Brevet FR2984498A1 — publié le 20130621

DISPOSITIF DE MESURE DE LA PRESSION A PARTIR D'UN OBJET SOUPLE, PLIABLE ET/OU EXTENSIBLE REALISE A PARTIR DE MATIERE TEXTILE COMPORTANT DES MOYENS DE CONNEXION A BOUTON PRESSION DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif de mesure de la pression à partir d'un objet souple ou pliable tel qu'un tissu par exemple, comportant au moins un capteur de pression, particulièrement adapté pour la mesure de pression afin de prévenir l'apparition de plaies de pression chez des personnes atteintes de maladies chroniques, d'une perte de mobilité ou de sensibilité par exemple, et plus particulièrement des moyens de connexion du ou des capteurs à une carte électronique pour le traitement des mesures. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Il est bien connu que mesurer la pression, et de manière plus générale la distribution de forces sur une surface déterminée, peut être obtenue au moyen de capteurs de pression dits capacitifs. Lesdits capteurs de pression capacitifs comportent une ou plusieurs cellules capacitives qui sont positionnées de manière appropriée sur la surface de contact du capteur. Chaque cellule capacitive comprend une paire de panneaux obtenus dans un matériau électriquement conducteur et une couche d'un matériau isolant ou diélectrique positionnée entre les panneaux conducteurs. La mesure de la pression agissant sur les cellules capacitives du capteur est obtenue en mesurant la variation de la capacitance des cellules capacitives produite par la variation de la distance entre les panneaux conducteurs sur lesquels une pression est exercée. C'est le cas notamment de la demande de brevet européen EP 1211633 qui décrit un dispositif de mesure de la distribution de pression sur une surface. On connaît également d'autres dispositifs de mesure de la pression comportant des capteurs de pression dits résistifs ou capacitifs tels que le brevet américain US 6,155,120 qui décrit un procédé et un appareil de mesure de la pression d'un pied au moyen de la variation de la piézo-résistance ou la demande de brevet américain US 2009/0128168 qui décrit des structures polymère conductrice multifonctionnelles et plus particulièrement l'utilisation de polymères conducteurs comme capteurs dans des systèmes de détection distribués, notamment. Tous ces dispositifs comportent des capteurs de pression qui sont connectés à au moins une carte électronique pour le traitement des courants électriques produits lorsqu'ils sont soumis à une pression. Les moyens de connexion usuellement utilisés présentent l'inconvénient d'être encombrants et de provoquer des arrachements des fils électriques notamment. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION L'un des buts de l'invention est donc de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif de mesure de la pression à partir d'un objet souple ou pliable tel qu'un tissu par exemple, comportant au moins un capteur de pression, et des moyens de connexion du ou des capteurs à une carte électronique pour le traitement des mesures de conception simple, peu onéreuse, de faible encombrement, assurant une bonne conductance et évitant tout arrachage des fils électriques. A cet effet et conformément à l'invention, il est proposé un dispositif de mesure de la pression et/ou de la traction exercée en différents points d'une matière textile souple, pliable et/ou extensible, apte à être utilisée comme vêtement, parement ou similaire, et comprenant au moins un capteur ; ledit dispositif est remarquable en ce qu'il comporte des moyens de connexion dudit capteur à des moyens de traitement du signal transmis par ledit capteur, lesdits moyens de connexion consistant dans au moins une partie femelle et/ou mâle d'un bouton pression obtenu dans un matériau électriquement conducteur, solidaire de la matière textile et connecté audit capteur et dans au moins une partie mâle et/ou respectivement femelle du bouton pression solidaire d'un circuit électronique. De tels moyens de connexion sont peu encombrants, particulièrement peu onéreux et procurent une connexion et une déconnexion rapide des capteurs à la carte électronique. De plus, la matière textile comportant les capteurs de pressions devant être régulièrement nettoyée, les boutons pressions assurant la connexion résistent à des lavages fréquents y compris dans une