Brevet FR3061994A1 — publié le 20180720

L'invention concerne une antenne reliée à un module d'émission et/ou de réception de rayonnement électromagnétique, ainsi que des utilisations de cette antenne. Un domaine d'application de l'invention concerne les antennes devant émettre 5 des mesures prises par un capteur sur un site de mesure, notamment enterrés. L'un des problèmes des sites de mesure enterrés est que l'antenne de mesure devant retransmettre la mesure effectuée doit être fixée à l'organe sur lequel la mesure est effectuée et est difficile d'accès. Ainsi, le plus souvent, dans le cas d'un organe enterré, l'antenne devant 10 retransmettre la mesure ayant été effectuée doit être placée sur le haut de l'organe enterré. La qualité de retransmission de la mesure effectuée par l'antenne vers un récepteur distant est donc entièrement dépendante du placement de l'antenne. Du fait que l'antenne est destinée à être embarquée avec l'organe enterré sur lequel la mesure doit être effectuée, le placement de l'antenne dépend donc du placement de l'organe 15 lorsque l'antenne est fixée à l'avance à l'organe avant installation sur le site. De ce fait, du fait que l'organe peut avoir une position quelconque ou ne pouvant pas être choisie facilement lorsqu'il est enterré ou installé, l'antenne peut être mal positionnée en étant à une trop grande distance du haut de l'organe, ce qui peut empêcher de ce fait la réception des informations rayonnées par l'antenne. 20 L'invention vise à obtenir une antenne palliant les inconvénients de l'état de la technique et qui présente une meilleure tolérance de l'émission et/ou de la réception de rayonnement électromagnétique par rapport à sa disposition sur un support. A cet effet, un premier objet de l'invention est une antenne comportant au moins un premier conducteur d'émission et/ou de réception de rayonnement 25 électromagnétique et un module d'émission et/ou de réception de signal électrique, relié au premier conducteur, caractérisée en ce que 3061994 2 le premier conducteur est enroulé suivant un premier sens d'enroulement autour d'une direction longitudinale à distance de celle-ci et s'étend sur au moins une première longueur déterminée suivant la direction longitudinale depuis le module d'émission et/ou de réception. Grâce à l'invention, l'antenne rayonne de la même manière en émission et/ou en réception autour de la direction longitudinale. Ainsi, l'antenne rayonne de la même manière, notamment vers le haut, quelle que soit sa position autour de la direction longitudinale. On est ainsi assuré que l'antenne rayonnera toujours correctement en émission et/ou en réception vers le haut, quelle que soit sa disposition sur le support. Suivant un mode de réalisation, l'antenne comporte en outre au moins un deuxième conducteur d'émission et/ou de réception de rayonnement électromagnétique, qui est relié au module d'émission et/ou de réception de signal électrique, le deuxième conducteur étant enroulé suivant un deuxième sens 15 d'enroulement autour de la direction longitudinale à distance de celle-ci et s'étend sur au moins une deuxième longueur déterminée suivant la direction longitudinale depuis le module d'émission et/ou de réception. Suivant un mode de réalisation, la deuxième longueur est incluse dans la première longueur, le premier conducteur étant électriquement isolé par rapport au 20 deuxième conducteur. Suivant un mode de réalisation, la deuxième longueur est confondue avec la première longueur, le premier conducteur étant électriquement isolé par rapport au deuxième conducteur. Suivant un mode de réalisation, le premier sens d'enroulement est inverse du 25 deuxième sens d'enroulement. Suivant un mode de réalisation, le premier conducteur comporte une première extrémité reliée à un premier accès du module et une deuxième extrémité reliée à un deuxième accès du module et s'étend entre la première extrémité et la deuxième extrémité, 30 l'antenne comportant en outre au moins un deuxième conducteur, qui n'est pas relié électriquement au module, ni au premier conducteur, 3061994 3 le deuxième conducteur étant enroulé suivant un deuxième sens d'enroulement autour de la direction longitudinale à distance de celle-ci et s'étendant sur au moins une deuxième longueur déterminée suivant la direction longitudinale ayant au moins un tronçon en commun avec la première longueur suivant la direction 5 longitudinale. Suivant un mode de réalisation, le deuxième conducteur comporte une troisième extrémité libre et une quatrième extrémité libre et s'étend entre celles-ci. Suivant un mode de réalisation, le premier sens d'enroulement est le même que le deuxième sens d'enroulement. 