Brevet FR3046481A1 — publié le 20170707

Perfectionnement aux plaquettes d'identification avec RFID UHF des bois bruts non séchés. La présente invention se situe dans le domaine de l'identification avec RFID UHF des bois bruts non séchés tels que principalement les grumes et billons de bois issus des arbres abattus, dans leur traçabilité jusqu'à leur transformation ultérieure mécanisée en débits de 2ème et 3ènle transformation. Citons plusieurs brevets faisant eux-mêmes déjà référence à d'autres brevets situés dans ce domaine: ^ Le rapport du 31 janvier 2002 du projet européen « Lineset » piloté par l'Institut Trâtek(André Lucken) de Suède, ((Didier Pischedda, Centre Technique du bois, France) montre déjà des plaquettes(woodtag) avec des premiers tags RFID basse fréquence intégrés à la plaquette dans un espace volumique de ce fait non vide. ^ le brevet européen EP 2 207 130 B1 /Leuvrey Bernard du 07 01 2010, traite seulement de la mise à distance de la RFID UHF équipant une plaquette fixée au bois brut chargé d'eau , dans le but d'obtenir sa lecture hors des interférences des ondes EM(électro-magnétiques) émises par le bois , l'eau émettant des ondes EM dans les mêmes fréquences que la RFID UHF( de 860 à 960 Mhz) ; les RFID UHF sont dans certains cas, intégrées au centre de logements fermés ; ces logements étant donc de fait non vides. ^ le brevet 11 03476 du 14 11 11/ Leuvrey B, apporte des solutions par traçabilité des bois avec RFID UHF, mais sans emploi du principe fonctionnel utilisant une enceinte vide. ^ le brevet Coréen 1020090070185 A du 21 07 2009 montre l'utilisation d'une RFID posée sur la face supérieure d'une enceinte de nature non métallique et connectée à des éléments en forme de film métalliques intégrés dans une boite , dispositif exempt d'un 2ème élément conducteur appliqué en vis-à-vis du coté opposé de la boîte, ce coté inférieur(le fond de la boite) étant non métallique (donc non conducteur) rapporté à l'enceinte et occupé par des plots de fixation moulés en thermo-plastique; dispositif destiné à un domaine monétique ou de contrôle d'accès. ^ le brevet 11 02438 du 03 08 11 / Leuvrey B, montre une plaquette utilisant une RFID UHF ; la Fig1 montre un seul élément(13) conducteur utilisé et sans une quelconque cage vide ; dans une autre version selon la FIG 2 , l'élément conducteur entoure une cage qui n'est pas 30 vide puisque comportant en son intérieur central la RFID UHF(10). ^ la demande de brevet 1202689 du 02 10 2012/Leuvrey B montre dans la FIG12 une cavité non vide car comprenant un support mobile porteur d'une RFID UHF. ^ la demande de brevet N° 1501188 du 08/06/2015/ Leuvrey B apporte des solutions de traçabilité des palettes par intégration d'un dispositif RFID UHF placé à l'intérieur d'une 35 enceinte ici de forme tubulaire et de ce fait cette enceinte étant non vide. ^ le brevet Latschbacher US202/0170213 Al Nov 21 2002 montre une plaquette enfermant une RFID (non UHF), donc dans une enceinte de fait non vide, et dans des dispositifs déjà définis et exploités antérieurement dans le brevet Leuvrey N° 8701700 du 1111 02 1987 Ces documents pré-cités ne répondent pas dans la transmission des ondes EM au «principe 40 fonctionnel»(PF) suivant : des ondes EM extérieures ne peuvent traverser 2 parois opposées d'une enceinte vide , si ces parois sont de nature conductrice . Rappelons que la RFID UHF(7) est généralement intégrée à un inlay , support adhésif comprenant le chip(7.3) (chip=la puce contenant en sa mémoire un numéro séquentiel) et une antenne dite dipole(7.2) ( c-a-d à 2 bornes , réception, émission ) , cette antenne 45 dipole(7.2) en lignes brisées(7.1) et de nature dielectrique(électriquement conducteur) ; ici la RFID UHF est dite « passive » car ne produisant pas d'énergie ; 3046481 2 la RFID UHF au moyen de son antenne(7) communique avec un lecteur(13) par ondes électro-magnétiques EM(12) dans les fréquences légales de 860 à 960 Mhz ; le lecteur(13) transmet