Pascal. L'autocuiseur est équipé de différents organes de sécurité assurant que la pression ne puisse pas atteindre des valeurs trop importantes. Il comprend ainsi typiquement un régulateur de pression à poids, dont le poids se soulève pour laisser échapper de la vapeur lorsque la pression dans l'enceinte atteint une première valeur seuil. L'autocuiseur est également équipé d'une soupape de sécurité qui laisse échapper de la vapeur lorsque la pression atteint une deuxième valeur seuil plus élevée que la première. En outre, la norme impose que l'autocuiseur soit équipé d'un dispositif de sécurité interdisant l'ouverture de son couvercle tant que la température ou la pression à l'intérieur de l'enceinte sont trop élevées. En fonctionnement normal, le régulateur à poids maintient la pression dans l'enceinte à la première valeur seuil. La température et la pression dans l'enceinte restent alors sensiblement constantes, même si la source de chaleur fournit une importante quantité de chaleur. Cependant de la vapeur s'échappe presque continûment de l'enceinte via le régulateur à poids, ce qui génère un 2 bruit strident et continu, mais conduit également à propager autour de l'autocuiseur des odeurs de cuisson. Mais des situations critiques peuvent se présenter, comme par exemple le cas où le régulateur à poids se bouche, ou bien celui où l'autocuiseur manque d'eau. En cas de manque d'eau, la température interne monte, alors que la pression n'augmente pas. Il est alors possible de croire que l'autocuiseur fonctionne normalement, car aucun signe extérieur n'indique cette absence d'eau, hormis l'absence d'émission de vapeur après un certain temps. Cette situation peut conduire à brûler les aliments contenus dans l'autocuiseur voire à détériorer l'autocuiseur. La situation de manque d'eau peut être le résultat du fait que toute l'eau introduite initialement dans l'autocuiseur ait été vaporisée et évacuée par le régulateur à poids. Elle peut aussi correspondre au cas où l'on a omis d'introduire de l'eau dans l'autocuiseur. Il se peut encore que la source de chaleur, censée chauffer l'autocuiseur, n'ait pas été activée, ou ait été activée et cesse de fonctionner. Dans ce cas, ni la température ni la pression à l'intérieur de l'enceinte ne montent. Cette situation peut également être critique, car elle peut être due à l'extinction d'un brûleur à gaz par lequel le gaz continue à débiter. L'utilisation d'un autocuiseur nécessite donc une surveillance contraignante. OBJET DE L'INVENTION Le but de l'invention est de proposer une solution pour améliorer les conditions d'utilisation d'un tel autocuiseur. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, l'invention a pour objet un autocuiseur comprenant un récipient et un couvercle amovible pour fermer hermétiquement le récipient, un 3 régulateur de pression adapté à laisser échapper de la vapeur lorsque la pression à l'intérieur de l'autocuiseur atteint une première valeur seuil, comprenant : - des moyens de mesure incluant au moins un capteur parmi le groupe suivant : un capteur de pression pour délivrer une information représentative d'une pression régnant dans l'autocuiseur ; un capteur de température pour délivrer une information représentative d'une température régnant dans l'autocuiseur ; - des moyens de traitement numérique associés à une source d'énergie locale pour, à partir des informations issues des moyens de mesure, générer au moins un signal représentatif de l'état fonctionnement de l'autocuiseur, et - des moyens de communication pour transmettre ce signal à un récepteur distant par une liaison sans fil. Grâce à cette solution, les informations issues des moyens de mesure, ainsi que leur évolution, sont traitées directement au niveau de l'autocuiseur pour identifier des états de fonctionnement. Ainsi, une montée de température accompagnée d'une augmentation de la pression jusqu'à une valeur inférieure ou égale à la première valeur seuil, est représentative d'un état de fonctionnement normal de l'autocuiseur. D'autre part, si la température interne augmente alors que la pression n'augmente pas, cela signifie que l'autocuiseur ne contient plus d'eau. En cas d'augmentation de la pression dans l'autocuiseur au delà de la première valeur seuil, le régulateur de pression est a priori bouché. De plus, si la température ne monte pas, cela signifie que le réchaud est éteint. En équipant l'autocuiseur de ces moyens de mesure et de moyens de traitement locaux à même de déterminer l'état de fonctionnement de l'autocuiseur, il est possible d'envoyer vers l'extérieur un signal d'état de fonctionnement renseignant directement le destinataire. 