machine à laver. Par ailleurs, le circuit électronique comporte une interface analogique connecté à un convertisseur A/D (Analogique/Digital) et un microprocesseur pour permettre une exploitation des données mesurées. De manière avantageuse, le circuit électronique consiste dans un circuit imprimé flexible. De cette manière, le circuit électronique est apte à se conformer aux déformations de la pièce textile comprenant les capteurs si nécessaire. Alternativement, le circuit électronique (4) consiste dans un circuit imprimé rigide. De préférence, le bouton pression consiste dans un bouton pression à ressort conducteur. Accessoirement, le circuit électronique comporte des trous aptes à recevoir des griffes solidaires de la partie mâle et/ou femelle ou d'une pièce complémentaire du bouton pression conducteur. De plus, la partie mâle et/ou femelle du bouton pression est solidarisé au circuit électronique rigide par soudage. De manière avantageuse, les parois internes des trous pratiqués dans le circuit électronique sont métallisées pour faciliter la dispersion de l'agent de soudure à l'intérieur des trous afin d'augmenter la résistance mécanique de l'assemblage du bouton pression avec le circuit électronique. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre, d'une unique variante d'exécution, donnée à titre d'exemple non limitatif, du dispositif de mesure de la pression et de ses moyens de connexion conformes à l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique en perspective du dispositif de mesure de la pression et de ses moyens de connexion à une carte électronique conforme à 25 l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe partielle des moyens de connexion des capteurs de pression sur un circuit électronique du dispositif de mesure de la pression suivant l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe partielle d'une variante d'exécution des moyens 30 de connexion des capteurs de pression sur un circuit électronique du dispositif de mesure de la pression suivant l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Par souci de clarté, dans la suite de la description, les mêmes éléments ont été désignés par les mêmes références aux différentes figures. De plus, les diverses vues en perspective et en coupe ne sont pas tracées à l'échelle. On décrira ci-après un dispositif de mesure de la pression constitué d'une pièce de tissu comportant des capteurs de pression et recouvrant un coussin sur lequel prennent position des personnes atteintes de maladies chroniques, d'une perte de mobilité ou de sensibilité, par exemple, pour la mesure de pression afin de prévenir l'apparition de plaies de pression chez cette personne ; toutefois, il est bien évident que le dispositif suivant l'invention pourra être appliqué pour tout type d'application, tels que pour des vêtements par exemple, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. En référence à la figure 1, le dispositif suivant l'invention est constitué d'une pièce textile souple (1) munie d'une pluralité de capteurs de pression (2) et recouvrant un coussin (3) destiné à être positionné sur l'assise d'une chaise afin de permettre la mesure des pressions exercées par une personne à mobilisation mobilité réduite prenant position sur ledit coussin. Dans cet exemple particulier de réalisation, lesdits capteurs (2) pourront être constitués par un arrangement d'au moins trois types de fibres ne formant qu'une seule couche, des fibres piézo-résistives formant des zones piézo-résistives, des fibres conductrices formant des zones électriquement conductrices et des fibres isolantes formant des zones électriquement isolantes, tels que décrits dans la demande de brevet français FR1150589 de la demanderesse. Alternativement, lesdits capteurs (2) pourront être constitués, par exemple, par au moins trois couches empilées, une première couche isolante, obtenue à partir d'un arrangement de fibres isolantes, comportant au moins une rangée d'au moins un fil conducteur en contact avec une première face d'une couche piézo-résistive, et une seconde couche isolante, également obtenue à partir d'un arrangement de fibres isolantes, comportant au moins une rangée d'au moins un fil conducteur, en contact avec la face opposée de la couche piézo-résistive, tels que décrit dans la demande de brevet français FR1150283 de la demanderesse. Il