donc à la RFID UHF(7) de l'énergie par ses ondes aller(12a)EM ; et la RFID UHF(7) par son antenne envoie alors son numéro séquentiel par les ondes retour(12r) EM au 5 lecteur(13) qui traite ensuite l'information dans une dispositif informatique adapté et exploité dans la reconnaissance et traçabilité des bois par tous les utilisateurs inter-opérationnels de la chaîne logistique. La conception et l'emploi des RFID UHF est utilisée dans le cadre de règles administratives, internationales et sous contrôle des Etats, définissant des plages de fréquences de 860 à 960 10 Mhz attribuées à quelques grandes zones sur la planète telles que Europe, Amérique, Asie. La RFID UHF autorise une lecture à distance, voire à grande distance(selon la configuration adaptée des antennes et des lecteurs) ; c'est l'avantage de la RFID UHF par rapport à d'autres RFID évoluant dans d'autres plages de fréquences ainsi que d'autres systèmes de lecture tels que le code-barres(code optique exigeant un lecteur tout près ou même voire 15 contre le code ) . L'autre grand avantage de la RFID UHF est qu'elle utilise une numérotation séquentielle, chaque inlay RFID UHF contient en sa mémoire(chip 7.3) un numéro unique au monde ; ainsi ce système permet l'inter-opérabilité par tous les utilisateurs dans la traçabilité et suivi de chaque objet associé à une RFID UHF , dans des architectures logistiques à très grande 20 échelle opérationnelle. Ici la traçabilité des bois(8) bruts non séchés, est totale dans toute la chaîne et suivi du bois , depuis l'abattage (mécanisé ou manuel) de l'arbre, le débardage, le transport, le stockage, le sciage dans des scieries mécanisées à des très hauts rendements ainsi que dans des petites scieries pouvant mieux labelliser les ressources locales , jusqu'au suivi de bois débités, avant 25 leurs ultérieures 2ème et 3ème transformations dont le séchage, dans et pour une valorisation du bois dans tous les domaines (construction, charpente, menuiserie, ébénisterie...) Le bois de l'arbre est puits de CO2 , et la forêt renouvelable bien administrée avec RFID UHF a un rôle de la plus haute importance, dans une gestion avec traçabilité continue et optimum ; la forêt étant une ressource renouvelable et donc d'une importance écologique positivement capitale pour l'avenir de la planète. Le bois frais d'abattage et donc non séché est composé à environ de 40 à 50% d'eau ; or l'eau est un élément conducteur et porteur d'ondes EM(électro-magnétiques) évoluant dans les mêmes fréquences utilisées et définies dans les RFID UHF( dans les fréquences de 860 à 960 Mhz ) ; ce qui pose précisément un conflit d'ondes EM empêchant le bon fonctionnement du dialogue entre le lecteur(13) et la RFID UHF(7) de la plaquette(1) fixée contre le bois brut non séché à forte teneur en eau; à titre indicatif , le bois dit « sec » étant défini par seulement environ 10 à 15% d'eau, et donc dans un volume de nuisance des ondes EM de l'eau considéré comme négligeable dans la lecture RFID UHF. Le présent document apporte des nouvelles solutions, exposées ci-dessous. L'invention sera mieux comprise au travers les dessins suivants FIG 1 montre une vue extérieure générale et oblique de la plaquette équipée de sa RFID UHF fixée sur sa face supérieure externe et ici en option débordant partiellement sur les cotés latéraux, la plaquette étant équipée sous elle d'une enceinte à 1 compartiment, cette plaquette ici en vue avant sa fixation au bois brut non séché . * FIG 2 montre la plaquette RFID UHF selon la Fig1 en la coupe transversale (AA), (et ici sans débort latéral de la RFID UHF), et fixée au bois brut(8) non séché ; ainsi que la position du lecteur(13) à distance du bois(8), et les trajectoires des ondes EM(12a et 12r) du lecteur à la RFID UHF et de la RFID UHF au lecteur, ainsi que les trajectoires des ondes(10) du bois évoluant dans une direction hors du dispositif du dialogue Iecteur>RFID UHF>lecteur. * FIG3 , selon les FIG1et 2 , montre , selon une vue en coupe agrandie, une synthèse du dispositif plus élaboré et comprenant une enceinte vide à 2 compartiments , et montrant le fonctionnement des ondes EM dans la lecture de la RFID UHF . 