4 Avec cette solution, la communication avec l'extérieur se réduit à l'envoi ponctuel d'un signal, par exemple lorsque l'état de fonctionnement de l'autocuiseur change. L'invention côncerne également un autocuiseur tel que défini ci-dessus, comportant en outre un avertisseur sonore relié aux moyens de traitement numérique pour émettre un signal d'alarme sur identification d'un état de fonctionnement critique par les moyens de traitement numérique. L'invention concerne également un système comprenant un autocuiseur tel que défini ci-dessus, ainsi qu'un récepteur sous forme d'un module portable apte à recevoir des signaux d'état de fonctionnement émis par les moyens de communication équipant l'autocuiseur. L'invention concerne également un système tel que défini ci-dessus, comprenant un réchaud équipé d'un second récepteur sous forme d'un régulateur thermique pour ajuster la puissance thermique délivrée par ce réchaud, sur réception de signaux d'état de fonctionnement transmis sans fil par les moyens de communication de l'autocuiseur. L'invention concerne également un procédé d'exploitation d'un système tel que défini ci-dessus, dans lequel un signal d'état de fonctionnement critique est émis par les moyens de communication sur identification par les moyens de traitement numérique d'un état de fonctionnement critique tel qu'un manque d'eau dans l'autocuiseur résultant d'une augmentation de température importante, et dans lequel une alerte est générée par le module portable sur réception de ce signal d'état de fonctionnement critique. L'invention concerne également un procédé d'exploitation d'un système tel que défini ci-dessus, dans lequel sur identification par les moyens de traitement numérique d'une chute de pression correspondant à une fuite provoquée par le régulateur de pression, un signal d'état de fonctionnement en surchauffe est émis par les moyens de communication, et dans lequel le régulateur thermique diminue la puissance thermique du réchaud à réception de ce signal d'état. 5 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 est une représentation schématique d'un autocuiseur selon un mode particulier de réalisation l'invention ; La figure 2 est une représentation schématique d'un module portable associé à l'autocuiseur de la figure 1 ; La figure 3 est une représentation schématique d'un réchaud électrique associé à l'autocuiseur de la figure 1. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION L'autocuiseur repéré par 1 dans la figure 1 comporte un récipient 2 fermé par un couvercle 3. Le couvercle 3 comporte des moyens de préhension ainsi que des moyens de solidarisation au récipient. Les moyens de préhension sont ici formés par une poignée supérieure de préhension 4, alors que les moyens de solidarisation au récipient sont ici des mâchoires 6 et 7 de serrage. Ces moyens 6 et 7 assurent la solidarisation du couvercle 3 au récipient 2, de façon étanche, afin de former avec le récipient 2 une enceinte close et étanche susceptible de subir une pression interne. Le couvercle 3 est encore pourvu d'un régulateur de pression 10 de type mécanique, tel qu'un régulateur à poids taré ici à une pression de cent kilo-Pascal par rapport à la pression atmosphérique, pour provoquer une fuite de vapeur dès que la pression absolue dans l'autocuiseur atteint une valeur supérieure à la pression atmosphérique augmentée de cent kilo-Pascal. Complémentairement, l'autocuiseur est équipé de poignées ou anses latérales 8 et 9. Selon l'invention, l'autocuiseur est équipé d'un contrôleur 11 établissant des informations représentatives 6 de l'état de fonctionnement de l'autocuiseur, cet état de fonctionnement dépendant de la température et de la pression dans son enceinte, pour adresser ces informations à un récepteur via une liaison sans fil. Ce contrôleur 11 comporte des moyens de mesure incluant un capteur de pression 12 et/ou un capteur de température 13, des moyens de traitement numérique sous forme d'un processeur 14, ainsi que des moyens de communication qui comprennent ici un transmetteur sans fil 16, et une source d'énergie locale autonome 17 telle qu'une pile électrique. Ces organes qui sont représentés symboliquement en pointillés dans la figure 1 sont intégrés au couvercle 3, le capteur de pression 12 et le capteur de température 13 étant agencés pour délivrer des informations représentatives de la pression et de la température dans l'enceinte de l'autocuiseur. Dans l'exemple de la figure 1, le processeur 14 et le transmetteur 16 sont intégrés à la poignée supérieure 4 du couvercle 3, de manière à subir une température de fonctionnement acceptable. Mais