va de soi que les capteurs de pression (2) pourront consister dans tout autre capteur bien connu de l'homme du métier. De plus, il est bien évident que la pièce de textile souple (1) pourra ne comprendre qu'un seul capteur (2) sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Ledit dispositif suivant l'invention comporte des moyens de connexion desdits capteurs (2) à des moyens de traitement constitués d'un circuit électronique (4) de traitement du signal transmis par lesdits capteurs (2). Lesdits moyens de connexion consistent dans au moins une partie femelle (5a) et/ou mâle (5b) d'un bouton pression (5) solidaire de la pièce textile souple (1) et connecté auxdits capteurs (2) et dans au moins une partie mâle (5b) et/ou respectivement femelle (5a) du bouton pression (5) solidaire du circuit électronique (4). Les parties femelle (5a) et mâle (5b) des boutons pression (5) sont obtenus dans un matériau conducteur tel que du métal par exemple et pourront consister dans tout bouton pression bien connu de l'homme du métier tel que les boutons pressions décrits dans les demandes de brevet français FR 855956 et FR 2676894 et dans la demande de brevet international WO 2004/002257 notamment. Chaque capteur (2) est connecté à une paire de parties femelle (5a) et/ou mâle (5b) de boutons pression (5). De préférence, les boutons pression (5) consistent dans des boutons pression à ressort pour leur facilité d'utilisation ; toutefois, il va de soi que tout autre type de bouton pression pourra être utilisé. On notera que de tels moyens de connexion sont peu encombrants, particulièrement peu onéreux et procurent une connexion et une déconnexion rapide des capteurs à la carte électronique. Ils autorisent une très bonne continuité électrique entre les surfaces de contact conductrices souples du capteur et les parties male et/ou femelle, ainsi que entre les deux parties mâle et femelle du bouton pression. De plus, la matière textile comportant les capteurs de pressions devant être régulièrement nettoyée, les boutons pressions assurant la connexion résistent à des lavages fréquents y compris dans une machine à laver. Par ailleurs, le circuit électronique (4) comporte une interface analogique connecté à un convertisseur A/D (Analogique/Digital) et un microprocesseur pour permettre une exploitation des données mesurées. De manière avantageuse, le circuit électronique (4) consiste dans un circuit imprimé flexible dit PCB souple selon l'acronyme anglo-saxon « printed circuit board ». De cette manière, le circuit électronique (4) est apte à se conformer si nécessaire aux déformations de la pièce textile (1) comprenant les capteurs (2). Accessoirement, en référence à la figure 2, le circuit électronique (4) souple comporte des trous (6) aptes à recevoir des griffes solidaires de la partie femelle (5a) et/ou mâle (5b) du bouton pression (5). Dans cet exemple particulier de réalisation, en référence à la figure 2, les parties femelles (5a) et mâles (5b) des boutons pressions (5) sont similaires à celles décrites dans la demande de brevet européen EP 0 286 783. La partie femelle (5a) obtenue dans un matériau conducteur est apte à coopérer avec une pièce complémentaire dite chapeau de fixation (7a) munie de griffes (8a) aptes à coopérer avec des trous (9a) pratiqués dans la partie femelle (5a), après avoir pénétrer pénétré la pièce textile (1) de telle manière que la face supérieure de la partie femelle (5a) du bouton pression (5) soit en contact avec les fibres conductrices associées au capteurs (2) de ladite pièce textile. De manière similaire, la partie mâle (Sb) obtenue dans un matériau conducteur est apte à coopérer avec une pièce dite chapeau de fixation (7b) munie de griffes (8b) aptes à coopérer avec des trous (9b) pratiqués dans la partie mâle (Sb), lesdites griffes (8b) traversant les trous (6) pratiqués dans le circuit électronique souple (4) de telle manière que la face inférieure de la partie mâle (Sb) du bouton pression (5) soit en en contact avec la couche conductrice (10) supérieure dudit circuit électronique (4). On notera qu'il est préférable d'avoir la partie femelle (5a) solidarisée sur la pièce textile (1) et la partie mâle (Sb) solidarisée au circuit électronique (4) dit PCB. En effet, pour la plupart des boutons pressions commercialisés, la partie mâle (Sb) fait saillie de la partie