Brevet FR2942315A1 — publié le 20100820

DISPOSITIF DE MESURE DE LONGUEUR DE CABLES Objet de l'invention [0001] La présente invention se rapporte à un dispositif de mesure de longueur de câbles, en particulier les câbles de chalutiers en cours de pêche. [0002] L'invention se rapporte également au procédé de mise en oeuvre du dispositif. Arrière-plan technologique et état de la technique [0003] Le chalut est un filet remorqué par un chalutier, ayant une forme caractéristique en entonnoir fermé par une poche à l'arrière (appelé � cul � du chalut), prolongé à l'avant par des ailes pour en élargir la portée et muni dans les modèles courants de deux panneaux divergents, qui par effet de plaque, permettent l'ouverture du chalut. Il peut être tracté par un seul ou par deux navires. Le chalut est traîné par des câbles métalliques appelés � funes �, reliés respectivement à un treuil à bâbord et à un treuil à tribord. Pour déterminer la longueur des funes en sortie de treuil sur un chalutier de pêche, il est connu de disposer à intervalles réguliers des marques visuelles sur les funes, par exemple sous la forme de surépaisseurs locales 2 du câble 1, qui seront observées et comptées par l'homme d'équipage se trouvant au treuil (figure 1). Ainsi, pour faciliter le comptage, on peut avoir par exemple, respectivement une marque à 25 m, deux marques à 50 m, trois marques à 75 m et puis recommencer avec une marque à 100 m, et ainsi de suite. L'homme d'équipage détermine la longueur de câble dévidée par multiplication du nombre de marques comptées et de la longueur inter-marques. Il est très important pour le bon positionnement du chalut de maintenir constamment la symétrie entre les câbles de bâbord et de tribord. [0004] Pour obtenir une mesure de longueur de câble sans avoir recours à un homme d'équipage, la plupart des dispositifs � semi-automatiques � de l'état de la technique utilisent le signal 5 d'un codeur 4 implanté dans un réa 3 (roue à gorge d'une poulie) entraîné par le câble 1 (figure 2). C'est l'effort presseur assuré par le câble sur le réa qui permet de mettre en rotation celui-ci et de compter le nombre de tours à réaliser, soit, si on connaît le diamètre du réa où chemine le câble, la longueur du câble dévidé. [0005] Néanmoins, la matière des réas utilisés est communément un acier pour des raisons de résistance mécanique. En effet, une fraction importante de la traction est transmise à l'axe de la poulie, en fonction de l'angle du câble, pour assurer la friction, ce qui implique l'usure de la poulie. Le câble étant lui aussi le plus souvent en acier et dans des conditions d'utilisation variables (câble sec, mouillé, gras, usé, etc.), le coefficient d'adhérence entre le câble et le réa est faible (de l'ordre de 0,1) et variable. Enfin, la structure du câble elle-même, des torons torsadés, pose problème en minimisant la zone de contact entre le câble et le réa, avec à nouveau l'obligation d'établir au niveau du câble un angle important entre l'amont et l'aval du réa. Ces propriétés impliquent qu'il survient, lors de la mesure, un glissement entre le câble et le réa qui ne permet pas d'obtenir une mesure relative avec une erreur de l'ordre de 0,3% au mieux (annoncé), mais souvent plus proche de 1% (mesuré). De plus, ce moyen est complexe mécaniquement et coûteux car, du fait de ce problème de glissement, il est souvent couplé à un dispositif de traction de câble. [0006] Le document WO-A-91 18261 décrit un procédé et un appareil qui permettent de mesurer avec précision la longueur d'un objet allongé, tel qu'un câble de communications, pendant que celui-ci se déplace. Un appareil approprié de mesure comprend des caractéristiques combinées d'un système de marquage et d'un système de codage. Dans le système de marquage, un marqueur inscrit des marques sur un câble à des intervalles qui servent d'unités de mesure, afin de pouvoir détecter le déplacement du câble par unités, représentées par les marques. Un capteur, tel qu'un commutateur laser, détecte les marques et compte celles qui passent pendant que le câble s'avance. La différence très réduite entre l'intervalle de référence de mesure et un espacement entre les marques dans le système de marquage, en d'autres termes, la longueur en excès, est calculée sur la base de la valeur enregistrée par un codeur au moment de détection de la marque. Le corps principal de l'appareil de mesure commande le marqueur et