le couvercle 3 peut aussi être pourvu d'une poignée latérale dans laquelle sont intégrés ce processeur 14 et/ou ce transmetteur 16, voire l'ensemble du contrôleur 11, pour réduire encore la température à laquelle ils sont soumis. Le processeur 14 peut être avantageusement du type MSP430 commercialisé sous la marque Texas Instruments, ou tout autre processeur mixte à basse consommation pour environnement sévère. Le transmetteur 16 est un coupleur radio émettant et recevant des données sur une fréquence porteuse de 2,4 Giga-Hertz, avec un protocole du type IEEE802.15.4 Il peut être associé au processeur 14 ou intégré à celui-ci. Le capteur de pression 12 peut être un capteur à membrane en silicone et film résistif ou jauge de contrainte. 7 Le processeur 14 assure le filtrage des signaux issus des capteurs 12 et 13 pour établir une mesure de pression et de température, et pour assurer le suivi de ces grandeurs. Partant de là, ce processeur 14 constitue un signal d'état de fonctionnement de l'autocuiseur, en prenant éventuellement en compte un temps de cuisson à respecter, ce signal d'état de fonctionnement étant ensuite émis par le transmetteur 16 vers l'extérieur. Comme détaillé ci-après, les signaux d'état de fonctionnement émis par le contrôleur 11 peuvent être, selon la situation, représentatifs d'un état de fonctionnement critique, d'un état de fonctionnement en surchauffe ou en souschauffe, ou encore d'un état de fonctionnement normal. Un signal de fonctionnement critique dû à un manque d'eau est émis lorsque le processeur 14 identifie une augmentation de température importante sans accroissement de pression. Un état de fonctionnement critique correspondant à un défaut de source de chaleur est quant à lui émis lorsque le processeur 14 identifie que la température et la pression chutent avant la fin du temps de cuisson. Un signal d'état de fonctionnement en surchauffe est émis lorsque la pression est supérieure à une pression de consigne, et/ou lorsque la température est supérieure à une température de consigne. De manière analogue, un signal de fonctionnement en souschauffe est émis lorsque la pression est inférieure à une pression de consigne, et/ou lorsque la température est inférieure à une température de consigne. Les valeurs de consigne de pression et de température utilisées pour établir les signaux d'état de fonctionnement en surchauffe et en souschauffe peuvent être des valeurs préenregistrées dans le contrôleur. Mais ces valeurs de consigne peuvent également être extraites ou 8 déduites d'un profil de cuisson programmé par l'utilisateur, comme expliqué plus bas. Un signal d'état de fonctionnement normal peut quant à lui être établi lorsqu'en début de cuisson, le processeur 14 identifie une montée en température et en pression jusqu'à une valeur inférieure ou égale à la première valeur seuil, suivie d'une stabilisation. Les signaux d'état de fonctionnement émis par le contrôleur 11 peuvent être reçus et interprétés par plusieurs types de récepteurs : ils peuvent être reçus par un module portable tel que celui qui est représenté en figure 2 pour informer l'utilisateur, mais ils peuvent aussi être reçus et interprétés par un régulateur thermique équipant un réchaud chauffant l'autocuiseur, tel que le réchaud de la figure 3. Le module portable 18 est pourvu de moyens permettant de l'accrocher à un vêtement de l'utilisateur, pour alerter cet utilisateur en cas de situation critique, dès lors qu'il est à portée du contrôleur 11. Ce module portable 18 comporte lui aussi un processeur et un transmetteur, une interface incluant un écran 19 pour afficher des informations, ainsi qu'une sonnerie ou un organe lumineux 21 pour alerter l'utilisateur. Ainsi, dans une première application de l'invention, les signaux d'état de fonctionnement sont reçus par le module portable 18, pour en particulier l'alerter dès qu'un signal de fonctionnement critique émis par le contrôleur 11 est reçu dans le module portable 18. Ce module portable 18 est avantageusement équipé de touches 22 pour saisir un profil de cuisson, et de moyens d'émission pour adresser au contrôleur 11 le profil de cuisson saisi, via une connexion sans fil. Complémentairement, le transmetteur 16 du contrôleur 11 est alors prévu pour recevoir les signaux émis par le module portable 18, et pour les transmettre au processeur 14, dans 9 lequel ceux-ci peuvent être mémorisés. Les signaux d'état de fonctionnement émis par le contrôleur 11 peuvent aussi être exploités par un régulateur thermique équipant la source de chaleur utilisée pour chauffer l'autocuiseur. Cette source de chaleur peut se présenter sous la forme