Brevet FR3015749A1 — publié le 20150626

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention vise un dispositif et un procédé de détermination d'une charge électrique résiduelle dans une source d'alimentation électrique autonome d'un système de sécurité et un dispositif de sécurisation d'un site. Elle s'applique, notamment, à la sécurisation d'un site industriel ou d'activité. ETAT DE LA TECHNIQUE On appelle « site » un lieu comportant au moins un local correspondant, par exemple, à une pièce. La sécurisation d'un site contre des dangers, tels que les incendies, utilise actuellement des systèmes comportant : - des capteurs captant une grandeur physique dont la valeur peut représenter le danger, comme la température d'un local par exemple, - une centrale d'alarme recevant les valeurs transmises par les capteurs, détectant une anomalie dans une grandeur physique captée par un capteur et - des moyens de sécurisation du site, comme par exemple des treuils ouvrant des trappes d'ouvertures du site lorsqu'une anomalie est détectée. Dans des systèmes actuels, les capteurs sont alimentés par des batteries ou des piles permettant une alimentation électrique autonome des capteurs, ce qui permet de limiter le coût d'installation de ces systèmes. L'inconvénient de ces systèmes est que les batteries ou les piles des capteurs doivent être changées de manière à ce que ces systèmes fonctionnent. Dans ces systèmes, afin que le fonctionnement des capteurs soit interrompu le moins possible, ces capteurs sont équipés d'un moyen de signalisation d'une faible charge électrique résiduelle dans la pile ou batterie. Afin d'identifier une faible charge électrique résiduelle, ces systèmes mesurent la tension aux bornes de la source d'alimentation électrique autonome et comparent cette tension mesurée à une valeur limite prédéterminée. Si la tension mesurée est inférieure à la valeur limite prédéterminée, le capteur détermine que la source d'alimentation a une faible charge électrique résiduelle. L'inconvénient de ces systèmes vient du fait que la courbe de décharge d'une pile ou batterie a une décroissance faible dans un premier temps puis une décroissance très rapide à l'approche de la fin de vie de la pile ou batterie. Pour ces raisons, si la valeur limite prédéterminée est trop élevée, cette valeur n'est pas représentative d'une faible charge électrique résiduelle. Inversement, si la valeur limite prédéterminée est sélectionnée pour être proche du point d'inflexion de la courbe, le capteur signale une faible charge électrique résiduelle trop peu de temps avant l'absence de charge électrique résiduelle. De plus, ces systèmes ne permettent pas d'établir qu'un capteur consomme de l'énergie électrique de manière anormale. OBJET DE L'INVENTION La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un dispositif de détermination d'une charge électrique résiduelle dans une source d'alimentation électrique autonome d'un système de sécurité, qui comporte : - un moyen de mesure d'au moins une durée au cours de laquelle le système de sécurité est dans au moins un état de fonctionnement prédéterminé, - un moyen de détermination d'une consommation électrique en fonction d'au moins une durée dans chaque état de fonctionnement mesurée et d'une estimation de consommation électrique instantanée dans ledit état, - un moyen d'estimation d'une quantité d'énergie restante dans la source d'alimentation autonome en fonction de la consommation déterminée et d'une quantité d'énergie initiale de la source d'alimentation et - un moyen d'émission d'un signal représentatif de la quantité d'énergie restante estimée. Grâce à ces dispositions la consommation d'énergie électrique du dispositif déterminée permet d'estimer une quantité d'énergie électrique restante d'une source d'alimentation électrique autonome. Le signal représentatif de la quantité d'énergie restante estimée peut ainsi être émis de façon plus précise et indépendamment de la tension mesurée aux bornes de la source d'alimentation électrique autonome. Il est notamment possible d'émettre ce signal plus tôt que dans les systèmes mesurant la tension aux bornes de la source d'alimentation électrique autonome. Dans des modes de réalisation, le moyen d'émission est un moyen d'émission d'une alarme sonore et/ou visuelle. Ces modes de réalisation ont l'avantage de permettre d'attirer l'attention d'utilisateurs aux abords du dispositif sur la faible charge électrique résiduelle de ce dispositif. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un détecteur d'incendie, un état de fonctionnement correspondant à la mise en fonction du détecteur et un état de fonctionnement correspondant à la mise en veille du détecteur. L'avantage de ces modes de réalisation est qu'ils permettent au dispositif de détecter un incendie à proximité du dispositif, de plus, ces modes de réalisation permettent d'affiner l'estimation de la consommation énergétique réalisée. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un moyen de transmission sans fil d'un signal représentatif de la détection d'un incendie à une centrale d'alarme, un état de fonctionnement correspondant à la mise en fonctionnement du moyen de transmission et un état de fonctionnement correspondant à la mise en veille du moyen de transmission. Ces modes de réalisation ont l'avantage de permettre au dispositif de transmettre, à une centrale d'alarme distante, un signal représentatif de la détection d'un incendie. Dans des modes de réalisation, le moyen de transmission et le moyen zo d'émission sont confondus. L'avantage de ces modes de réalisation est qu'ils permettent de transmettre à la centrale d'alarme un signal représentatif de la charge électrique résiduelle disponible dans la source d'alimentation électrique autonome. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention 25 comporte un moyen d'estimation d'une durée d'alimentation restante en fonction de la quantité d'énergie restante estimée et de la consommation électrique dans un état de veille, le moyen d'émission étant configuré pour émettre un signal représentatif de la durée d'alimentation restante. Ces modes de réalisation ont l'avantage de permettre l'émission d'un signal 30 représentatif de la durée d'alimentation restante. Cette durée d'alimentation restante permet, à un utilisateur, d'estimer une durée avant de devoir changer la source d'alimentation électrique autonome. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un moyen de contrôle d'une valeur représentative d'une quantité d'énergie restante dans la source d'alimentation autonome, le moyen d'émission étant configuré pour émettre un signal en fonction de la quantité d'énergie contrôlée et de la quantité d'énergie estimée. Ces modes réalisation permettent, notamment, d'identifier une anomalie dans la consommation d'énergie électrique réelle du dispositif en fonction de la consommation estimée. Dans des modes de réalisation, le moyen de contrôle traite une tension aux 113 bornes de la source d'alimentation autonome. L'avantage de ces modes de réalisation est que la tension est un indicateur fiable de la quantité d'énergie restante dans une source d'alimentation électrique autonome. Dans des modes de réalisation, le moyen de transmission est configuré pour 15 transmettre une quantité d'énergie restante contrôlée lorsque la valeur représentative de la quantité d'énergie restante est inférieure à une valeur limite prédéterminée et pour transmettre la quantité d'énergie estimée lorsque la quantité d'énergie restante contrôlée est supérieure à la valeur limite prédéterminée. Ces modes de réalisation ont l'avantage de permettre une transition vers la 20 transmission d'informations plus fiables car mesurées. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un dispositif de sécurisation d'un site, qui comporte : - au moins un dispositif de détermination d'une charge électrique résiduelle dans une source d'alimentation électrique autonome d'un système de sécurité 25 selon l'une des revendications 1 à 8 et - une centrale d'alarme comportant un moyen de transmission configuré pour communiquer avec au moins un dispositif. Selon un troisième aspect, la présente invention vise un procédé de détermination d'une charge électrique résiduelle dans une source d'alimentation 30 électrique autonome d'un système de sécurité, qui comporte : - une étape de mesure d'au moins une durée au cours de laquelle le système de sécurité est dans au moins un état de fonctionnement prédéterminé, - une étape de détermination d'une consommation électrique en fonction d'au moins une durée dans chaque état de fonctionnement mesurée et d'une estimation de consommation électrique instantanée dans ledit état, - une étape d'estimation d'une quantité d'énergie restante dans la source d'alimentation autonome en fonction de la consommation déterminée et