Brevet FR3000793A1 — publié le 20140711

DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE TÉLÉRELÈVE DE COMPTEUR DOMAINE TECHNIQUE GÉNÉRAL ET ART ANTÉRIEUR La présente invention est relative à un dispositif et à un procédé de télérelève de compteur. Elle trouve avantageusement application 5 pour le relevé à distance de mesures de compteur de volume de fluide et notamment de compteurs de gaz, d'autres applications étant néanmoins possibles (compteur d'eau, compteur de chaleur, etc.). Les compteurs de débit de fluide, et notamment ceux chez l'abonné, se présentent classiquement sous la forme d'un boîtier qui 10 comporte une fenêtre transparente permettant la lecture d'un totalisateur numérique à roues graduées. Il a déjà été proposé d'équiper de tels compteurs de systèmes de télérelève permettant de transmettre à distance un relevé de consommation. 15 De tels systèmes de télérelève se présentent généralement, ainsi qu'illustré sur la figure 1, sous la forme d'un boîtier 1 que l'on rapporte sur le compteur C dont on veut assurer la télérelève. Ce boîtier 1 intègre un capteur d'impulsions 2 pour détecter la rotation d'un petit aimant A fixé sur la roue « unité » du totalisateur 20 mécanique TM du compteur C. Une électronique 3 est prévue à l'intérieur du boîtier 1 pour décompter les rotations ainsi détectées et échanger, via un transmetteur 4 à l'intérieur ou à l'extérieur du boîtier, avec un serveur à distance auxquels sont transmis dans le temps les différents relevés 25 de décompte. Un tel capteur d'impulsions 2 est par exemple une ampoule Reed ou encore un capteur à effet Hall ou encore un capteur magnétorésistif, qui détecte le passage de l'aimant à son niveau à chaque nouveau tour de la roue qui le porte et déclenche une impulsion de 30 comptage qui est comptabilisée par l'électronique 3. De tels capteurs sont des bistables calibrés pour répondre à une sollicitation bien particulière. Ils basculent d'un état à un autre lorsque l'aimant A se retrouve au niveau de la fenêtre de lecture du compteur, quasiment au droit du 5 capteur du dispositif de relève. Les fonctionnalités qu'ils permettent sont donc limitées. Notamment, par exemple, ils ne permettent pas de détecter la présence de l'aimant A dans le cas où la roue des unités serait dans une position où l'aimant serait diamétralement opposé au capteur. 10 PRÉSENTATION GÉNÉRALE DE L'INVENTION Un but de l'invention est de perfectionner encore les solutions de télérelève de mesure de compteur. Elle propose à cet effet un dispositif de télérelève destiné à être 15 rapporté sur un compteur et comportant au moins un capteur pour le suivi des rotations d'un aimant intégré à une roue d'un totalisateur mécanique du compteur. Le ou les capteurs sont configurés pour assurer un suivi échantillonné d'une rotation de l'aimant. Dans un mode de réalisation possible, le capteur est un 20 magnétomètre, par exemple un magnétomètre 3D. Il a une sensibilité de l'ordre du microT ou inférieure. Dans un autre mode de réalisation, le dispositif comporte plusieurs capteurs bistables configurés ensemble pour assurer un suivi échantillonné d'une rotation de l'aimant. 25 Notamment, les capteurs bistables peuvent comporter différentes orientations et/ou différents seuils de basculement. En variante encore, le dispositif peut comporter au moins un magnétomètre et au moins un jeu de capteurs bistables. Il comporte alors par exemple une électronique qui réveille le 30 magnétomètre épisodiquement. Le dispositif peut comporter un boîtier d'électronique séparé d'une partie formant capteur intégrant au moins un ou des capteurs configurés pour assurer un suivi échantillonné d'une rotation de l'aimant. La partie formant capteur peut en outre comporter des capteurs dédiés à d'autres fonctions que le suivi de la rotation de l'aimant d'un 5 compteur. On prévoit également pour le dispositif de télé relève un écran de protection magnétique en matériau absorbant par exemple de type Ferrite qui serait collé sur le capteur, afin d'immuniser de capteur contre des parasites magnétiques ambiants. 