Brevet FR2978636A1 — publié le 20130201

L'invention concerne la protection d'un modem de type DSL contre l'incidence de la foudre sur les conducteurs de la ligne téléphonique. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION L'invention concerne la protection d'une installation convertissant des données numériques transitant par une liaison DSL, c'est-à-dire une liaison de type "Digital Subscriber Line" permettant de transférer des données numériques via une ligne téléphonique, par exemple pour naviguer sur le réseau internet. Dans une telle installation qui est repérée par 1 dans la figure 1, la liaison DSL utilise une ligne téléphonique 2 comportant deux conducteurs, et sur lesquels les signaux de tension sont transférés. Un modem DSL repéré par 3 est connecté à cette ligne téléphonique 2 par l'intermédiaire d'un microfiltre DSL repéré par 4, et ce modem est alimenté électriquement en basse tension, par exemple au moyen d'un boîtier d'alimentation 6 connecté à un réseau domestique d'alimentation électrique 220 volt. Un terminal tel que l'ordinateur 7, éventuellement relié à la terre du réseau domestique, est d'une part alimenté électriquement, et d'autre part connecté au modem 3 pour recevoir les données numériques issues de la liaison DSL et converties par ce modem. Dans le cas où de la foudre touche les conducteurs de la ligne téléphonique, elle produit une surtension qui s'établit en mode commun sur les conducteurs T et R. La robustesse à un tel impact est dimensionnée par les transformateurs d'isolement de la ligne DSL, qui assurent l'isolation galvanique. Mais il est délicat de surpasser le niveau de 6 kVolts (K.21) par construction et du fait des surcoûts qu'engendreraient de tels transformateurs. Aussi les capacités de l'interface, repérées par 8 e 9 dans la figure 1 procurent elles aussi une tenue de l'ordre de 6 kVolts. Dans le but d'augmenter la tenue à la foudre d'un tel appareillage, il est souhaitable qu'il soit capable de supporter une surtension de 10 kVolts, ce qui nécessite alors impérativement que le courant de défaut issu de la surtension due à la foudre soit évacué vers une terre. Une possibilité consiste alors à équiper le modem d'un parafoudre tripolaire (éclateur à gaz ou à air) 11 par l'intermédiaire duquel les deux conducteurs T et R sont reliés à la terre : en cas de surtension sur les conducteurs T et R, le gaz s'ionise dans l'éclateur 11, et permet d'évacuer le courant de défaut lié à la surtension directement vers la terre. Dans l'exemple de la figure 1, le modem 3 est ainsi relié au boîtier d'alimentation 6 par trois fils comportant un conducteur ou fil de masse à 0 volt, un conducteur ou fil d'alimentation à 12 volt (non représenté), et un conducteur ou fil de terre qui est relié à l'éclateur 11, et ces trois fils sont réunis dans un même câble par l'intermédiaire duquel le modem est relié au boîtier d'alimentation basse tension. Cette situation est pénalisante vis-à-vis de la protection contre la foudre du fait que le fil de terre longe le fil de masse à 0 volts : ces deux fils sont couplés l'un à l'autre par une capacité ayant une valeur de l'ordre de 200 pF, voire supérieure. En absence de terre, ce couplage est gênant pour la raison suivante : lors d'un impact, le pont capacitif, formé par les capacités de l'interface de ligne 8 et 9 et celle du boîtier d'alimentation 6, impose un potentiel à la masse de l'équipement, c'est-à-dire la ligne à 0 v. Ce potentiel impose une tension aux bornes de l'éclateur, ce qui amorce la conduction de cet éclateur ouvrant ainsi un nouveau chemin d'évacuation de l'onde de choc. Par couplage capacitif, une portion de l'énergie est réinjectée sur la masse de l'équipement (0 v) par ce nouveau chemin qui vient d'être ouvert. Il s'ensuit que le potentiel de la masse (0 v) monte alors à un niveau plus haut qu'il n'aurait été en l'absence de parafoudre. Ainsi, en cas de foudre en l'absence de terre, la présence d'un éclateur à gaz impose à l'équipement un potentiel supérieur à celui qu'il aurait eu à subir en l'absence d'un tel éclateur. En particulier, on montre que les niveaux mesurés sur la masse de l'équipement pourvu d'un éclateur, en cas de foudre et en l'absence de terre, sont supérieurs à la tenue des transformateurs Ethernet, alors qu'ils seraient inférieurs à la tenue de ces transformateurs en l'absence d'éclateur. Il s'ensuit que la foudre peut alors mettre en péril les équipements raccordés au modem (ordinateur, imprimante, disque dur etc). Autrement dit, le fait de prévoir un parafoudre tripolaire 11 permet au modem de supporter des surtensions jusqu'à 20 kVolts en les évacuant vers la terre, mais si ce modem n'est pas connecté à la terre il n'est en fait plus tout à fait protégé contre les surtensions : une surtension inférieure à 6 kVolts peut alors être suffisante pour conduire à sa ruine, et éventuellement à celle des équipements raccordés. Comme on le comprend, l'ajout de l'éclateur à gaz 11 au modem de la figure 1 n'est en fin de compte pas envisageable puisqu'il fragilise l'appareil vis-à-vis de la foudre lorsque sa prise de terre est déconnectée. OBJET DE L'INVENTION Le but de l'invention est de proposer une solution pour remédier à cet inconvénient. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, l'invention a pour objet un microfiltre de type DSL destiné à être connecté à une de ligne téléphonique, caractérisé en ce qu'il comporte, additionnellement à ses moyens de connexion à la prise de la ligne téléphonique, un câble terminé par une prise de connexion à la terre d'un réseau d'alimentation électrique domestique, pour connecter à la terre deux bornes internes du microfiltre destinées à être reliées à deux conducteurs de la ligne téléphonique lorsque le microfiltre est enfiché dans une prise téléphonique, afin d'évacuer vers la terre le courant de défaut résultant d'une surtension établie par de la foudre dans la ligne téléphonique. Avec cette solution, le câble destiné à relier l'installation à la terre pour la protéger vis-à-vis des effets de la foudre sur la ligne téléphonique, est distinct de tous les autres câbles. Dans le cas où ce câble n'est pas connecté, il n'est couplé à aucun autre câble, de sorte qu'il ne perturbe pas les protections existantes pour les autres appareils reliés directement ou indirectement à l'installation téléphonique. L'invention concerne également un microfiltre tel que défini ci-dessus, comportant un éclateur tripolaire à gaz, par l'intermédiaire duquel le câble terminé par une prise de connexion à la terre est relié aux deux bornes internes du microfiltre qui sont destinées à être reliées à deux conducteurs de la ligne téléphonique lorsque le microfiltre est enfiché dans une prise téléphonique. L'invention concerne également un microfiltre tel que défini ci-dessus, comportant en outre des moyens pour détecter si le câble qu'il comporte est relié à la terre, ainsi qu'une diode connectée à ces moyens pour indiquer si le câble est relié à la terre. L'invention concerne également un microfiltre tel que défini ci-dessus, dans lequel les moyens pour détecter si le câble est relié à la terre comportent, dans la prise de connexion à la terre un cache interne dont la position est conditionnée par la présence ou non d'une fiche de terre engagée dans cette prise de terre. L'invention concerne également un microfiltre tel que défini ci-dessus, dans lequel le câble est connecté au corps de microfiltre par l'intermédiaire d'un connecteur amovible, comportant une prise mâle du côté câble et une prise femelle correspondante du côté du corps de filtre. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 est une représentation schématique d'une installation reliée à une liaison DSL ; La figure 2 est une représentation schématique du microfiltre DSL selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION L'idée à la base de l'invention est de séparer le fil de terre des fils d'alimentation du boîtier formant modem. Selon l'invention, c'est directement le microfiltre DSL qui comporte un câble de connexion destiné à être connecté à la terre du réseau domestique d'alimentation 220 volts, afin d'évacuer vers cette terre les surtensions produites par la foudre sur la ligne téléphonique. Le microfiltre DSL selon l'invention qui est repéré par 12 dans la figure 2 comporte, comme tout microfiltre DSL connu, d'une part une prise mâle en T repérée par 13, une prise femelle en T repérée par 14 qui est destinée à recevoir une prise mâle en T non représentée d'un appareil téléphonique tel qu'un combiné. Comme représenté dans la figure 2, la prise mâle en T est destinée à être engagée dans une prise femelle du réseau téléphonique, repérée par 16, de façon à connecter le microfiltre DSL à l'installation téléphonique fixe. Ce microfiltre comprend également, de façon connue en soi, une prise femelle de type RJ11, repérée par 17, qui est destinée à recevoir un connecteur correspondant, non représenté, d'un câble de liaison à un modem DSL non représenté, ce qui permet de relier ce modem DSL à la liaison DSL. Ce microfiltre DSL comporte un ensemble de composants électroniques représentés par le bloc 18, et qui constituent un filtre de type passe-bas interposé entre la prise male 13 et la prise femelle 14 destinée à l'appareil téléphonique. Selon l'invention, le filtre DSL comporte d'une part un câble de terre 19 terminé par une prise standardisée 21 avec fiche de terre, du type destinée à un réseau domestique 220 volts, et d'autre part, un éclateur à gaz ou parafoudre tripolaire repéré par 22 qui est relié à deux bornes internes correspondant aux deux conducteurs de la ligne téléphonique, et au fil de terre du câble 19. Comme on l'aura compris, la mise en oeuvre de la protection contre la foudre selon l'invention consiste simplement à utiliser le filtre DSL de la figure 2, en l'enfichant dans la prise correspondante de l'installation téléphonique, et en enfichant également la prise 21 dans une prise correspondante du réseau domestique d'alimentation 220 volts pour connecter le microfiltre DSL à la terre. La connexion du modem DSL consiste ensuite simplement à le relier au microfiltre au moyen d'un câble comportant une prise RJ11 à insérer dans la prise 17 du microfiltre, et à relier ce modem DSL à son