d'une quantité d'énergie initiale de la source d'alimentation et - une étape d'émission d'un signal représentatif de la quantité d'énergie restante estimée. Les buts, avantages et caractéristiques du dispositif de sécurisation d'un site et du procédé objets de la présente invention étant similaires à ceux du dispositif objet du premier aspect la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l'invention ressortiront de la description non limitative qui suit d'au moins un mode de réalisation particulier des dispositifs et du procédé objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente, schématiquement, un mode de réalisation particulier du dispositif de détermination d'une charge électrique résiduelle dans une source d'alimentation électrique autonome d'un système de sécurité objet de la présente invention, - la figure 2 représente, schématiquement, un mode de réalisation particulier du dispositif de sécurisation d'un site objet de la présente invention, - la figure 3 représente un logigramme d'étapes d'un mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention et - la figure 4 représente, schématiquement, un mode de réalisation d'une application particulière du dispositif et du procédé objets de la présente invention. DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION La présente description est donnée à titre non limitatif. On appelle « courte distance » une distance inférieure à un dixième de la portée de communication. On observe, sur la figure 1, qui n'est pas à l'échelle, un mode de réalisation du dispositif 10 de détermination d'une charge électrique résiduelle dans une source d'alimentation 110 électrique autonome d'un système 105 de sécurité objet de la présente invention. Ce dispositif 10 comporte : - un moyen 115 de mesure d'au moins une durée, - un moyen 120 de détermination d'une consommation électrique, - un moyen 125 d'estimation d'une quantité d'énergie restante, - un moyen 130 d'émission d'un signal représentatif de la quantité d'énergie restante estimée, - un détecteur 135 d'incendie, - un moyen 140 de transmission sans fil d'un signal représentatif de la détection d'un incendie à une centrale d'alarme' - un moyen 145 d'estimation d'une durée d'alimentation restante et - un moyen 150 de contrôle d'une valeur représentative d'une quantité d'énergie restante dans la source d'alimentation 110 autonome. La source d'alimentation électrique 110 autonome est, par exemple, une batterie ou une pile. Le moyen de mesure 115 est, par exemple, un circuit électronique comportant une horloge électronique. Ce moyen de mesure 115 mesure au moins une durée au zo cours de laquelle le système de sécurité est dans au moins un état de fonctionnement prédéterminé. Le dispositif 10 comporte une liste d'états prédéterminés, entrés en mémoire par programmation du dispositif 10. Cette liste d'états comporte, par exemple, un état représentatif de : - la veille du dispositif 10, 25 - la mise en fonctionnement du moyen de détermination 120, - la mise en fonctionnement du moyen d'estimation 125 d'une consommation électrique, - la mise en fonctionnement du moyen d'émission 130, - la mise en fonctionnement du détecteur 135, 30 - la mise en fonctionnement du moyen de transmission 140, modulée par la qualité du signal de transmission, - la mise en fonctionnement du moyen d'estimation 145 d'une durée et/ou - la mise en fonctionnement du moyen de contrôle 150. Le moyen de mesure 115 mesure la durée passée par le dispositif 10 dans chacun de ces états. Le moyen de détermination 120 d'une consommation électrique est, par exemple, un circuit électronique. Ce moyen de détermination 120 détermine la consommation électrique en fonction d'au moins une durée dans chaque état de fonctionnement mesurée et d'une estimation de consommation électrique instantanée dans ledit état. La consommation électrique instantanée est, par exemple, entré en mémoire lors de la configuration du dispositif 10. Dans des variantes, lors de la mise en fonctionnement du dispositif 10, grâce au moyen de contrôle 150, la consommation d'électricité instantanée est mesurée pour chaque état de fonctionnement. Le moyen de détermination 120 somme la multiplication des durées dans chaque état par la consommation instantanée dans chaque dit état, par exemple. Le moyen d'estimation 125 d'une quantité d'énergie restante dans la source d'alimentation 110 autonome est, par exemple, un circuit