10 L'invention a également pour objet un procédé de télérelève de compteur, selon lequel on met en oeuvre sur un signal échantillonné obtenu à partir de la ou des sorties du ou des capteurs d'un dispositif du type précité un traitement de suivi de la rotation d'un aimant 15 intégré à une roue d'un totalisateur mécanique d'un compteur. Notamment, lorsque le capteur est un magnétomètre, on met en oeuvre sur un signal obtenu de celui-ci un traitement de compensation et de filtrage. Egalement, dans un autre mode de mise en oeuvre, on réalise 20 sur le signal échantillonné au moins un test de cohérence. Notamment par exemple, on compare le signal échantillonné ou un signal issu de celui-ci à un tore de validation du positionnement de l'extrémité du vecteur champ magnétique. En outre, dans une variante de mise en oeuvre possible, on analyse le signal échantillonné ou un 25 signal issu de celui-ci pour déduire le cas échéant de l'évolution dudit signal une éventuelle signature caractéristique d'un dysfonctionnement. Par ailleurs également, le compteur peut être un compteur mécanique initialement non pourvu d'un aimant, que l'on modifie avant 30 l'installation ou auquel on adjoint une pièce magnétique mobile sur le terrain au moyen d'un outil adapté. PRÉSENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et 5 non limitative, et doit être lue en regard des figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement un compteur équipé d'un dispositif de télémesure ; - les figures 2a et 2b illustrent comparativement une mesure 10 effectuée par un magnétomètre 3D, ainsi que le basculement d'un capteur bistable lors d'une rotation de l'aimant de la roue unité d'un totalisateur mécanique ; - la figure 3 illustre différentes étapes de traitement d'un exemple de mise en oeuvre de l'invention mise en cadre ; 15 - les figures 4a à 4f illustrent différents types de signatures qui peuvent être relevées lors de la mise en oeuvre de tests de cohérence ; - la figure 5 illustre un autre mode de réalisation possible pour un dispositif de télérelève conforme à l'invention ; - la figure 6 illustre encore un autre mode de réalisation 20 possible. EXEMPLES DE MODES DE RÉALISATION ET DE MISES EN OEUVRE La structure générale d'un dispositif de télémesure conforme à un mode de réalisation possible peut être du type de celle décrite en 25 référence à la figure 1. Le capteur d'impulsions 2 y est cependant remplacé par un capteur qui n'est pas un bistable qui émet des impulsions de basculement, mais est un magnétomètre qui permet une mesure de champ magnétique. 30 Un tel capteur est par exemple un capteur magnétomètre 3D ayant une sensibilité de l'ordre du micro Tesla ou inférieur. De tels capteurs sont par exemple ceux classiquement utilisés pour réaliser la fonction boussole de certains PDA (Le composant Asahi Kasei AK 8975 utilisé dans les Smartphones par exemple). Ils sont de structures à base de technologies silicium et peuvent typiquement avoir des sensibilités de 0,3 micro Tesla pour des excursions d'aimantations de 1000 micro Tesla. Comme on l'aura compris, un tel capteur 2 permet de mesurer en permanence le champ magnétique de l'aimant A. Lors d'une rotation de la roue qui porte l'aimant A, la mesure 10 réalisée un capteur magnétomètre est du type illustré sur la figure 2a (décomposition sur les trois axes et valeur de module). Comme le montre en comparaison la figure 2b, cette mesure porte beaucoup plus d'informations que la seule information que donnerait ON / OFF un capteur bistable (interrupteur magnéto-résistif / 15 ampoule de Reed) calibré pour détecter le passage de l'aimant au point le plus proche du capteur dans une direction donnée (en l'occurrence, capteur orienté pour une détection de ce passage selon l'axe X - calibration du basculement à 1000 micro Tesla). La mesure ainsi réalisée (figure 2a) fait l'objet d'un traitement 20 afin d'en déduire différentes informations sur le fonctionnement du dispositif de télérelève et du compteur. A cet effet, par exemple, l'électronique 3 du boîtier 1 comporte un microprocesseur qui met en oeuvre sur le signal du capteur 2 un certain nombre de traitements. 