Brevet FR2982046A1 — publié le 20130503

DISPOSITIF DE SIMULATION D'UN SYSTEME DE PILOTAGE La présente invention porte sur un dispositif de simulation d'un système de pilotage. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif de simulation d'un système de pilotage de type contrôle-commande utilisé par exemple dans les centrales nucléaires. De façon générale, le contrôle-commande peut être défini comme un ensemble de systèmes, notamment dans une centrale nucléaire, permettant d'effectuer automatiquement des mesures, d'opérer la régulation et d'assurer la sécurité de fonctionnement d'un matériel déterminé. Afin d'assurer la sécurité du matériel déterminé, des dispositifs de commande manuelle de type bouton-poussoir sont mis à la disposition des opérateurs. Pour déclencher un dispositif de commande manuelle, il peut être nécessaire de réaliser un premier appui de commande puis un second appui de confirmation de la commande ou un premier appui de commande puis une rotation du dispositif de commande pour confirmer la commande. La spécificité d'utilisation de tels dispositifs de commande manuelle nécessite de former les opérateurs à leur utilisation. Pour ce faire, on connait principalement deux grandes catégories de dispositif de simulation de dispositif de commande : - les maquettes ou pupitres avec boutons réels très représentatifs de la réalité mais couteux et dédiés à une application donnée ; - les dispositifs de simulation virtuels plus économiques et adaptables à plusieurs types d'applications mais ne permettant pas de simuler les sensations physiques conformes à la réalité, en particulier s'agissant du ressenti vis-à-vis des boutons. On connaît également des systèmes permettant de fournir un ressenti équivalant à celui d'un bouton sur un écran tactile, ce ressenti étant désigné par les termes « haptic feedback ». Il convient de souligner que ces boutons sont des boutons logiciels, c'est-à-dire différents des boutons réels. Une telle technologie est décrite par exemple dans le document numéro EP2194444. L'invention vise à proposer un dispositif de simulation d'un système de pilotage permettant de s'affranchir des problèmes ci-dessus. Dans ce contexte, l'invention vise à proposer un dispositif de simulation d'un système de pilotage économique, simple à fabriquer, adaptable à différents types de pilotage et permettant à l'opérateur d'avoir un ressenti physique proche de la réalité. A cette fin, l'invention porte sur un dispositif de simulation d'un système de pilotage comportant: - un dispositif d'affichage comportant une surface d'affichage apte à afficher des informations relatives au dit système de pilotage simulé ; - au moins un dispositif de commande manuelle disposé sur la surface d'affichage, ledit dispositif de commande manuelle comportant : o une interface manuelle apte à générer un signal de commande (analogique ou numérique) lorsque ladite interface est actionnée, et o un module de traitement apte à traiter ledit signal de commande; - des moyens de communication sans fil aptes à transmettre le signal traité par ledit module de traitement, le signal traité étant apte à modifier lesdites informations affichées. On entend par dispositif de commande manuelle, un dispositif de commande dont la géométrie est similaire ou identique à un véritable dispositif de commande manuelle tel que par exemple un bouton poussoir dit de sécurité. Ainsi, le dispositif de simulation d'un système de pilotage selon l'invention permet à l'opérateur de se former avec un dispositif de commande lui fournissant un ressenti proche voire identique à celui de la réalité. En outre, le dispositif de commande manuelle est simplement disposé sur un écran d'affichage. Le dispositif de commande peut donc être disposé à divers endroit du dispositif d'affichage. De ce fait, le dispositif de simulation est facilement modulable. En sus, la communication sans fil est une caractéristique qui permet aux différents dispositifs de commande d'être plus facilement installés sans avoir recours à un circuit de commande contrôlé par l'appui sur les dispositifs de commande. Le dispositif de simulation d'un système de pilotage selon l'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, 113 considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Dans un mode de réalisation non limitatif, le dispositif de commande manuelle comporte les moyens de communication sans fil. Selon une 15 réalisation avantageuse, le module de traitement est un module de traitement et de communication intégrant lesdits moyens de communication sans fil. Dans un mode de réalisation non limitatif, le module de traitement est connecté via une liaison physique à au moins une interface manuelle, le 20 module de traitement étant disposé sur la surface