3046481 3 La présente invention utilise ici le « principe fonctionnel »(PF) pré-cité dans la transmission des ondes EM(électro-magnétiques) (ici dans les fréquences UHF-ultra haute fréquence-) dans un dispositif de type enceinte volumique fermée et vide et étanche et ici de forme parallèpipedique à 6 cotés : des ondes EM extérieures à une enceinte ne peuvent traverser 5 cette enceinte(4) volumique fermée dans un axe directionnel coupant 2 cotés opposés si ces 2 cotés sont de nature « conducteur » (conducteur = qualité de conduire ou transmettre un courant électrique). Pour rappel des forces EM en présence: * d'une part la RFID UHF(élément diélectrique par son antenne , antenne de forme brisée ; 10 «diélectrique » s'entend comprenant 2 propriétés : celle d'isolant ou ici celle de conducteur quand le lecteur(13) polarise un champ magnétique aux 2 bornes diélectriques de l'antenne de la RFID UHF emmagasinant cette énergie, l'antenne devenant alors conducteur dans un dispositif en fonction EM(12a-12r) dans le dialogue « Lecteur^RFIDUHF^Lecteur » ; * et d'autre part le bois(8) brut non séché et composé de beaucoup d'eau(également élément 15 conducteur) évoluant dans les mêmes fréquences, ce qui brouille et empêche la communication entre le lecteur et la RFID UHF ; et donc le bien-fondé des solutions décrites dans le présent document. La plaquette(1) équipée d'une RFID UHF(7) est réalisée en matière thermo-plastique (non conducteur) et est fixée à plat sur la coupe(17) d'une grume ou d'un billon de bois brut non 20 séché ; cette plaquette(1) comprend une enceinte(4) volumique fermée et vide et préférentiellement parallépipedique à 6 cotés , dont 4 cotés(6L) verticaux et 2 cotés horizontaux parallèles à la coupe du bois, soit selon la FIG2 un coté horizontal(6F) inférieur en appui contre le bois(8) et un coté supérieur ici étant la face(1) supérieure de la plaquette ; Selon la FIG3, ce coté(1) horizontal supérieur de l'enceinte(4) étant donc de fait l'élément plat 25 supérieur et externe au bois de la plaquette(1), porte solidairement la RFID UHF(7) en position en dessus(7a) ou en position en dessous(7b) , dans un contact maintenu(par collage ou autre quelconque moyen adapté ) et permanent de l'inlay RFID UHF(7) de nature «diélectrique »(conducteur); Le coté(1) supérieur de la plaquette associé solidairement à la RFID UHF(conducteur) est 30 donc considéré comme conducteur dans l'espace couvert par l'antenne(7) de la RFID UHF. La RFID UHF(7) est selon le dessin FIG1 en située sur la face supérieure de la plaquette(1) et optionnellement en débort(7.1) absolument partiel sur les petits cotés latéraux et verticaux de l'enceinte(4) et sans contact aux fonds (6F), dans le but d'élargir la surface «conducteur» apportée par la nature dielectrique de la RFID UHF , ceci élargissant latéralement la base du 35 cône(16, FIG3) d'impédance délimitant l'espace de connexion de la RFID UHF(7) au lecteur. Selon la FIG3, le cône(16) d'impédance définit une zone de résistance aux ondes EM extérieures émises par matériaux conducteurs et donc ici « prédateurs » portées par le bois(8) brut non séché. Le cône(16) d'impédance appelé aussi cône de résonnance(16) limite et couvre ainsi la zone spatiale ainsi protégée et ouverte à la transmission des ondes EM 40 (12a ou 12r) entre le lecteur(13) et la RFID UHF(7) fixée dans une position dessus(7a) ou dessous(7b) de la face supérieure de la cage(4a) ou (4a et 4b) dans le cas optionnel d'une enceinte à 2 compartiments (4a et 4b). ; le lecteur(13) envoie de l'énergie par ses ondes EM dans le sens aller(12a) à la RFID UHF qui donne son information(son numéro séquentiel) par les ondes EM en sens retour(12r) au lecteur(13). 