25 Notamment, ainsi qu'illustré sur la figure 3, elle échantillonne le champ magnétique dans le temps (étape 5). Le signal numérique ainsi obtenu fait ensuite l'objet d'une compensation (étape 6) et d'un filtrage (étape 7) pour compenser le champ magnétique terrestre et supprimer les bruits magnétiques 30 parasites. Des tests de cohérence (étape 8) sont ensuite mis en oeuvre sur ces signaux. Ces tests comparent par exemple le vecteur 3D mesuré à des seuils caractéristiques de différentes étapes de fonctionnement. En fonctionnement et si le couplage entre l'aimant A et le capteur 2 est satisfaisant, la pointe du vecteur mesuré va décrire, au fur et à mesure de la rotation de la roue unité du totalisateur mécanique TM, une trajectoire dans un volume torique. Un test de cohérence possible consiste à vérifier que cette trajectoire s'inscrit bien dans un tore de validation (figure 4a) défini autour d'une trajectoire médiane attendue caractéristique d'un bon fonctionnement et d'une qualité de mesure satisfaisante. Par ailleurs, en cas de déviation par rapport au tore ou plus généralement aux seuils de validation, les traitements mis en oeuvre caractérisent le disfonctionnement constaté en identifiant le cas échéant sur les évolutions de mesures de champ constatées des signatures caractéristiques par exemple d'une défaillance de fonctionnement 9a (défaillance de l'aimant, défaillance de la source d'alimentation du dispositif de télérelève, etc.), ou encore d'un arrachement 9c du dispositif de télérelève ou d'une tentative de fraude 9b au moyen d'un aimant approché du compteur C et du dispositif de télérelève. Par exemple, une disparition brutale du signal de mesure de champ sera considérée comme caractéristique d'un arrachement (figure 4b) ; une augmentation brutale sera quant à elle considérée comme caractéristique d'une tentative de fraude par l'approche d'un aimant (figure 4c) ; des variations plus ou moins en dehors du tore, mais dans un voisinage des limites de celui-ci seront quant à elles le cas échéant caractéristiques d'un mauvais positionnement du capteur (mauvais positionnement angulaire, décollement, etc.) (figure 4d) ; une mesure fixe dans le tore de validation sera caractéristique du fait que l'ensemble fonctionne, mais que le compteur est à l'arrêt (figure 4e) ; une diminution du signal mesuré par rapport au tore attendu pourra quant à elle être considérée comme caractéristique d'une défaillance de la source d'alimentation du dispositif de télérelève ou encore comme une perte d'aimantation de l'aimant (figure 4f). Les dysfonctionnements ainsi détectés font l'objet de l'émission d'un signal d'alerte vers le centre de gestion du parc de compteurs et de dispositifs de télérelève. Bien entendu, les différents traitements de compensation, 5 filtrage et de tests de cohérence des étapes 6 à 8 peuvent être mis en oeuvre au niveau d'un serveur de traitement à distance du dispositif de télérelève (« cloud »). Dans le cas de dispositifs de télérelève autonome quant à leur alimentation, ceci permet de préserver la source d'alimentation de ces 10 dispositifs et d'assurer un fonctionnement sur de longues durées pour le dispositif de télérelève (plusieurs dizaines d'années). Le microprocesseur de l'électronique 3 assure alors principalement l'échantillonnage des mesures, la mémorisation des valeurs mesurées et le déclenchement de leur transmission à distance. 15 La fréquence d'échantillonnage est par exemple de 8Hz. Le serveur à distance déduit alors du suivi de l'évolution de la mesure 3D ainsi réalisée (trajectoire toroïdale évoquée ci-dessus) le nombre de tours de la roue unité du totalisateur mécanique TM. On notera en outre que le tore ou les seuils de validation utilisés 20 pour un dispositif de télérelève donné peuvent être affinés dans le temps en fonction des mesures remontées au niveau du serveur à distance, de l'ensemble du parc de compteurs ou de dispositifs de télérelève. Comme l'illustre la figure 5, le capteur 2 peut être séparé du 25 reste du boîtier 1 et est par exemple relié à celui-ci par une liaison filaire 10. Il est alors possible de positionner le capteur, lequel est de petite dimension (typiquement 2 mm de côté pour 1 mm de largeur) au plus près de la roue unité, puisque la partie formant capteur séparée du boîtier peut alors être collée au droit de la roue ou être 30 intégrée dans la fenêtre de