d'un réchaud électrique tel que celui de la figure 3, repéré par 23. Ce réchaud comporte une plaque chauffante 24, des moyens de commande 26, et un régulateur thermique 27, représenté en pointillés. Ce régulateur thermique 27 est capable d'ajuster la puissance thermique délivrée par cette plaque, sur la base des signaux d'état de fonctionnement émis par le contrôleur 11. Ainsi, dans une seconde application de l'invention, les signaux émis par le contrôleur 11 sont reçus et exploités par le régulateur thermique 27 équipant le réchaud 23 chauffant l'autocuiseur, pour asservir la puissance thermique délivrée par ce réchaud électrique 23, sur l'état de fonctionnement de l'autocuiseur 1. Concrètement, lorsqu'un signal d'état de fonctionnement en surchauffe est reçu par le régulateur 27, celui-ci diminue la puissance thermique délivrée par le réchaud électrique 23. Lorsqu'un signal d'état de fonctionnement en souschauffe est reçu par le régulateur 27, celui-ci pilote le réchaud électrique 23 pour augmenter la puissance thermique qu'il délivre. D'autre part lorsqu'un signal de fonctionnement critique correspondant à un manque d'eau est reçu par le régulateur 27, celui-ci pilote le réchaud électrique 23 pour l'arrêter immédiatement. Comme indiqué plus haut, un profil de cuisson peut être programmé depuis le module portable 18, pour être suivi grâce au contrôleur 11. Ce profil de cuisson peut être un temps de cuisson et/ou une température ou une pression de consigne, voire plus généralement une loi d'évolution Les température signaux de sont alors considéré. surchauffe de ces valeurs dans le temps. valeurs de consigne de pression et de utilisées par le processeur 14 pour établir les fonctionnement en surchauffe et en souschauffe les valeurs du profil de cuisson à l'instant Ainsi, les signaux d'état de fonctionnement en et en souschauffe permettent à eux seuls au contrôleur 11 d'asservir le réchaud électrique 23 sur le 10 profil de cuisson. Dans ce cas, une fois saisi dans le module portable 18, le profil de cuisson est transmis au contrôleur 11 pour être mémorisé dans celui-ci afin de débuter la cuisson, éventuellement de façon différée. 15 Lorsque la cuisson débute, le contrôleur demande d'abord un test de chauffe modérée pour vérifier que l'autocuiseur est bien sur le réchaud électrique 23, en déterminant si un accroissement de température apparaît. Puis le contrôleur 11 suit les paramètres jusqu'à ce que la 20 pression dans l'autocuiseur atteigne la pression de consigne correspondant au profil de cuisson programmé. Si la pression de consigne est inférieure à la pression maximale valant par exemple cent kilo-Pascal, le contrôleur 11 pilote le réchaud électrique 23 pour 25 maintenir cette pression de consigne, dès qu'elle a été atteinte. Si la pression de consigne correspond à la pression maximale, le contrôleur 11 attend que la pression chute sensiblement, du fait de la décharge provoquée par le 30 régulateur à poids 10 ou d'une perte de chaleur. Le contrôleur 11 peut ainsi déterminer la puissance thermique nécessaire pour maintenir dans l'autocuiseur une pression en deçà de cent kilo-Pascal, et émettre des signaux d'état de fonctionnement en surchauffe et en souschauffe à 35 destination du régulateur thermique du réchaud électrique 11 23 pour le piloter. En fin de cuisson, le contrôleur 11 pilote le réchaud électrique 23 pour l'arrêter, puis il surveille la pression. Lorsque la pression a atteint une valeur suffisamment basse, correspondant par exemple à une pression d'ouverture définie par la norme, un signal est adressé au module portable 18 pour informer l'utilisateur qu'il peut ouvrir l'autocuiseur. Dans l'exemple ci-dessus, la détection d'un état de fonctionnement critique donne lieu à la réception d'un signal d'alarme par le module portable 18, celui-ci étant alors converti en une alarme visuelle ou sonore au niveau du module portable 18. Mais l'autocuiseur peut aussi lui- même être équipé d'un dispositif d'alarme sonore complémentaire pour émettre un son d'alarme sur détection d'un état de fonctionnement critique. Il faut également noter que dans l'exemple des figures, les moyens de mesure comportent un capteur de température et un capteur de pression distincts. Mais ces deux capteurs peuvent être réunis sous forme d'un capteur unique. D'autre part, les moyens de mesure peuvent comporter uniquement un capteur de pression, ou uniquement un capteur de température. Dans le cas où les moyens de mesure comportent uniquement un capteur de pression, celui-ci permet notamment d'identifier un état de fonctionnement en surpression de l'autocuiseur lorsque la pression est supérieure