10 Suivant un mode de réalisation, le premier conducteur est disposé sur un premier substrat électriquement isolant, le deuxième conducteur étant disposé sur un deuxième substrat électriquement isolant, lui-même disposé sur le premier conducteur en croisant ce dernier. Suivant un mode de réalisation, le premier conducteur a la forme d'une 15 première hélice autour de la direction longitudinale et/ou le deuxième conducteur a la forme d'une deuxième hélice autour de la direction longitudinale. Suivant un mode de réalisation, le premier conducteur et/ou le deuxième conducteur est en forme de ruban. Suivant un mode de réalisation, l'antenne est de type RFID et/ou NEC et/ou 20 RFID HF et/ou NEC HF. Un deuxième objet de l'invention est une utilisation de l'antenne telle que décrite ci-dessus, dans laquelle l'antenne est portée par un support cylindrique et/ou tubulaire autour de la direction longitudinale, le premier conducteur et/ou le deuxième conducteur étant enroulé autour du support. 25 Suivant un mode de réalisation, le support est métallique. Suivant un mode de réalisation, le support est un tube de transport de fluide. Suivant un mode de réalisation, le support est un câble. Suivant un mode de réalisation, le support est un câble électrique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, 30 donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: 3061994 4 - la figure 1 est une vue schématique de côté d'une antenne suivant un mode de réalisation de l'invention, lorsqu'elle est montée sur un support, - la figure 2 est une vue schématique en perspective de l'antenne suivant le mode de réalisation de la figure 1, non montée sur un support, 5 - la figure 3 est une vue schématique de dessus de l'antenne suivant un mode de réalisation de l'invention, dans une configuration non enroulée, - la figure 4 est une vue schématique de côté de l'antenne suivant un autre mode de réalisation de l'invention, non montée sur un support, - la figure 5 représente un schéma électrique équivalent de l'antenne 10 suivant le mode de réalisation de la figure 4. Aux figures, l'antenne 100 peut fonctionner en émission et/ou en réception. L'antenne 100 comporte au moins un premier conducteur 1 qui est enroulé autour d'une direction longitudinale 41 de l'antenne 100, à distance de cette direction longitudinale 41. Le premier conducteur 1 est relié à un module 3 d'émission de signal électrique et/ou de réception de signal électrique. Le premier conducteur 1 est apte à émettre un rayonnement électromagnétique vers l'extérieur lorsque le module 3 lui envoie un signal électrique. Le premier conducteur 1 est apte à recevoir un rayonnement électromagnétique venant de l'extérieur pour envoyer dans ce cas un signal électrique correspondant au module 3. 2 0 Le premier conducteur 1 est enroulé suivant un premier sens d'enroulement autour de la direction longitudinale 41. Le premier conducteur 1 s'étend sur une première longueur déterminée Li suivant cette direction longitudinale 41 depuis le module 3 d'émission et/ou de réception. En émission, l'antenne 100 est ainsi apte à rayonner de la même manière dans 25 toutes les directions radiales partant de la direction longitudinale 41 vers l'extérieur, quelle que soit la position angulaire du conducteur 1 autour de la direction longitudinale 41 (et de même en réception). L'antenne 100 est destinée à être montée sur un support 4. Le support 4 s'étend suivant une direction longitudinale déterminée 41 et peut être par exemple 30 tubulaire et/ou cylindrique autour de la direction longitudinale 41. L'antenne 100 peut être utilisée avec différents types de support 4. 