le capteur et calcule le déplacement final ou la longueur mesurée du câble en additionnant le produit de l'intervalle de référence de mesure et la valeur du compte à la somme des longueurs en excès décrites ci-dessus. Cette méthode corrige uniquement les irrégularités dans le système de marquage. [0007] Le document EP-A-O 116 026 divulgue un dispositif de détection de la tension ou force exercée sur un câble auquel peut être fixé un filet de pêche. Ce dispositif de détection comprend un système à plusieurs rouleaux ou poulies, au moins un desdits rouleaux étant disposé d'un côté du câble et au moins un autre desdits rouleaux étant disposé de l'autre côté du câble, l'un des rouleaux étant pourvu d'une cellule de mesure de la tension ou force exercée sur le câble qui est par exemple incorporée à l'axe du rouleau central. Ces rouleaux sont montés sur un cadre rigide monté en rotation ou en basculement sur un axe pour permettre un basculement par rapport par exemple à un chariot de guide-câble sur lequel ce dispositif est monté. De préférence des détecteurs sont prévus pour mesurer le nombre de tours de rotation de l'un des rouleaux. On peut ainsi mesurer avec précision la tension exercée sur le câble et la longueur de câble déroulé. Ce système ne permet pas de maîtriser le glissement du câble sur les rouleaux, comme indiqué ci-dessus. Buts de l'invention [0008] La présente invention vise à s'affranchir des inconvénients de l'état de la technique. [0009] En particulier, l'invention vise à fournir un dispositif de mesure de câble permettant d'obtenir une précision absolue inférieure à 1% de la fraction de longueur du câble mesurée. [0010] En particulier, l'invention a pour but, dans le cas d'un chalut, de permettre de libérer, de manière fiable et aisée, toujours la même longueur de câble à bâbord et à tribord, pour assurer l'ouverture optimale du chalut. Principaux éléments caractéristiques de l'invention [0011] Un premier objet de la présente invention se rapporte à un dispositif de mesure de la longueur d'un câble en défilement muni de marques disposées à intervalles réguliers, comprenant un réa ou une roue à gorge entraîné(e) par le câble en traction, ledit réa comportant un codeur apte à compter le nombre de tours effectués par le réa ainsi que des moyens électroniques d'acquisition et de traitement reliés au codeur, permettant de déterminer une longueur estimée de câble, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte en outre un capteur, apte à détecter un nombre de marques défilant avec le câble, et relié aux moyens électroniques d'acquisition et de traitement, de manière à fournir une correction de ladite longueur estimée. [0012] Selon des modalités d'exécution particulières 5 de l'invention, le dispositif précité comprend en outre en combinaison une ou plusieurs des caractéristiques suivantes . la longueur estimée est égale au nombre de tours effectués par le réa multiplié par le diamètre interne 10 du réa où passe le câble ; le capteur est un capteur sans contact analogique ou numérique ; le capteur est un capteur de distance laser, un capteur inductif ou un détecteur de radio-étiquettes (RFID 15 tags) ; les marques sont des marques optiques, magnétiques ou des radio-étiquettes (RFID tags) ; les marques sont des surépaisseurs locales du câble ; le dispositif comprend un bouclier métallique de 20 protection du capteur ; le dispositif comprend un rouleau sur lequel passe le câble marqué et qui est de préférence visé par le capteur pour permettre à celui-ci de détecter une variation d'épaisseur du diamètre du câble. 25 [0013] Un deuxième objet de la présente invention se rapporte à un procédé d'estimation et de correction de la longueur d'un câble en défilement, muni de marques disposées à intervalles réguliers, comprenant les étapes suivantes . 