lecture ou à proximité immédiate de celle-ci grâce des moyens d'interface mécanique. Par exemple, dans un mode de réalisation possible, le capteur 2 est intégré à une étiquette 11 transparente en matière plastique qui est rapportée et collée sur la fenêtre de lecture du compteur C. On notera en outre qu'un des avantages de l'utilisation d'un 5 capteur magnétomètre 3D est qu'il peut être positionné sans beaucoup de précision puisque la mesure n'a pas nécessairement à être faite dans le plan de rotation de l'aimant mais peut être décalée. En variante encore, la partie capteur séparée du reste du boîtier peut comporter différents capteurs bistables (capteurs à effet Hall, 10 ampoules Reed, etc.) qui, ensemble, sont configurés pour suivre de façon échantillonnée une rotation de l'aimant A. Ces capteurs bistables ont par exemple des orientations et/ou des seuils de basculement différents, de sorte qu'ils vont basculer à différents instants du cycle de rotation de la roue du totalisateur TM 15 qui porte l'aimant A, la succession d'impulsions qu'il délivre permettant ainsi à l'électronique 3 de suivre de façon échantillonnée la rotation dudit aimant A. La consommation qui en résulte sera plus faible qu'avec un capteur de mesure magnétique 3D. 20 Des tests d'anti-fraude sont possibles par suivi et analyse de la succession de basculements de seuils. Par exemple, lorsque des déclenchements de certains bistables apparaissent intempestivement, sans correspondre à l'ordre de déclenchement qui aurait été attendu d'un simple tour de roue, il est possible d'en déduire une tentative de 25 fraude magnétique. De même lorsque des bistables déclenchés basculent en sens inverse sans que cela ne corresponde à l'ordre attendu, on peut en déduire un arrachement ou décollement du capteur. En particulier, dans une variante de réalisation possible illustrée 30 sur la figure 6, le dispositif de télérelève comprend une partie capteur 13 et une partie boîtier 1 séparées et la partie 13 formant capteur comprend à la fois : - des capteurs bistables 12a, 12b, 12c orientés selon trois directions, par exemple trois directions perpendiculaires, afin de permettre un suivi 3D ; - un capteur 2 qui est un magnétomètre 3D. Plusieurs capteurs présentant des seuils différents sont prévus pour une même orientation de capteurs. Ces capteurs bistables 12a, 12b, 12c sont ainsi configurés pour basculer d'un état à un autre et déclencher des impulsions à différents instants du cycle de rotation de la roue unité du totalisateur mécanique 10 TM et de l'aimant A. L'état des capteurs bistables 12a, 12b, 12c est relevé avec une fréquence élevée afin de suivre de façon précise les tours (ou fractions de tours) de la roue unité du totalisateur mécanique TM. Le magnétomètre 2, plus consommateur en courant, n'est réveillé 15 qu'épisodiquement par l'électronique 3 du dispositif de télérelève, afin d'effectuer sur les mesures qu'il relève des tests de cohérence pour en particulier vérifier le bon fonctionnement du dispositif de télérelève. Notamment, l'électronique 3 peut réveiller le capteur 2 lorsqu'un fonctionnement suspect a été repéré à partir des états des capteurs 20 bistables (absence de modifications sur une durée importante par exemple). Elle peut également réveiller le capteur 2 de façon périodique, sur des plages de contrôle de fonctionnement données, par exemple lors d'une période « active » du compteur C. Le capteur 2 est en outre réveillé lors de la mise en place du 25 dispositif de télérelève sur le compteur C, pour valider que la partie 13 formant capteur a été correctement positionnée sur le compteur C et que le dispositif de télérelève fonctionne. L'utilisation de deux types de capteurs différents (magnétomètre 2 d'une part et capteur bistables 12a, 12b, 12C d'autre part) a en 30 outre l'avantage de permettre une redondance et donc une plus grande garantie de fonctionnement. La partie 13 formant capteur peut en outre inclure différents autres capteurs : capteurs de température et de pression ou encore accéléromètres (ces derniers permettant par exemple, de détecter un éventuel gonflement de la cuve du compteur C). Dans les différents exemples qui viennent d'être décrits, il peut être prévu un écran de protection absorbant afin d'isoler le 5 magnétomètre 2 ou le jeu de bistables, des bruits magnétiques ambiants. Dans ce qui précède, les exemples de dispositif de télérelève et de traitement ont été décrits dans le cas d'un compteur déjà équipé d'un aimant A. 10 Les principes proposés dans ces exemples peuvent également s'utiliser dans le cas de compteurs mécaniques (tout type) préexistants, non pourvus d'un aimant mobile, soit par modification avant l'installation, soit par adjonction d'une pièce magnétique mobile au compteur sur le terrain au moyen d'un outil adapté. 