électronique. Ce moyen d'estimation 125 estime une quantité d'énergie restante dans la source d'alimentation 110 autonome en fonction de la consommation déterminée et d'une quantité d'énergie initiale de la source d'alimentation 110. Ce moyen d'estimation 125 soustrait, par exemple, la consommation d'énergie déterminée à la quantité d'énergie initiale de la source d'alimentation 110. Le moyen d'émission 130 d'un signal représentatif de la quantité d'énergie restante estimée est, par exemple, une diode électroluminescente configurée pour clignoter lorsque la quantité d'énergie restante estimée est inférieure à une valeur limite prédéterminée. Dans des variantes, ce moyen d'émission 130 émet également un signal sonore lorsque la quantité d'énergie restante estimée est inférieure à la valeur limite prédéterminée. Dans d'autres variantes, le moyen d'émission 130 et le moyen de transmission 140 sont confondus. Le détecteur 135 est, par exemple un détecteur optique de fumée. Ce détecteur 135 mesure, par exemple, une densité de fumée dans l'air et, lorsque cette densité mesurée est supérieure à une valeur limite prédéterminée, détecte un incendie 135. Lorsqu'un incendie est détecté, le détecteur 135 commande au moyen de transmission 140 l'émission d'un signal représentatif de la détection d'un incendie. Le moyen de transmission 140 est, par exemple, une antenne sans fil configurée pour communiquer avec une centrale d'alarme appairée avec le dispositif 10. Dans des variantes, ce moyen de transmission 140 est également configuré pour émettre un signal représentatif de la quantité d'énergie restante estimée de la source d'alimentation électrique 110 autonome. La centrale d'alarme, non représentée, est configuré pour afficher ou transmettre une information représentative ce la quantité d'énergie restante estimée transmise. Le moyen d'estimation 145 d'une durée d'alimentation restante est, par exemple, un circuit électronique configuré pour estimer la durée d'alimentation restante en fonction de la quantité d'énergie restante estimée et de la consommation électrique du dispositif 10 dans un état de veille. Un signal représentatif de cette durée d'alimentation estimée est émis par le moyen d'émission 130 et/ou transmis par le moyen de transmission 140. Le moyen de contrôle 150 est, par exemple, un tensiomètre électronique. Ce moyen de contrôle 150 mesure la tension aux bornes de la source d'alimentation électrique 110 autonome. En fonction de cette tension mesurée, le moyen de contrôle 150 détermine une quantité d'énergie électrique restante. Si la différence entre la quantité d'énergie électrique restante contrôlée par le moyen de contrôle 150 et la quantité d'énergie électrique restante estimée par le moyen d'estimation 125 est supérieure à une valeur limite prédéterminée, un signal représentatif d'un défaut de fonctionnement est émis le moyen d'émission 130 et/ou transmis par le moyen de transmission 140. Dans des variantes, lorsque la quantité d'énergie contrôlée par le moyen de contrôle 150 est inférieure à une valeur limite prédéterminée, le moyen de transmission 140 transmet un signal représentatif de la quantité d'énergie contrôlée au lieu d'un signal représentatif de la quantité d'énergie estimée. On observe, sur la figure 2, qui n'est pas à l'échelle, un mode de réalisation du dispositif 20 de sécurisation d'un site objet de la présente invention. Ce dispositif 10 comporte : - deux dispositifs 105 de détermination d'une charge électrique résiduelle dans une source d'alimentation électrique autonome d'un système de sécurité tels que décrit en figure 1 et - une centrale 205 d'alarme comportant un moyen 210 de transmission configuré pour communiquer avec au moins un dispositif. La centrale d'alarme 205 est configuré pour afficher une information représentative de l'énergie électrique restante transmise par chaque dispositif 105 de détermination. On observe, sur la figure 3, un logigramme d'étape particulier du procédé 30 objet de la présente invention. Ce procédé 30 comporte : - une étape 305 de mesure d'au moins une durée au cours de laquelle le système de sécurité est dans au moins un état de fonctionnement prédéterminé, - une étape 310 de détermination d'une consommation électrique en fonction d'au moins une durée dans chaque état de fonctionnement mesurée et d'une estimation de consommation électrique instantanée dans ledit état, - une étape 315 