3061994 5 Dans certaines applications, dites de type métallique, le support 4 peut être par exemple métallique et/ou peut comporter au moins une partie métallique s'étendant suivant la direction 41. Dans d'autres applications, dites de type isolant, le support 4 peut être en un 5 matériau électriquement isolant. Le support 4 peut être par exemple un tube, notamment un tube de transport de fluide, tel que par exemple un liquide ou un gaz, comme par exemple du gaz de combustion, notamment du gaz naturel de combustion. Un tel tube doit le plus souvent être installé en étant enterré. Un tel tube fait par exemple partie d'un réseau 10 de distribution. Un tel tube peut être par exemple du type métallique ou du type isolant. Le support 4 peut également être un câble, notamment un câble électrique servant à transporter de l'électricité ou un câble de télécommunication. Le câble peut comporter au moins une partie métallique s'étendant suivant la direction 41. Le câble 15 peut être par exemple du type métallique ou du type isolant. Lorsque l'antenne 100 est montée sur le support 4, l'antenne 100 est située autour du support 4 ou autour d'une partie du support 4. Dans ce cas, le premier conducteur 1 est enroulé autour du support 4 ou autour d'une partie du support 4. Le support 4 porte alors le premier conducteur 1 et le module 3. Dans ce qui suit, on décrit l'antenne 100 dans sa position de montage sur le support 4. Bien entendu, le support 4 ne fait pas partie de l'antenne 100, laquelle peut être prévue sans le support. En outre, l'invention s'étend à tout dispositif comportant l'antenne 100 et le support 4 portant l'antenne 100. Les figures 1 et 2 représentent un premier mode de réalisation de l'invention, dans lequel l'antenne 100 comporte en outre au moins un deuxième conducteur 2 d'émission et/ou de réception de rayonnement électromagnétique, relié au module 3 d'émission et/ou de réception de signal électrique. Le premier conducteur 1 est enroulé suivant un premier sens d'enroulement autour de la direction longitudinale 41 du support 4 sur une première longueur déterminée Li du support 4 suivant cette direction longitudinale 41 depuis le module 3 d'émission et/ou de réception. Le deuxième conducteur 2 est enroulé suivant un deuxième sens d'enroulement autour 3061994 6 de la direction longitudinale 41 du support 4 à distance de cette direction longitudinale 41. Le deuxième conducteur 2 s'étend sur une deuxième longueur déterminée L2 du support 4 suivant cette direction longitudinale 41 depuis le module 3 d'émission et/ou de réception. 5 Dans la position de montage, le premier conducteur 1 et le deuxième conducteur 2 sont portés par le support 4 et sont enroulés autour du support 4 ou autour d'une partie du support 4. La deuxième longueur L2 peut être incluse dans la première longueur Li ou être confondue avec cette première longueur Li, ainsi que représenté aux figures 1 et 2. 10 Le premier conducteur 1 est électriquement isolé par rapport au deuxième conducteur 2. Aux figures 1 et 2, le premier sens d'enroulement du premier conducteur 1 autour de la direction longitudinale 41 du support 4 est inverse du deuxième sens d'enroulement du deuxième conducteur 2 autour de la direction longitudinale 41 du 15 support 4. Ainsi, quel que soit son positionnement autour du support 4, les conducteurs 1 et 2 rayonnent vers le haut, ce qui permet, dans le cas où le support 4 est enterré sur un site, de pouvoir recevoir, par un récepteur distant et/ou lecteur distant situé au-dessus du support 4, les informations émises par l'antenne 100, quelle que soit sa 20 disposition angulaire autour de la direction 41. Bien entendu, l'antenne 100 peut également servir à la réception d'informations depuis le haut et ce quelle que soit sa disposition angulaire autour du support 4. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 à 3, le premier conducteur 1 comporte une première extrémité 11 reliée à un premier accès 31 du 25 module 3. Le deuxième conducteur 2 comporte sa troisième extrémité 21 reliée à un deuxième accès 32 du module 3. Le premier conducteur 1 s'étend sur la première longueur Li du support 4 en allant de sa première extrémité 11 reliée au premier accès 31 du module 3 et sa deuxième extrémité 12 libre éloignée par la longueur Li par rapport à cette première extrémité 11. Le deuxième conducteur 2 s'étend sur la 30 deuxième longueur L2 du support 4 en allant de sa troisième extrémité 21 reliée au 3061994 7 premier accès 31 du module 3 et sa quatrième extrémité 22 libre, éloignée par la longueur L2 par rapport à cette troisième extrémité 21. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 4 et 5, le deuxième conducteur 2 n'est relié électriquement ni au module 3, ni au premier conducteur 1. 5 Dans la position de montage, le premier conducteur 1 et le deuxième conducteur 2 sont portés par le support 4 et sont enroulés autour du support 4 ou autour d'une partie du support 4. Le premier conducteur 1 comporte une première extrémité 11 reliée au premier accès 31 du module 3 et une deuxième extrémité 12 reliée au deuxième accès 32 du module 3 et s'étend entre la première extrémité 11 et la 10 deuxième extrémité 12 autour de la direction longitudinale 41 du support 4. Le deuxième conducteur 2 est enroulé suivant le deuxième sens d'enroulement de la direction longitudinale 41 du support 4 et s'étend sur la deuxième longueur déterminée L2 du support 4 suivant la direction longitudinale 41. Cette deuxième longueur L2 du support 4 et la première longueur Li déterminée sur laquelle le 15 premier conducteur 1 est enroulé suivant le premier sens d'enroulement autour de la direction longitudinale 41 ont au moins un tronçon en commun L12 suivant cette direction longitudinale 41. Quant au deuxième conducteur 2, il comporte une troisième extrémité 21 libre et une quatrième extrémité 22 libre et s'étend entre les extrémités 21 et 22. 2 0 Aux figures 4 et 5, le premier sens d'enroulement et le deuxième sens d'enroulement, respectivement des conducteurs 1 et 2, sont les mêmes. Dans le mode de réalisation des figures 4 et 5, le deuxième conducteur 2 permet de stabiliser le rayonnement électromagnétique de l'antenne 100 et sert de noyau à distance duquel est enroulé le premier conducteur 1 relié au module 3. Dans 25 un mode de réalisation, ainsi que représenté aux figures 4 et 5, le deuxième conducteur 2 est entrelacé en trois dimensions avec le premier conducteur 1. D'une manière générale, les conducteurs 1 et 2 sont immobilisés l'un par rapport à l'autre. D'une manière générale, les conducteurs 1 et 2 sont en un matériau conducteur de l'électricité, par exemple métallique. D'une manière générale, afin 30 d'éviter que les conducteurs 1 et 2 se touchent, il peut être prévu une ou plusieurs partie(s) isolante(s) entre les conducteurs 1 et 2, au moins aux endroits où ils se 3061994 8 croisent. Ainsi, suivant un mode de réalisation représenté à la figure 3, le premier conducteur 1 est disposé sur un premier substrat 13 électriquement isolant. Le deuxième conducteur 2 est disposé sur un deuxième substrat 23 électriquement isolant. Le deuxième substrat 23 peut être fixé au premier substrat 13. Le substrat 13 5 est par exemple d'une seule pièce avec le substrat 23. Le substrat 13 et/ou 23 peut par exemple être en ferrite. Les substrats 13 et 23 peuvent être en un matériau souple permettant d'être enroulés autour du tube 4 dans la position de montage. La figure 3 représente les substrats 13 et 23 à l'état plan et non enroulé. Le substrat 13 et/ou 23 peut porter plusieurs modules 3 reliés à plusieurs conducteurs 1 et/ou 1 0 plusieurs conducteurs 2, ainsi que représenté à la figure 3. Dans la position de montage, le premier substrat 13 est disposé sur le support 4. Le deuxième substrat 23 est disposé également sur le support 4 et sur le premier conducteur 1 en croisant ce premier conducteur 1. D'une manière générale, le premier conducteur 1 et/ou le deuxième 15 conducteur 2 a une forme tridimensionnelle autour de la direction longitudinale 41. Suivant un mode de réalisation, le premier conducteur 1 est par exemple formé par un enroulement d'une ou plusieurs spire(s) non jointive(s) et a par exemple la forme d'une première hélice s'étendant autour de la direction longitudinale 41. Suivant un mode de réalisation, le deuxième conducteur 2 est par exemple formé par un 2 0 enroulement d'une