à la première valeur seuil. Il permet également d'identifier un état de fonctionnement en surchauffe, lorsque la pression dans l'autocuiseur est supérieure à une pression de consigne. Lorsque les moyens de mesure comprennent uniquement un capteur de température, celui-ci permet de détecter un état de manque d'eau dans l'autocuiseur, lorsque la 12 température devient supérieure à une valeur seuil prédéterminée. Ce capteur de température considéré seul peut aussi être exploité pour détecter les états de surchauffe et de souschauffe par rapport à une température de consigne, de manière à asservir le réchaud sur cette température de consigne. L'invention apporte notamment les avantages suivants . Elle permet de réguler la pression en évitant d'émettre de la vapeur via le régulateur à poids 10. Ceci évite de générer du bruit et des odeurs, et permet de réduire l'énergie nécessaire à la cuisson. D'autre part, comme l'eau reste confinée dans le récipient 2, la cuisson peut se poursuivre sans limitation de temps, ce qui permet de réaliser une cuisson de type mijotage sur une durée importante. L'invention permet également de gérer des profils de cuisson, par exemple pour d'abord décongeler un mets à température relativement basse, puis le cuire à une température et une pression plus importantes. Grâce au processeur embarqué 14, la consommation électrique du contrôleur 11 est réduite en minimisant la quantité de signaux adressés au module portable 18 : les informations synthétiques sont transmises uniquement lorsque c'est nécessaire, par exemple uniquement sur détection d'un changement d'état de fonctionnement. Enfin, il faut noter que l'appareil fonctionne également de façon conventionnelle sur un réchaud standard, c'est à dire en l'absence de réchaud équipé d'un régulateur thermique, voire en l'absence du module portable 18. REVENDICATIONS1. Autocuiseur (1) comprenant un récipient (2) et un couvercle amovible (3) pour fermer hermétiquement le récipient (2), un régulateur de pression (10) adapté à laisser échapper de la vapeur lorsque la pression à l'intérieur de l'autocuiseur (1) atteint une première valeur seuil, comprenant : - des moyens de mesure incluant au moins un capteur parmi le groupe suivant : un capteur de pression (12) pour délivrer une information représentative d'une pression régnant dans l'autocuiseur (1) un capteur de température (13) pour délivrer une information représentative d'une température régnant dans l'autocuiseur (1) ; - des moyens de traitement numérique (14) associés à une source d'énergie locale (17) pour, à partir des informations issues des moyens de mesure (12, 13), générer au moins un signal représentatif de l'état fonctionnement de l'autocuiseur (1), et - des moyens de communication (16) pour transmettre ce signal à un récepteur (18, 27) distant par une liaison sans fil. 2. Autocuiseur selon la revendication 1, comportant en outre un avertisseur sonore relié aux moyens de traitement numérique (14) pour émettre un signal d'alarme sur identification d'un état de fonctionnement critique par les moyens de traitement numérique (14). 3. Système comprenant un autocuiseur (1) selon l'une des revendications précédentes, ainsi qu'un récepteur sous forme d'un module portable (18) apte à recevoir des signaux d'état de fonctionnement émis par les moyens de communication équipant l'autocuiseur (1). 4. Système selon la revendication 3, comprenant un réchaud (23) équipé d'un second récepteur sous forme d'un 14 régulateur thermique (27) pour ajuster la puissance thermique délivrée par ce réchaud, sur réception de signaux d'état de fonctionnement transmis sans fil par les moyens de communication (16) de l'autocuiseur (1). 5. Procédé d'exploitation d'un système selon la revendication 3 ou 4, dans lequel un signal d'état de fonctionnement critique est émis par les moyens de communication (16) sur identification par les moyens de traitement numérique (14) d'un état de fonctionnement critique tel qu'un manque d'eau dans l'autocuiseur résultant d'une augmentation de température importante, et dans lequel une alerte est générée par le module portable (18) sur réception de ce signal d'état de fonctionnement critique. 6. Procédé d'exploitation d'un système selon la revendication 4, dans lequel sur identification par les moyens de traitement numérique (14) d'une chute de pression correspondant à une fuite provoquée par le régulateur de pression (10), un signal d'état de fonctionnement en surchauffe est émis par les moyens de communication (16), et dans lequel le régulateur thermique (27) diminue la puissance thermique du réchaud (23) à réception de ce signal d'état.