d'estimation d'une quantité d'énergie restante dans la source d'alimentation autonome en fonction de la consommation déterminée et d'une quantité d'énergie initiale de la source d'alimentation et - une étape 320 d'émission d'un signal représentatif de la quantité d'énergie restante estimée. L'étape de mesure 305 est réalisée, par exemple, par la mise en oeuvre d'un circuit électronique comportant une horloge électronique. Au cours de cette étape de mesure 305, on mesure chaque durée dans au moins un état de fonctionnement du zo système. Ces durées sont mises en mémoire dans une mémoire vive, par exemple. L'étape de détermination 310 est réalisée, par exemple, par la mise en oeuvre d'un circuit électronique qui somme les multiplications entre chaque durée mesurée dans un état et une valeur de consommation instantanée prédéterminée de cet état. L'étape d'estimation 315 est réalisée, par exemple, par la mise en oeuvre d'un 25 circuit électronique configuré pour réaliser une comparaison de la consommation estimée à la quantité d'énergie initiale de la source d'alimentation du système. Si, par exemple, la soustraction de la consommation estimée à la quantité d'énergie initiale est inférieure à une valeur limite prédéterminée, le circuit électronique détermine que la quantité d'énergie restante dans la source d'alimentation est faible. 30 L'étape d'émission 320 est réalisée, par exemple, par la mise en oeuvre d'une diode électroluminescente configurée pour clignoter lorsque la quantité d'énergie estimée dans la source d'alimentation est inférieure à la limite prédéterminée. On observe sur la figure 4, un dispositif 40 de signalisation d'un état de charge d'une batterie. Ce dispositif 40 comporte un dispositif 405 tel que décrit en figure 1. Ce dispositif 405 transmet un signal 410 représentatif un état de charge estimé d'une source d'alimentation électrique autonome du dispositif 40. Le signal 410 est utilisé en entrée d'un comparateur 415 configuré pour comparer l'état de charge 410 estimé avec deux valeurs prédéterminées : une valeur prédéterminée basse 420 représentant, par exemple, un état de charge inférieur à 10 % de la charge maximale et - une valeur prédéterminée haute 425 représentant, par exemple, un état de charge supérieur à 90 % de la charge maximale. Ces valeurs peuvent être déterminées à partir de la courbe de décharge classique d'une batterie. Le comparateur 415 transmet un signal 430 représentatif d'une information de comparaison entre les trois signaux 410, 420 et 425 comme par exemple: - l'état de charge 410 estimé est supérieur à la valeur prédéterminée 425, - l'état de charge 410 estimé est inférieur à la valeur prédéterminée 420, ou - l'état de charge 410 estimé est compris entre les valeurs prédéterminées 420 et 425. De plus, ce dispositif 40 comporte une entrée pour un signal 435 de zo commande d'émission d'un signal sonore, cette commande provenant d'un autre dispositif communicant avec dispositif 40. Le signal sonore représenté, par exemple, l'arrivée d'un appel sur un téléphone sans fil, la commande d'émission de cette sonnerie étant alors le signal 435. Le message transmis par le signal sonore déterminé est indépendant de l'état de charge de la batterie. 25 Le signal 435 de commande arrive en entrée d'un moyen 440 d'écoute d'une commande. Ce moyen de détermination 440 est, par exemple, un composant permettant la détection d'une commande dans le signal 435 de commande reçu. Lorsque le moyen de détermination 440 détecte une commande, ce moyen de détermination 440 émet un signal 445 représentatif de la détection d'une commande. 30 Le signal 445 est utilisé en entrée d'un moyen 450 de modulation d'un signal sonore 455 dont la commande 435 commande l'émission. Ce moyen 450 de modulation est, par exemple, un circuit électronique modulant le signal 455 en n fréquence, durée ou amplitude. La modulation peut être réalisée en fonction de l'information du signal 430. Par exemple, si le signal 430 indique que : - l'état de charge 410 est supérieur à la valeur prédéterminée 425 alors le signal 455 est modulé en fréquence de façon à devenir plus aigu, ou - l'état de charge 410 est inférieur à la valeur prédéterminée 420 alors le signal 455 est modulé en durée, ou - l'état de charge 410 est compris entre les valeurs prédéterminées 420 et 425 alors le signal 455 ne subit aucune modification. Un signal 460 est le signal électrique modulé en sortie