30 - le codeur du réa acquiert un premier signal qui est transmis aux moyens électroniques d'acquisition et de traitement ; une estimation de la longueur du câble qui a défilé est calculée comme étant le produit du nombre de tours effectués par le réa par son diamètre interne ; simultanément, le capteur compte le nombre de marques du câble ayant défilé et le transmet sous forme d'un second signal aux moyens électroniques d'acquisition et de traitement la longueur estimée du câble ayant défilé est corrigée comme suit : correction = (compteur de marques * distance inter-marques) - longueur estimée ; la valeur finale de longueur corrigée du câble est donnée par longueur de câble = estimation + correction. [0014] Enfin, un troisième objet de la présente invention se rapporte à une utilisation du dispositif décrit ci-dessus, pour la mesure de longueurs dévidées de funes de chaluts de pêche. Brève description des figures [0015] La figure 1 représente un câble métallique avec une marque pour la mesure de longueur selon une première forme d'exécution de l'état de la technique. [0016] La figure 2 représente un câble métallique avec un réa et un codeur pour la mesure de longueur selon une seconde forme d'exécution de l'état de la technique. [0017] La figure 3A représente un câble métallique avec son dispositif de mesure de longueur selon une forme d'exécution relative à la présente invention. [0018] La figure 3B représente en perspective une forme d'exécution industrielle du dispositif selon la présente invention. [0019] La figure 4 représente l'ordinogramme des opérations effectuées par le dispositif de mesure selon l'invention. [0020] La figure 5 montre schématiquement l'évolution de la mesure corrigée au cours du temps. Description d'une forme d'exécution préférée de l'invention [0021] Pour palier les inconvénients de l'état de la technique, on a mis au point, selon la présente invention, un procédé d'estimation et de correction de la longueur de câble. La prévision de mesure de longueur est effectuée à l'aide d'un codeur 4 positionné sur un réa 3, comme décrit précédemment. Le câble utilisé doit être équipé de marques 2 reconnaissables par le dispositif de l'invention, que l'on dispose à intervalles prédéfinis (ce qui est presque toujours le cas pour les câbles et funes de ce type). Par exemple, ces marques peuvent être optiques, magnétiques, des radio-étiquettes (� RFID tags �) ou toutes autres marques capables d'être détectées sous forme d'un signal 7 fourni par un capteur ou un récepteur 6 approprié placé dans le dispositif (figure 3A). [0022] Le capteur 6 sera avantageusement un capteur de distance laser, qui permet de déceler sur le câble les variations d'épaisseur qui correspondent à la présence de marques 2. On peut également utiliser un capteur inductif. Toutefois, dans ce dernier cas, comme la distance d'approche est beaucoup plus faible (inférieure à 10 mm), le système doit être spécialement adapté pour protéger le capteur. Tout type de capteur sans contact, analogique ou numérique adéquat tombe dans le domaine d'application de l'invention. [0023] Avantageusement, on prévoira un bouclier métallique de protection du capteur qui pourrait être accroché par les éléments mobiles et en particulier par le battement du câble. [0024] Un exemple de forme d'exécution industrielle du dispositif selon l'invention est représenté sur la figure 3B. [0025] Ainsi, le capteur 6 sera disposé de préférence pour viser le câble passant sur un rouleau 8 (figure 3B). En effet, à cet endroit il n'y a pas de risque de battement du câble et on y mesure une variation de diamètre (à cause de la double surépaisseur de la marque 2 posée sur le rouleau 8 - voir figures) et non de rayon, ce qui est plus précis. [0026] A chaque tour de réa est associée la longueur estimée du câble. En effet, le signal 5 du codeur 4 est traité par une électronique d'acquisition (par ex. API, PC industriels, etc. - non représenté) et la longueur estimée est donc égale au nombre de tours de réa que multiplie le diamètre interne du réa où passe le câble. [0027] A chaque passage de marque dans le dispositif, une électronique de comptage connaît précisément le nombre de marques qu'elle a vu passer. [0028] En connaissant la distance entre deux marques, qui par simplification peut être constante, on corrige la longueur estimée par le codeur 4 sur le réa 3 en ajoutant la différence : Correction = (compteur de marques * distance inter-marques) û longueur estimée 25 Exemple numérique [0029] Les marques sont positionnées tous les 25 mètres. Le câble défile et l'estimation donne juste avant le passage de la première marque 24,1 mètres. La correction 30 vaut alors . Correction = 25 - 24,1 = 0,9 mètre. On ajoute à la longueur estimée 0,9 mètre. Au passage de la deuxième marque, l'estimation de longueur est de 49,5 mètres. La correction vaut alors : Correction = 2 * 25 û 49,5 = 0,5 mètre. On ajoute à la longueur estimée 1,4 mètre (0,9 + 0,5). [0030] Ainsi, l'erreur commise entre deux marques est de l'ordre de 0,3% à 1% de la longueur inter-marques. A chaque marque détectée, la précision de mesure se réduit au positionnement de la marque sur le câble. Celle-ci peut être en valeur absolue inférieure à 0,1 mètre, quelle que soir la longueur de câble dévidée. [0031] D'un point de vue algorithmique, on peut schématiser la prise en compte des informations venant des capteurs de la façon indiquée sur la figure 4. [0032] L'évolution de la mesure estimée et corrigée au cours du temps est schématisée sur la figure 5. 