femelle (5a) lorsque les parties mâle (Sb) et femelle (5a) sont assemblées de sorte que la partie femelle (5a) viendrait buter sur le circuit électronique (4) souple ou rigide en empêchant le bon assemblage des deux parties du bouton pression (5). Toutefois, si la taille de la partie mâle (Sb) est inférieure à celle de la partie femelle (5a), ou si elle ne fait pas saillie lorsque les deux parties sont assemblée, tel que pour les boutons pressions décrits dans la demande de brevet international W02004/002257, les parties mâle (Sb) et femelle (5a) pourront indifféremment être solidarisées à pièce de textile (1) et au circuit électronique (4). En référence à la figure 3, alternativement, le circuit électronique (4) consiste dans un circuit imprimé rigide et, de préférence, la partie mâle (Sb) du bouton pression (5) est solidarisée au circuit électronique (4) rigide par soudage. Ledit circuit électronique (4) rigide comporte des trous (6) dont les parois internes sont métallisées par tout procédé de métallisation bien connu dans le domaine de l'industrie des circuits imprimés, lesdits trous (6) étant positionnés au niveau de la zone de fixation de la partie mâle (5b) sur le circuit électronique (4). Ces trous (6) métallisés permettent, lors de la soudure de la partie mâle (5b) du bouton pression (5) sur le circuit électronique, que l'agent de soudure (11), en général de l'étain, se disperse à l'intérieur du trou (6). De la sorte, la résistance mécanique de l'assemblage permet de s'opposer au décollement des plages de soudure du bouton pression (5) de son support. Il va de soi que les parties femelles (5a) et/ou mâles (5b) seront préférentiellement solidarisées par soudage au circuit électronique (4) rigide et par la fixation à l'aide des griffes au circuit électronique (4) souple et qu'elles pourront être solidarisées au circuit électronique (4) rigide ou souple par tout autre moyen approprié bien connu de l'homme du métier. Enfin, il est bien évident que les exemples que l'on vient de donner ne sont que des illustrations particulières, en aucun cas limitatives quant aux domaines d'application de l'invention. REVENDICATIONS1- Dispositif de mesure de la pression et/ou de la traction exercée en différents points d'une matière textile souple (1), pliable et/ou extensible, apte à être utilisée comme vêtement, parement ou similaire, et comprenant au moins un capteur (2), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de connexion dudit capteur (2) à des moyens de traitement (4) du signal transmis par ledit capteur (2), lesdits moyens de connexion consistant dans au moins une partie femelle (5a) et/ou mâle (5b) d'un bouton pression (5) obtenu dans un matériau électriquement conducteur, solidaire de la matière textile et connecté audit capteur (2) et dans au moins une partie mâle (5b) et/ou respectivement femelle (5a) du bouton pression (5) solidaire d'un circuit électronique (4). 2- Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le circuit électronique (4) comporte une interface analogique connecté à un convertisseur A/D (Analogique/Digital) et un microprocesseur pour permettre une exploitation des données mesurées. 3- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le circuit électronique (4) consiste dans un circuit imprimé flexible. 4- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le circuit électronique (4) consiste dans un circuit imprimé rigide. 5- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le bouton pression (5) consiste dans un bouton pression à ressort conducteur. 6- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le circuit électronique (4) comporte des trous (6) aptes à recevoir des griffes (8a,8b) solidaires de la partie mâle (5a) et/ou femelle (5b) ou d'une pièce complémentaire (7a,7b) du bouton pression (5) conducteur. 7- Dispositif suivant les revendications 4 et 6 caractérisé en ce que la partie mâle (5a) et/ou femelle (5b) du bouton pression (5) est solidarisé au circuit électronique (4) par soudage. 8- Dispositif suivant la revendication 7 caractérisé en ce que les parois internes des trous (6) pratiqués dans le circuit électronique (4) sont métallisées pour faciliter la dispersion de l'agent de soudure (11) à l'intérieur des trous (6) afin d'augmenter la résistance mécanique de l'assemblage du bouton pression (5) avec le circuit électronique (4).