45 Selon la FIG2, le 2ème coté(6F) horizontal situé à la base inférieure de l'enceinte(4), est ainsi en appui et en contact maintenu sur la coupe(17) du bois(8) brut non séché de la grume(avec son écorce(9) ; ce coté (6F) est dielectrique(conducteur) obtenu préférentiellement en une matière thermo-plastique de nature conductrice(obtenue par exemple par mélange de poudres métalliques tels cuivre, aluminum, carbone) ; les cotés verticaux et donc latéraux(6L) 50 de l'enceinte sont en une matière non conductrice et participent dans l'élaboration d'une enceinte ici structurellement fermée de forme préférentiellement parallèlipedique et étanche; la lecture de la RFID UHF(7) est ainsi rendue possible ici par et dans l'association en fonction ensemble des 3 composantes basiques : la création d'une enceinte(4) vide, la RFID UHF utilisée comme élément conducteur apposée solidairement à la paroi supérieure de l'enceinte(4), le fond(6F) conducteur et inférieur de l'enceinte en contact au bois. 3046481 4 Ainsi donc, à ce stade de réalisation du dispositif RFID UHF sur bois brut non séché tel que déjà décrit ci-dessus , le «principe fonctionnel»(PF) précédemment énoncé est déjà positivement utilisé et réalisé dans le fait que d'une part des ondes EM extérieures(12a) venant du lecteur(13) et que d'autre part les ondes EM extérieures (10) venant du bois(8) brut 5 non séché dans un sens opposé, ne peuvent traverser les 2 parois opposées d'une enceinte vide(4), si ces parois sont de nature conductrice. Notons que le mot « vide » ici ne signifie pas un vide absolu, mais s'entend sans présence d'un conducteur(exemple : eau) et seulement rempli de l'air et vide de tous quelconques objets présents dans l'espace libre entre les parois de l'enceinte. 10 Optionnellement ce 2ème coté(6F) conducteur est remplacé directement par le « bois brut non séché»(conducteur par la nature de l'eau) de la grume(8) , le bois faisant ainsi fonction de fond conducteur dans son contact permanent à la l'enceinte(4); dans ce cas la ligne(17) d'appui de la plaquette au bois vient en position(15). Ce dispositif peut encore être optimisé ainsi décrit selon la FIG3 par l'emploi d'une 15 enceinte(4) vide comprenant alors en option 2 compartiments(4a et 4b) vides ; c-a-d 2 espaces cumulés faisant barrières aux ondes EM venant du bois brut non séché ; ce dispositif optimisé est obtenu par une cloison intercalaire(11) centrale horizontalement et coupant horizontalement totalement l'enceinte(4) en 2 enceintes (4a et 4b) ; cet intercalaire(11) central est de nature conducteur, tel que réalisé en matière thermo- 20 plastique «conducteur». L'enceinte(4) est de préférence étanche dans ses 2 variantes à un ou deux compartiments, et peut aussi être optionnellement réalisée à part et en finalité rapportée en fixation solidaire sous la plaquette dans les mêmes dispositions de fonctionnement décrites ci-dessus ; cette option permet de fabriquer l'enceinte à part de la plaquette, dans les mêmes critères et 25 définitions et moyens techniques en conformité du but innovant recherché , et dans une optimisation de sa fabrication et de qualité dans l'assemblage des éléments la composant. Dans tous les cas pré-cités, la communication des ondes EM(12a et 12r) de la RFID UHF dans le dialogue avec le lecteur(13) transite dans l' espace(16) du cône(16) de résonnance. La plaquette(1) dans sa structure simple est réalisée en moulage thermo-plastique non 30 conducteur. Les éléments conducteurs(11) et (6F) sont réalisés en thermo-plastique basiquement non conducteur mais devenant conducteur par mélange dosé à des matériaux conducteurs ajoutés tels que par exemple la poudre de carbone ou encore des fibres d'alu ou de cuivre , ou encore d'inox pour ne citer que les principaux. 