15 Avantages de l'invention [0033] Sauf manoeuvre particulière, telle que l'accrochage du chalut sur le train de pêche, le capitaine du chalutier peut manoeuvrer seul les deux treuils bâbord et 20 tribord. [0034] Au cours de la mise à l'eau du chalut qui dure plusieurs heures, il se peut que le relief des fonds marins nécessite de modifier les longueurs de câbles à bâbord et tribord. Il en est de même en cas de changement 25 de cap (virage). A nouveau, le capitaine peut effectuer la manoeuvre seul, sans personnel supplémentaire, ce qui s'avère économique ou plus confortable (ex. plus de réveil du personnel en pleine nuit). [0035] Une meilleure gestion de la longueur des 30 câbles permet d'assurer une ouverture optimale du chalut, ce qui garantit une meilleure pêche. [0036] Alors que, selon l'état de la technique, on ne peut pas avoir une confiance absolue en la roue codeuse, la technologie selon l'invention qui procure une mesure fiable de longueur tend à encourager l'utilisation de dispositifs davantage � automatisés �. REVENDICATIONS1. Dispositif de mesure de la longueur d'un câble (1) en défilement muni de marques (2) disposées à intervalles réguliers, comprenant un réa ou une roue à gorge (3) entraîné(e) par le câble (1) en traction, ledit réa (3) comportant un codeur (4) apte à compter le nombre de tours effectués par le réa (3) ainsi que des moyens électroniques d'acquisition et de traitement reliés au codeur (4), permettant de déterminer une longueur estimée de câble, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte en outre un capteur (6), apte à détecter un nombre de marques (2) défilant avec le câble (1), et relié aux moyens électroniques d'acquisition et de traitement, de manière à fournir une correction de ladite longueur estimée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur estimée est égale au nombre de tours effectués par le réa (3) multiplié par le diamètre interne du réa (3) où passe le câble (1). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur (6) est un capteur sans contact analogique ou numérique. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le capteur (6) est un capteur de distance laser, un capteur inductif ou un détecteur de radio-étiquettes (RFID tags). 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les marques (2) sont des marques optiques, magnétiques ou des radio-étiquettes (RFID tags). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les marques (2) sont des surépaisseurs locales du câble (1). 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif comprend un bouclier métallique de protection du capteur (6). 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un rouleau (8) sur lequel passe le câble (1) marqué et qui est de préférence visé par le capteur (6) pour permettre à celui-ci de détecter une variation d'épaisseur du diamètre du câble (1). 9. Procédé d'estimation et de correction de la longueur d'un câble (1) en défilement, muni de marques (2) disposées à intervalles réguliers, comprenant les étapes suivantes . - le codeur (4) du réa (3) acquiert un premier signal (5) qui est transmis aux moyens électroniques d'acquisition et de traitement ; une estimation de la longueur du câble (1) qui a défilé est calculée comme étant le produit du nombre de tours effectués par le réa (3) par son diamètre interne ; simultanément, le capteur (6) compte le nombre de marques (2) du câble ayant défilé et le transmet sous forme d'un second signal (7) aux moyens électroniques d'acquisition et de traitement ; - la longueur estimée du câble (1) ayant défilé est corrigée comme suit : correction = (compteur de marques * distance inter-marques) - longueur estimée ; la valeur finale de longueur corrigée du câble est donnée par longueur de câble = estimation + correction. 10. Utilisation du dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, pour la mesure de longueurs dévidées de funes de chaluts de pêche.