15 On notera à cet égard que dans le cas de capteurs magnétomètres notamment, les contraintes de calibration de la fonction magnétique sont potentiellement moindres que dans le cas où l'on utilise, comme dans l'art antérieur, un seul capteur binaire. Le traitement échantillonné permet de réaliser des 20 apprentissages via des mesures envoyées au cloud et traitées dans un serveur dédié, qui renvoient ensuite les critères de comptage au capteur. 25 REVENDICATIONS1. Dispositif de télérelève destiné à être rapporté sur un compteur et comportant au moins un capteur pour le suivi des rotations d'un aimant intégré à une roue d'un totalisateur mécanique du compteur, caractérisé en ce que le ou les capteurs sont configurés pour assurer un suivi échantillonné d'une rotation de l'aimant. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un capteur est un magnétomètre. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un capteur est un magnétomètre 3D. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit magnétomètre a une sensibilité de l'ordre du LIT ou inférieure. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs capteurs bistables configurés ensemble pour assurer un suivi échantillonné d'une rotation de l'aimant. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les capteurs bistables comportent différentes orientations et/ou différents seuils de basculement. 7. Dispositif selon les revendications 2 et 5 prises en combinaison, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un magnétomètre et au moins un jeu de capteurs bistables. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte une électronique qui réveille le magnétomètre épisodiquement. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier d'électronique séparé d'une partie formant capteur intégrant au moins un ou des capteurs configurés pour assurer un suivi échantillonné d'une rotation de l'aimant. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la partie formant capteur comporte des capteurs dédiés à d'autres fonctions que le suivi de la rotation de l'aimant d'un compteur. 11. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un écran de protection magnétique en matériau absorbant ayant pour fonction d'immuniser le capteur contre des parasites magnétiques ambiants. 12. Procédé de télérelève de compteur, selon lequel on met en oeuvre sur un signal échantillonné obtenu à partir de la ou des sorties du ou des capteurs d'un dispositif selon l'une des revendications précédentes un traitement de suivi de la rotation d'un aimant intégré à une roue d'un totalisateur mécanique d'un compteur. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'un capteur étant un magnétomètre, on met en oeuvre sur un signal obtenu de celui-ci un traitement de compensation et de filtrage. 14. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'on met en oeuvre sur le signal échantillonné au moins un test de cohérence. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'on compare le signal échantillonné ou un signal issu de celui-ci à un tore de validation. 16. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'on analyse le signal échantillonné ou un signal issu de celui-ci pour déduire le cas échéant de l'évolution dudit signal une éventuelle signature caractéristique d'un dysfonctionnement.* 17. Procédé de télérelève de compteur selon l'une des revendications 12 à 16, caractérisé en ce que le compteur est un compteur mécanique initialement non pourvu d'un aimant, que l'on modifie avant l'installation ou auquel on adjoint une pièce magnétique mobile sur le terrain au moyen d'un outil adapté.