35 Dans des applications sophistiquées particulières et plus couteuses, la RFID UHF(7) peut être remplacée par un dispositif de reconnaissance par résonnance magnétique tel le SRR«splitring resonator » (résonateur en anneau fendu) fabriqué à partir de matériaux composites artificiels, évoluant dans d'autres plages de fréquences que celles utilisées et définies dans la RFID UHF ; l'enceinte(4) ici ayant la fonction principale voire unique de contenir le SRR et le 40 protéger . Dans d'autres versions adaptées, les encres conductrices peuvent être utilisés déposées en temps qu'éléments conducteurs et se substituant à eux. Indicativement, la plaquette dans sa forme réelle et sa fonction opérationnelle est réalisable dans une épaisseur globale faible de quelques mm seulement, et selon la validation 45 dimensionnelle des compartiments vides(4a ou 4b) par tests réels. En scierie sur les lignes mécanisées d'amenage des grumes( ou billons) de bois équipés de la RFID UHF, un lecteur(13) en poste fixe à proximité de la ligne mécanisée est équipé en fonction de «pendulaire»(19) mobile favorisant la lecture et donc la reconnaissance du numéro du bois défilant , et souvent associé dans l'exploitation du dispositif informatique 50 global à d'autres informations indispensables telles que le cubage par des appareils de mesure des diamètres et longueur des billons de chaque billon posés sur la ligne d'amenage. 3046481 5 La ligne mécanisée d'amenage des bois peut aussi comprendre un lecteur monté et fixé à un tapis souple ; ce tapis est « lécheur » et est en position libre verticale tombant en travers du bac en forme de U et donc en barrage des billons tirés par la chaîne d'amenage ; le bac dans sa forme maintient les billons tractés par des chaines d'amenage posées et en action 5 sur le fond du bac. Le tapis « lécheur » au passage et au contact de chaque billon vient précisément lécher et donc identifier la plaquette RFID UHF( posée dès l'abattage du bois), sur la coupe du billon selon sa position à un bout ou l'autre bout du billon. Les billons de bois sont toujours espacés dans leur défilement sur ligne d'amenage, autorisant ainsi le fonctionnement permanent et efficace de ce dispositif « lecteur lécheur » ; 10 ce « lecteur lécheur » garantit une lecture optimum par sa contact contre la RFID UHF; le tapis peut comprendre plusieurs lecteurs incorporés, de façon à couvrir une grande surface de la coupe du bois, en particulier dans les bois de très gros diamètres ; Le tapis lécheur est composé de lanières souples , favorisant ainsi le meilleur contact au bois. La plaquette(1) d'identification et traçabilité des bois bruts non séchés avec RFID UHF(7), 15 comprend une enceinte(4) dont le vide est obtenu, dans une version alternative, par sa fabrication dans une structure pleine alvéolaire(s'entend pleine de nombreuses cavités vides) obtenue par injection d'un thermo-plastique adapté et de type allégé par extension gazeuse dans le moule d'injection, et dans une matière non conductrice. La plaquette(1) d'identification et traçabilité des bois bruts non séchés par RFID UHF, dans 20 une version alternative , est équipée d'un dispositif de type SRR( split-ring resonator) en reconnaissance des ondes EM dans un champ électro-magnétiques ; ce dispositif technique contourne la difficulté apportée par nuisances des ondes EM de l'eau du bois brut non séché , en disposant d'une antenne amplificatrice couplée électro-magnétiquement à un module électronique , la structure du SRR étant élaborée à partir de méta-matériaux. 25 Ce dispositif SRR est de préférence utilisé dans sa position protégée à l'intérieur de l'enceinte(4) devenue ici de fait non vide ; ici le vide de l'enceinte(4) n'ayant plus la fonction absolue selon le « principe fonctionnel »(PF) énoncé et utilisé précédemment. La présente invention concerne tous autres dispositifs dans des applications de même nature. REVENDICATIONS1. R1/ Plaquette(1) d'identification et traçabilité des bois(8) bruts non séchés avec RFID UHF(7), composée de matière thermo-plastique et placée en sa position fonctionnelle fixée sur la coupe(17) du « bois(8) brut non séché » , et équipée solidairement d'une