alimentation, ainsi qu'au terminal informatique devant exploiter les données circulant sur la liaison DSL. En cas de foudre provoquant une surtension de mode commun sur les deux conducteurs de la ligne téléphonique, cette surtension provoque la fermeture de l'interrupteur que constitue l'éclateur tripolaire à gaz 22, ce qui permet d'évacuer directement cette surtension par le câble de terre 19 qui est lui-même relié à la terre prévue au niveau du réseau d'alimentation électrique domestique. Comme on le comprend, grâce à l'invention, le câble de terre qui sert à évacuer une surtension due à la foudre est complètement découplé du ou des câbles assurant l'alimentation électrique du modem DSL ou de tout autre élément de l'installation du fait que ce câble est uniquement présent au niveau du microfiltre DSL. Cette solution permet ainsi de protéger efficacement les installation et matériels existants contre les surtensions dues à la foudre : dans le cas où la prise 21 est connectée à la terre, l'installation est efficacement protégée contre les surtensions pouvant aller jusqu'à 10, voire 20 kVolts. Mais si la prise 21 n'est pas connectée à la terre, son câble 19 n'est couplé capacitivement à aucun autre câble puisqu'il est complètement distinct des autres câbles, de sorte que les autres appareils restent protégés contre la foudre grâce à leurs protections internes. En particulier un modem DSL comportant des transformateurs et des condensateurs le protégeant des surtensions jusqu'à 6 kVolts reste alors protégé jusqu'à 6 kVolts dans le cas où la prise 21 n'est pas reliée à la terre. Le microfiltre selon l'invention peut encore être pourvu de différents éléments additionnels pour en améliorer les fonctionnalités. A ce titre, il peut avantageusement être équipé de moyens électroniques pour détecter s'il est ou non relié à la terre, ainsi que d'une diode ou bulbe néon qui s'éclaire lorsque le filtre est relié à la terre, de manière à indiquer à l'utilisateur que son installation est correctement agencée vis-à-vis de la protection contre la foudre. Ces moyens pour détecter si le microfiltre est ou non relié à la terre peuvent par exemple comporter des éléments mécaniques équipant la prise de terre 21 de manière à déterminer mécaniquement si une fiche de terre est ou non insérée dans cette prise 21. Ces éléments mécaniques comportent alors un cache mobile situé à l'intérieur du corps de prise 21, rappelé par un ressort, vers une position dans laquelle il obture le connecteur de terre femelle de la prise 21. Dans ce cas, l'engagement d'une fiche de terre provoque l'écartement de ce cache, de sorte qu'il se place alors dans une seconde position représentative du fait que la terre est effectivement branchée. Un interrupteur additionnel permet alors d'identifier électroniquement la position du cache interne pour déterminer si la terre est branchée ou non. Par ailleurs, dans l'exemple de la figure 2, le câble 19 est rigidement solidarisé de manière permanente au boîtier du microfiltre 12. Mais il est également possible de prévoir que ce câble soit relié au boîtier du microfiltre 12 par l'intermédiaire d'une fiche mâle, non visible dans la figure, mais venant s'emboîter dans un connecteur femelle correspondant du boîtier 12. REVENDICATIONS1. Microfiltre de type DSL (12) destiné à être connecté à une prise de ligne téléphonique (16), caractérisé en ce qu'il comporte, additionnellement à ses moyens de connexion (13) à la prise (16) de la ligne téléphonique, un câble (19) terminé par une prise (21) de connexion à la terre d'un réseau d'alimentation électrique domestique, pour connecter à la terre deux bornes internes du microfiltre destinées à être reliées à deux conducteurs de la ligne téléphonique lorsque le microfiltre est enfiché dans une prise téléphonique (16), afin d'évacuer vers la terre le courant de défaut résultant d'une surtension établie par de la foudre dans la ligne téléphonique. 2. Microfiltre selon la revendication 1, comportant un éclateur tripolaire à gaz (22), par l'intermédiaire duquel le câble (19) terminé par une prise (21) de connexion à la terre est relié aux deux bornes internes du microfiltre (12) qui sont destinées à être reliées à deux conducteurs de la ligne téléphonique lorsque le microfiltre est enfiché dans une prise téléphonique (16). 3. Microfiltre selon la revendication 1 ou 2, comportant en outre des moyens pour détecter si le câble (19) qu'il comporte est relié à la terre, ainsi qu'une diode connectée à ces moyens pour indiquer si le câble (19) est relié à la terre. 4. Microfiltre selon la revendication 3, dans lequel les moyens pour détecter si le câble (19) est relié à la terre comportent, dans la prise (21) de connexion à la terre un cache interne dont la position est conditionnée par la présence ou non d'une fiche de terre engagée dans cette prise de terre (21). 5. Microfiltre selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le câble (19) est connecté au corps de microfiltre (12) par l'intermédiaire d'un connecteur amovible, comportant une prise mâle du côté câble (19) et une prise femelle correspondante du côté du corps de filtre (12).