d'affichage. Dans ce cas, le module de traitement est avantageusement un module de traitement et de communication intégrant lesdits moyens de communication sans fil. En d'autres termes, l'interface manuelle (par exemple un bouton identique ou sensiblement identique à un bouton réel) permet de générer un signal 25 analogique ou numérique lorsque l'interface est manipulée et le module de traitement et de communication est connecté (typiquement via une connectique filaire ou à contact) à l'interface manuelle et est disposé sur la surface d'affichage ; le module de traitement et de communication reçoit en entrée le signal analogique et/ou numérique de l'interface manuelle, 30 et comporte un circuit numérique telle qu'une puce contenant un programme applicatif pour traiter ledit signal analogique et/ou numérique et les moyens de communication sans fil apte à transmettre le signal traité lui-même apte à modifier les information affichées. Avantageusement, en cas de pluralité de dispositifs de commande sur un même dispositif d'affichage, chaque dispositif de commande comporte un module de traitement et de communication identique aux autres (i.e. standard) et le circuit numérique de chacun des modules de traitement contient le cas échéant un programme applicatif différent selon le dispositif de commande auquel il est associé. Ainsi, on utilise un module standard avec un programme spécifique. Dans un mode de réalisation non limitatif, l'interface manuelle contient le 113 module de traitement. Dans un mode de réalisation non limitatif, le dispositif de commande manuelle est apte à recevoir des données de contrôle aptes à engendrer une action sur l'interface manuelle. En d'autres termes, la commande peut être 15 bilatérale (i.e. commande entraînant une modification de l'affichage par une action sur le dispositif de commande et commande entraînant une action sur le dispositif de commande suite à une communication du dispositif d'affichage). En conséquence, on peut envisager que l'action sur un dispositif de commande affecte le dispositif d'affichage, qui à son tour génère une 20 communication vers ce même dispositif de commande (par exemple une information du type retour d'effort) ou fait passer un autre dispositif de commande dans un autre état. On peut aussi envisager que le scénario de simulation affecte l'affichage qui communique avec un ou des dispositifs de commande en changeant leur état. 25 Dans un mode de réalisation non limitatif, le dispositif de commande manuelle est un bouton de sécurité. Par exemple, le bouton de sécurité est un bouton deux positions. 30 Dans un mode de réalisation non limitatif, le dispositif de commande manuelle comporte des moyens de maintien dudit dispositif de commande manuelle sur ledit dispositif d'affichage. Dans un mode de réalisation non limitatif, lesdits moyens de maintien sont formés par une ventouse. Dans un mode de réalisation non limitatif, lesdits moyens de maintien sont formés par une surface autocollante. Dans un mode de réalisation non limitatif, - le dispositif d'affichage comporte une bobine émettrice, ladite bobine émettrice oscillant à une fréquence déterminée lorsque ladite bobine émettrice est alimentée par une source d'énergie ; - le dispositif de commande manuelle comporte une bobine réceptrice apte à résonner à ladite fréquence déterminée sous l'effet dudit champ magnétique créé par ladite bobine émettrice de sorte qu'un transfert de puissance s'effectue de ladite bobine émettrice vers ladite bobine réceptrice. Dans un mode de réalisation non limitatif, le dispositif de commande manuelle est adapté pour être aimanté par la bobine émettrice de sorte que ledit dispositif de commande manuelle soit maintenu sur ledit dispositif d'affichage lorsque ladite bobine émettrice est alimentée. Pour ce faire, le dispositif de commande manuelle peut, par exemple, comporter une surface magnétique. Dans un mode de réalisation non limitatif, ledit dispositif de commande manuelle comporte une source d'alimentation électrique. Dans un mode de réalisation non limitatif, les moyens de communication sans fil sont adaptés pour effectuer une communication de type Bluetooth, Zigbee, ou Wifi. La communication WiFi peut être par exemple réalisée selon le standard 802.11.4.a. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées ci-jointes, parmi lesquelles : - la figure 1 illustre de façon schématique un premier mode de réalisation d'un dispositif de simulation d'un système de pilotage conforme à l'invention, - la figure 2 représente un deuxième mode de réalisation d'un dispositif de simulation d'un système de pilotage conforme à l'invention, - la figure 3 représente de façon schématique un troisième mode de réalisation d'un dispositif de simulation d'un système de pilotage conforme à l'invention, - la figure 4 illustre de façon schématique un quatrième mode de réalisation d'un dispositif de simulation d'un système de pilotage conforme à l'invention. Pour des raisons de clarté, seuls les éléments essentiels pour la compréhension de l'invention ont été représentés, et ceci sans respect de l'échelle et de manière schématique. La figure 1 représente un dispositif de simulation 1 d'un système de pilotage conforme à l'invention. Le dispositif de simulation 1 comporte un dispositif d'affichage 2 apte à afficher des informations relatives au système de pilotage simulé. Le dispositif d'affichage 2 est formé par une tablette numérique qui peut être tactile ou non tactile. Dans une application au domaine du nucléaire, le dispositif d'affichage 2 permet de fournir des informations aux opérateurs leur permettant d'avoir une compréhension claire de l'état réel de la centrale, y compris dans l'hypothèse d'un incident, et une juste évaluation des effets de leurs actions afin de permettre aux opérateurs d'effectuer si nécessaire les actions appropriées. Ces actions sont notamment commandées au moyen de dispositifs de commande manuelle. Ainsi, le dispositif de simulation 1 comporte en outre un dispositif de commande manuelle 3. Ce dernier est disposé sur une surface d'affichage 4 du dispositif d'affichage 2. Le dispositif de commande manuelle 3 comporte : - une interface manuelle 7 apte à générer un signal de commande lorsque l'interface 7 est actionnée, le signal de commande pouvant être un signal analogique ou numérique, et - un module de traitement 12 apte à traiter le signal de commande. Dans l'exemple illustré, l'interface manuelle 7 contient le module de 10 traitement 12 et le dispositif de commande manuelle 3 est muni de moyens de communication sans fil 5 avec le dispositif d'affichage 2. Les moyens de communication sans fil 5 sont aptes à transmettre le signal traité S par le module de traitement 12, le signal traité S étant apte à modifier des informations affichées sur l'écran d'affichage 4. 15 Il convient de noter que l'interface manuelle 7 est un bouton présentant les caractéristiques physiques d'un véritable bouton mécanique de façon à procurer à l'opérateur le véritable ressenti physique du bouton utilisé dans des conditions réelle. A ce titre, l'interface manuelle 7 peut être formée par un bouton de type sécurité dénommé également bouton-poussoir. Un tel 20 bouton peut par exemple comporter deux positions, une première position dite de commande obtenue en appuyant une première fois sur ce dernier et une seconde position dite de confirmation de la commande obtenue en appuyant une seconde fois ou en le faisant pivoter. Comme les boutons sont habituellement utilisés pour effectuer une action de sécurité, comme par 25 exemple la coupure d'une vanne, l'association de la première action de commande et de la seconde action de confirmation permet de s'assurer qu'il ne s'agit pas d'une fausse manipulation effectuée par l'opérateur. Il est entendu que l'interface manuelle 7 n'est pas limitée à de tels boutons et peut être formé par un bouton nécessitant un unique appui, cet appui étant 30 par exemple résistant. En outre, le dispositif de simulation 1 comporte une antenne relais 6 permettant d'assurer la communication entre le dispositif de commande 3 et le dispositif d'affichage 2. Dans l'exemple illustré, cette antenne relais 6 est disposée à l'extérieur de la tablette formant le dispositif d'affichage 2. Il est entendu que cette antenne relais peut être intégrée au dispositif d'affichage. Grâce à cette antenne relais 6, lorsque l'opérateur effectue une action sur le dispositif de commande manuelle 3, le signal de commande traité S est transmis à cette antenne relais 6, lequel signal de commande traité S est ensuite transmis au dispositif d'affichage 2. Ce signal de commande traité S est transmis par une communication sans fil qui peut être par exemple de type Bluetooth, Zigbee ou encore Wifi. Ce signal de commande est apte à modifier les informations affichées par le dispositif d'affichage 2 de façon à ce que l'opérateur puisse prendre conscience de son action et des effets engendrés. En outre, le dispositif de commande manuelle 3 est apte à recevoir des données de contrôle 14 aptes à engendrer une action sur l'interface manuelle 7. Dans la réalisation illustrée sur la figure 1, le dispositif d'affichage 2 comporte des moyens de communication sans fil 5 aptes à transmettre des données de contrôles 14 aptes à engendrer une action sur l'interface manuelle 7. Cette action peut par exemple correspondre à un retour d'effort ou un changement d'état de l'interface manuelle 7, par exemple en faisant passer l'interface manuelle 7 d'une première position à une deuxième