enceinte volumique préférentiellement fermée et étanche et de forme parallèlipedique à 6 cotés, est « caractérisée » en ce que la lecture de la RFiD UHF(7) , dans son dialogue ouvert et actif avec le lecteur(13) par ondes EM fournies par le lecteur(13) , dans un espace conique(16) de transit des ondes EM, est 10 obtenue par l'association en fonction ensemble des 3 éléments(a,b,c) suivants : a) ladite enceinte(4) est vide entre au moins ses 2 cotés ( le haut(1) et le fond(6f) ) plats et opposés et parallèles à la coupe du bois, lesdits cotés(1 et 6f) étant de nature «conducteurs» soit par leur matière elle-même conducteur ou soit associés à d'autres éléments conducteurs tels la structure de l'antenne de la RFID UHF en sa qualité fonctionnelle de « conducteur » 15 lorsqu'elle est activée par l'énergie des ondes EM qu'elle reçoit du lecteur, ou encore le « bois brut non séché(8) » lui-même conducteur s'il fait fonction de fond(6f), b) la RFID UHF(7), activée dans sa nature et qualité fonctionnelle de « conducteur » par l'énergie des ondes EM qu'elle reçoit du lecteur, est fixée solidairement en contact contre le coté haut(1) de la plaquette(1) en position(7a) sur la face externe ou alternativement en position (7b) 20 sur la face interne , ladite zone(1) supérieure et plate de la plaquette faisant ainsi fonction ici du coté supérieur(haut (1) plat et conducteur de l'enceinte(4), c) le fond(6F) de l'enceinte(4) , élément déjà intégré ou rapporté de l'enceinte(4) et agissant ici dans sa fonction conductrice, est réalisé dans une matière thermo-plastique rendue conductrice au moyen de mélange dosé de polymères non conducteurs avec des matières 25 «conducteur» tels que poudres de carbone ou fibres métalliques , et maintenu contre le « bois(8) brut non séché » dans son contact appuyé , ledit fond(6F) conducteur dans ce dispositif enceinte(4) , étant optionnellement remplacé directement par le « bois brut non séché»(conducteur) faisant ainsi fonction de fond conducteur dans son contact permanent à l'enceinte(4), 30 ladite enceinte(4) étant optionnellement réalisée en 2 compartiments(4a et 4b) , par l'ajout d'une paroi intercalaire(11) de même nature «conducteur» que le fond(6F) , ce dispositif à 2 compartiments agissant donc doublement dans la fonction renforcée d'interdire le passage des ondes EM(10) émanant du bois brut(8) non séché. R2 Plaquette(1) d'identification et traçabilité des bois bruts non séchés avec RFID UHF(7), 35 selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte(4) est optionnellement une pièce réalisée à part, et en fonction rapportée solidairement à la structure basique de la plaquette(1) R3 Plaquette(1) d'identification et traçabilité des bois bruts non séchés avec RFID UHF(7), selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le lecteur(13) est optionnellement fixé à un dispositif de type tapis souple et à lanières favorisant ainsi son contact aux RFID UHF fixées 4 0 aux billons de bois passant sur une ligne d'amenage mécanisée , ou optionnellement fixé à un dispositif de type pendulaire(19) mobile. R4 Plaquette(1) d'identification et traçabilité des bois bruts non séchés avec RFID UHF(7), selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une enceinte(4) dont le vide est obtenu, dans une version alternative, par sa fabrication dans une structure alvéolaire obtenue 45 par injection thermo-plastique adapté et de type allégé par extension gazeuse dans le moule d'injection, et dans une matière non conductrice. R5 Plaquette(1) d'identification et traçabilité des bois bruts non séchés avec RFID UHF(7), selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans une version alternative, elle est équipée d'un dispositif RFID de type SRR(split-ring resonator) dans la reconnaissance des ondes EM 50 dans un champ électro-magnétique, ledit dispositif SRR étant alors de préférence situé dans sa position protégée à l'intérieur de l'enceinte(4) devenue de fait ici non vide.