ou plusieurs spire(s) non jointive(s) et a par exemple la forme d'une deuxième hélice s'étendant autour de la direction longitudinale 41. Suivant un mode de réalisation, le premier conducteur 1 est par exemple en forme de ruban. Le deuxième conducteur 2 est par exemple en forme de ruban. Dans le cas où le support 4 est un câble, le conducteur 1 et/ou le conducteur 2 peuvent 25 être intégrés dans une gaine isolante entourant le câble électrique. Suivant un mode de réalisation, le premier conducteur 1 et/ou le deuxième conducteur 2 tels que décrits ci-dessus sont agencés pour former une antenne 100 du type RFID et /ou NFC et/ou RFID HF et/ou NFC HF. RFID est l'abréviation d'identification par radiofréquence (en anglais : 30 "radiofrequency identification"). NFC est l'abréviation de "communication en champ proche" (en anglais : "near field communication"). HF est l'abréviation de hautes 3061994 9 fréquences. La bande de fréquence de l'antenne 100 de type RFID HF et/ou NFC HF peut correspondre à une fréquence d'accord de l'antenne 100 située dans une bande HF de fréquence supérieure ou égale à 30 kHz et inférieure à 80 MHz. Par exemple, cette fréquence d'accord peut être de 13.56 MHz. 5 Dans ce cas, le module 3 d'émission et/ou de réception peut être une puce RFID. Les informations rayonnées par l'antenne 100 sont aptes à être lues par un récepteur distant et/ou un lecteur distant, tel que par exemple un lecteur du type RFID et/ou NFC et/ou RFID HF et/ou NFC HF, lorsque ce lecteur et/ou récepteur 10 est approché de l'antenne 100, par exemple au-dessus de l'antenne 100 dans le cas d'un support 4 enterré. Ainsi, l'antenne 100 peut être fixée au support 4 à l'avance en usine avant l'installation de ce support 4 sur un site où il doit être enterré. Quelle que soit la partie du support 4 qui se trouvera être orientée vers le haut lorsqu'il sera enterré, l'antenne 100 rayonnera toujours vers le haut pour transmettre l'information 15 à un récepteur et/ou lecteur situé au-dessus. Ce récepteur et/ou lecteur peut par exemple être porté par un utilisateur désirant interroger l'antenne 100. Ainsi, l'antenne 100 d'émission et/ou de réception de rayonnement électromagnétique peut être du type transpondeur, c'est-à-dire ne pas comporter de pile ni d'alimentation électrique mais émettre le rayonnement électromagnétique 20 transportant une information vers l'extérieur en réponse à un rayonnement électromagnétique incident reçu du lecteur par l'antenne 100. Un procédé de montage de l'antenne 100 sur le support 4 comporte une étape dans laquelle on enroule le conducteur 1 et/ou le deuxième conducteur 2 sur le support 4 autour de la direction longitudinale déterminée 41, respectivement sur la 25 première longueur Li et/ou L2 du support 4 suivant cette direction 41. Suivant une application possible, le module 3 d'émission et/ou de réception de rayonnement électromagnétique est relié à au moins un capteur, non représenté, apte à fournir une mesure d'au moins un paramètre, pouvant être un paramètre du support 4 (par exemple du fluide dans le cas d'un tube de transport de fluide tel 30 qu'indiqué ci-dessus et/ou d'un paramètre physique et/ou électrique du câble tel que décrit ci-dessus). Dans ce cas, l'antenne 100 permet d'émettre vers l'extérieur un 3061994 'o rayonnement électromagnétique transportant le paramètre, qui a été mesuré par le capteur et qui a été envoyé au(x) conducteur(s) 1 et/ou 2 par l'intermédiaire du module 3. Dans une autre application possible, l'antenne 100 peut servir à émettre une 5 identification enregistrée dans le module 3 et pouvant correspondre à une identification d'une localisation géographique de l'endroit où se trouve l'antenne 100 et/ou autre. REVENDICATIONS1. Antenne (100) comportant au moins un premier conducteur (1) d'émission et/ou de réception de rayonnement électromagnétique et un module (3) d'émission et/ou de réception de signal électrique, relié au premier conducteur (1), caractérisée en ce que le premier conducteur (1) est enroulé suivant un premier sens d'enroulement autour d'une direction longitudinale (41) à distance de celle-ci et s'étend sur au moins une première longueur déterminée (L1) suivant la direction longitudinale (41) depuis le module (3) d'émission et/ou de réception. 