du composant 450 et du dispositif 40 représentatif du signal sonore à émettre. REVENDICATIONS1. Dispositif (10) de détermination d'une charge électrique résiduelle dans une source d'alimentation (110) électrique autonome d'un système (105) de sécurité, caractérisé en ce qu'il comporte : - un moyen (115) de mesure d'au moins une durée au cours de laquelle le système de sécurité est dans au moins un état de fonctionnement prédéterminé, - un moyen (120) de détermination d'une consommation électrique en fonction d'au moins une durée dans chaque état de fonctionnement mesurée et d'une estimation de consommation électrique instantanée dans ledit état, - un moyen (125) d'estimation d'une quantité d'énergie restante dans la source d'alimentation autonome en fonction de la consommation déterminée et d'une quantité d'énergie initiale de la source d'alimentation et - un moyen (130) d'émission d'un signal représentatif de la quantité d'énergie restante estimée. 2. Dispositif (10) selon la revendication 1, dans lequel le moyen d'émission (130) est un moyen d'émission d'une alarme sonore et/ou visuelle. 3. Dispositif (10) selon l'une des revendications 1 ou 2, qui comporte un détecteur (135) d'incendie, un état de fonctionnement correspondant à la mise en fonction du détecteur et un état de fonctionnement correspondant à la mise en veille du détecteur. 4. Dispositif (10) selon la revendication 3, qui comporte un moyen (140) de transmission sans fil d'un signal représentatif de la détection d'un incendie à une centrale d'alarme, un état de fonctionnement correspondant à la mise en fonctionnement du moyen de transmission et un état de fonctionnement correspondant à la mise en veille du moyen de transmission. 5. Dispositif (10) selon la revendication 4, dans lequel le moyen de transmission (140) et le moyen d'émission (130) sont confondus. 6. Dispositif (10) selon l'une des revendications 1 à 5, qui comporte un moyen (145) d'estimation d'une durée d'alimentation restante en fonction de la quantité d'énergie restante estimée et de la consommation électrique dans un état de veille, le moyen (130) d'émission étant configuré pour émettre un signal représentatif de la durée d'alimentation restante. 7. Dispositif (10) selon l'une des revendications 1 à 6, qui comporte un moyen (150) de contrôle d'une valeur représentative d'une quantité d'énergie restante dans la source d'alimentation (110) autonome, le moyen (130) d'émission étant configuré pour émettre un signal en fonction de la quantité d'énergie contrôlée et de la quantité d'énergie estimée. 8. Dispositif (10) selon la revendication 7, dans lequel le moyen (150) de contrôle traite une tension aux bornes de la source d'alimentation (110) autonome. 9. Dispositif (10) selon l'une des revendications 7 ou 8, dans lequel le moyen (140) de transmission est configuré pour transmettre une quantité d'énergie restante contrôlée lorsque la valeur représentative de la quantité d'énergie restante est inférieure à une valeur limite prédéterminée et pour transmettre la quantité d'énergie estimée lorsque la quantité d'énergie restante contrôlée est supérieure à la valeur limite prédéterminée. 10. Dispositif (20) de sécurisation d'un site, caractérisé en ce qu'il comporte : - au moins un dispositif (105) de détermination d'une charge électrique résiduelle dans une source d'alimentation électrique autonome d'un système de sécurité selon l'une des revendications 1 à 9 et - une centrale (205) d'alarme comportant un moyen (210) de transmission configuré pour communiquer avec au moins un dispositif. 11. Procédé (30) de détermination d'une charge électrique résiduelle dans une source d'alimentation électrique autonome d'un système de sécurité, caractérisé en ce qu'il comporte :- une étape (305) de mesure d'au moins une durée au cours de laquelle le système de sécurité est dans au moins un état de fonctionnement prédéterminé, - une étape (310) de détermination d'une consommation électrique en fonction d'au moins une durée dans chaque état de fonctionnement mesurée et d'une estimation de consommation électrique instantanée dans ledit état, - une étape (315) d'estimation d'une quantité d'énergie restante dans la source d'alimentation autonome en fonction de la consommation déterminée et d'une quantité d'énergie initiale de la source d'alimentation et - une étape (320) d'émission d'un signal représentatif de la quantité d'énergie restante estimée.