position ou inversement. Dans une réalisation illustrée sur la figure 2, le dispositif de simulation 1 comporte un calculateur C. Dans cette réalisation, lorsque l'opérateur déclenche un des dispositifs de commande manuelle 3, un signal de commande traité S est transmis au calculateur C via une communication sans fil établie entre les moyens de communication 5 et le calculateur C. Ce calculateur C transmet à son tour ledit signal de commande traité au dispositif d'affichage 2 de façon à modifier l'affichage de ce dernier en fonction de la commande effectuée par l'opérateur. Il est entendu que le calculateur C peut être relié par liaison filaire ou sans fil au dispositif d'affichage 2 de façon à transmettre le signal de commande traité S reçu au dispositif d'affichage 2. En outre, dans la réalisation illustrée sur la figure 2, l'antenne relais est intégrée au calculateur C. Dans la réalisation illustrée sur la figure 1, le dispositif de commande manuelle 3 comporte des moyens de maintien 8 du dispositif de commande manuelle 3 sur le dispositif d'affichage 2. Dans l'exemple illustré sur la figure 1, les moyens de maintien 8 sont formés par une ventouse disposée au niveau de la surface inférieure du dispositif de commande 3. Ces moyens de maintien 8 permettent de déplacer le dispositif de commande 3 sur le Io dispositif d'affichage 2 de façon à le positionner conformément à la réalité. Il est ainsi possible de recréer l'agencement d'un système de pilotage comportant plusieurs dispositifs de commande afin que les opérateurs se trouvent en situation quasi-réelle lors de leur formation. Ainsi, en fonction d'une information reçue via le dispositif d'affichage 2, telle que par exemple 15 un voyant lumineux, l'opérateur peut appuyer sur le dispositif de commande 3 correspondant. Dans une réalisation différente non illustrée, les moyens de maintien 8 comportent une surface autocollante disposée au niveau de la surface inférieure du dispositif de commande 3. Cette surface autocollante remplace 20 la ventouse et assure la même fonction, à savoir un maintien du dispositif de commande 3 sur le dispositif d'affichage 2. La figure 3 représente une réalisation particulière d'un dispositif de simulation 1 conforme à l'invention. 25 Dans cette réalisation, le dispositif d'affichage 2 comporte une bobine émettrice 9. La bobine émettrice 9 est apte à osciller à une fréquence déterminée lorsqu'elle est alimentée par une source d'énergie (non représentée). Dans cette réalisation, le dispositif de commande 3 est adapté 30 pour être aimanté par la bobine émettrice 9 de sorte que le dispositif de commande 3 puisse être maintenu sur le dispositif d'affichage 2 lorsque la bobine émettrice 9 est alimentée. Pour ce faire, le dispositif de commande 3 comporte une surface magnétique 10 au niveau de sa surface inférieure. 2 982 046 Le dispositif de commande manuelle 3 comporte en outre une bobine réceptrice 11 apte à résonner à la fréquence déterminée de la bobine émettrice 9 sous l'effet du champ magnétique créé par la bobine émettrice 9 de sorte qu'un transfert de puissance s'effectue de la bobine émettrice 9 vers 5 la bobine réceptrice 11. Ces bobines émettrice 9 et réceptrice 11 permettent ainsi d'alimenter en énergie le dispositif de commande manuelle 3. Outre cette mise en oeuvre particulière nécessitant l'utilisation d'une bobine réceptrice 11, le dispositif de commande manuelle 3 peut comporter une source d'alimentation autonome telle qu'une batterie électrique. 10 Dans une réalisation illustrée sur la figure 4, le dispositif de simulation 1 comporte : - un dispositif d'affichage 2 comportant une surface d'affichage 4 apte à afficher des informations relatives au système de pilotage simulé ; - quatre dispositifs de commande manuelle 3 disposés sur la surface d'affichage 4 dudit dispositif d'affichage 2. Dans l'exemple illustré, les dispositifs de commande manuelle 3 sont formés par : - un joystick 3', - un interrupteur 3", - un lecteur d'empreinte 3-, - une clé 3"". Dans cette réalisation, le dispositif de simulation 1 comporte quatre dispositifs de commande manuelle 3 comportant chacun un module de traitement 12 et une interface manuelle 7. Chaque module de traitement 12 est connecté via une liaison physique à une interface manuelle 7 et chaque module de traitement 12 est disposé sur la surface d'affichage 4. Une telle connexion physique entre l'interface manuelle 7 et le module 12 peut être réalisée, comme illustré, par simple contact physique entre l'interface manuelle 7 et le module 12 ou par exemple au moyen d'une liaison filaire (non illustrée) reliant l'interface manuelle 7 au module 12. Ce module 12 peut être formé par une puce électronique standard (donc de faible coût) sur laquelle est chargée un programme