2. Antenne (100) suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle 10 comporte en outre au moins un deuxième conducteur (2) d'émission et/ou de réception de rayonnement électromagnétique, qui est relié au module (3) d'émission et/ou de réception de signal électrique, le deuxième conducteur (2) étant enroulé suivant un deuxième sens d'enroulement autour de la direction longitudinale (41) à distance de celle-ci et 15 s'étend sur au moins une deuxième longueur déterminée (L2) suivant la direction longitudinale (41) depuis le module (3) d'émission et/ou de réception. 3. Antenne (100) suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la deuxième longueur (L2) est incluse dans la première longueur (L1), le premier conducteur (1) étant électriquement isolé par rapport au deuxième conducteur (2). 20 4. Antenne (100) suivant la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la deuxième longueur (L2) est confondue avec la première longueur (L1), le premier conducteur (1) étant électriquement isolé par rapport au deuxième conducteur (2). 5. Antenne (100) suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le premier sens d'enroulement est inverse du deuxième sens 25 d'enroulement. 6. Antenne (100) suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le premier conducteur (1) comporte une première extrémité (11) reliée à un premier accès (31) du module (3) et une deuxième extrémité (12) reliée à un deuxième accès (32) du module (3) et s'étend entre la première extrémité (11) et la deuxième extrémité (12), 3061994 12 l'antenne (100) comportant en outre au moins un deuxième conducteur (2), qui n'est pas relié électriquement au module (3), ni au premier conducteur (1), le deuxième conducteur (2) étant enroulé suivant un deuxième sens d'enroulement autour de la direction longitudinale (41) à distance de celle-ci et 5 s'étendant sur au moins une deuxième longueur déterminée (L2) suivant la direction longitudinale (41) ayant au moins un tronçon en commun (L12) avec la première longueur (L1) suivant la direction longitudinale (41). 7. Antenne (100) suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le deuxième conducteur (2) comporte une troisième extrémité (21) libre et une 1 0 quatrième extrémité (22) libre et s'étend entre celles-ci. 8. Antenne (100) suivant la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que le premier sens d'enroulement est le même que le deuxième sens d'enroulement. 9. Antenne (100) suivant l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que le premier conducteur (1) est disposé sur un premier substrat 15 (13) électriquement isolant, le deuxième conducteur (2) étant disposé sur un deuxième substrat (23) électriquement isolant, lui-même disposé sur le premier conducteur (1) en croisant ce dernier. 10. Antenne (100) suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le premier conducteur (1) a la forme d'une première hélice 20 autour de la direction longitudinale (41) et/ou le deuxième conducteur (2) a la forme d'une deuxième hélice autour de la direction longitudinale (41). 11. Antenne (100) suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le premier conducteur (1) et/ou le deuxième conducteur (2) est en forme de ruban. 25 12. Antenne (100) suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est de type RFID et/ou NFC et/ou RFID HF et/ou NFC HF. 13. Utilisation de l'antenne (100) suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'antenne (100) est portée par un support 30 (4) cylindrique et/ou tubulaire autour de la direction longitudinale (41), le premier 3061994 13 conducteur (1) et/ou le deuxième conducteur (2) étant enroulé autour du support (4). 14. Utilisation suivant la revendication 13, dans laquelle le support (4) est métallique. 5 15. Utilisation suivant la revendication 13 ou 14, dans laquelle le support (4) est un tube de transport de fluide. 16. Utilisation suivant la revendication 13 ou 14, dans laquelle le support (4) est un câble. 17. Utilisation suivant la revendication 16, dans laquelle le support (4) est un 1 0 câble électrique. 15