applicatif spécifique au dispositif de commande manuelle. En outre, chaque module de traitement 12 comporte des moyens de communication sans fil 5 apte à transmettre un signal traité S par le module de traitement 12 correspondant. En outre, chaque dispositif de commande manuelle 3 est apte à recevoir des données de contrôle 14 aptes à engendrer une action sur l'interface manuelle 7. Par exemple, lorsqu'un opérateur effectue une action sur le dispositif de commande manuelle 3-, ce dispositif de commande manuelle 3- transmet un signal de commande traité, lequel signal de commande traité est ensuite transmis au dispositif d'affichage 2. Les informations affichées par le dispositif d'affichage 2 peuvent alors être modifiées. Suite à cette action, des données de contrôle 14 peuvent être transmises à plusieurs dispositifs de commande manuelle 3, par exemple au joystick 3' et à l'interrupteur 3". Il convient de noter que dans une réalisation particulière non illustrée, plusieurs interfaces manuelles 7 sont connectées sur un même module de traitement 12. Cette réalisation permet de réduire le coût du dispositif de zo simulation selon l'invention. Le dispositif de simulation 1 d'un système de pilotage selon l'invention à plus particulièrement été décrit pour une application au domaine de la simulation du contrôle-commande nucléaire. Toutefois, il est entendu qu'un 25 tel dispositif de simulation 1 d'un système de pilotage peut être par exemple appliqué au domaine de la simulation de tout type de contrôle-commande, par exemple ferroviaire, aérien ou encore maritime. Le dispositif de simulation d'un système de pilotage selon l'invention à été 30 décrit dans ce qui précède à titre d'exemple non limitatif. Il est entendu que l'homme du métier peut utiliser des dispositifs de commande manuelle différents nécessitant une action mécanique spécifique sans pour autant sortir du cadre de l'invention précitée. REVENDICATIONS1. Dispositif de simulation (1) d'un système de pilotage comportant: - un dispositif d'affichage (2) comportant une surface d'affichage (4) apte à afficher des informations relatives au dit système de pilotage simulé ; - au moins un dispositif de commande manuelle (3) disposé sur la surface d'affichage (4), ledit dispositif de commande manuelle (3) comportant : o une interface manuelle (7) apte à générer un signal de commande lorsque ladite interface (7) est actionnée, et o un module de traitement (12) apte à traiter ledit signal de commande ; - des moyens de communication sans fil (5) aptes à transmettre le signal traité (S) par ledit module de traitement (12), le signal traité (S) étant apte à modifier lesdites informations affichées. 2. Dispositif (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de commande manuelle (3) comporte les moyens de communication sans fil (5). 3. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le module de traitement (12) est connecté via une liaison physique à au moins une interface manuelle (7), le module de traitement (12) étant disposé sur la surface d'affichage (4). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'interface manuelle (7) contient le module de traitement (12). 5. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif de commande manuelle (3) est apte à recevoirdes données de contrôle (14) aptes à engendrer une action sur l'interface manuelle (7). 6. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif de commande manuelle (3) est un bouton de sécurité. 7. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif de commande manuelle (3) comporte des moyens de maintien (8) dudit dispositif de commande manuelle (3) sur ledit dispositif d'affichage (2). 8. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que : - le dispositif d'affichage (2) comporte une bobine émettrice (9), ladite bobine émettrice (9) oscillant à une fréquence déterminée lorsque ladite bobine émettrice (9) est alimentée par une source d'énergie ; - le dispositif de commande manuelle (3) comporte une bobine réceptrice (11) apte à résonner à ladite fréquence déterminée sous l'effet dudit champ magnétique créé par ladite bobine émettrice (9) de sorte qu'un transfert de puissance s'effectue de ladite bobine émettrice (9) vers ladite bobine réceptrice (11). 9. Dispositif (1) selon la revendication 8 précédente caractérisé en ce que le dispositif de commande manuelle (3) est adapté pour être aimanté par ladite bobine émettrice (9) de sorte que ledit dispositif de commande manuelle (3) soit maintenu sur ledit dispositif d'affichage (2) lorsque ladite bobine émettrice (9) est alimentée. 10. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de communication sans fil (5) sont adaptés pour effectuer une communication de type : - Bluetooth ;- Zigbee, ou - Wifi. 10