Brevet FR3128591A1 — publié le 20230428

Un dispositif de réflexion (DR) fait partie d’un dispositif de détection (DD) équipant un système (S), comprenant un espace fermé (EF) à environnement métallique et comportant un objet (O) muni d’un élément d’identification (EI) émetteur/récepteur d’ondes, et comprenant un lecteur d’identification (LI) échangeant des messages avec l’élément d’identification (EI), via une antenne (AER) émettrice/réceptrice d’ondes et installée dans l’espace fermé (EF), pour détecter sa présence. Ce dispositif de réflexion (DR) comprend au moins une métasurface réfléchissant des ondes issues de l’antenne (AER) et destinées à l’élément d’identification (EI) et inversement, et une paroi principale installée dans l’espace fermé (EF) à une première distance d’une paroi de support (PSS) avec interposition de la métasurface à des deuxième et troisième distances respectivement des paroi principale et paroi de support (PSS), réalisée dans un matériau non isolant électriquement et laissant passer les ondes sans changer leur forme d’onde. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1 DISPOSITIF DE RÉFLEXION À MÉTASURFACE(S) POUR UN DISPOSITIF DE DÉTECTION D’ÉLÉMENTS D’IDENTIFICATION Domaine technique de l’invention L’invention concerne les dispositifs de réflexion à métasurface(s) qui sont destinés à faire partie de dispositifs de détection équipant des systèmes comprenant au moins un espace fermé à environnement métallique et comportant au moins un objet à détecter. Etat de la technique Certains systèmes, comme par exemple certains véhicules (éventuellement des véhicules utilitaires ou des camions), comprennent au moins un espace fermé dans lequel peuvent être logés, plus ou moins temporairement, des objets munis d’un élément d’identification émetteur/récepteur d’ondes destiné à permettre leur détection par un dispositif de détection embarqué. Ce dispositif de détection comprend un lecteur d’identification chargé d’échanger des messages avec les éléments d’identification des objets présents dans l’espace fermé via au moins une antenne émettrice/réceptrice d’ondes qui peut éventuellement faire partie d’un boîtier du dispositif de détection. Généralement, les ondes émises par l’antenne émettrice/ réceptrice d’ondes et les éléments d’identification ont des fréquences appartenant au domaine des radiofréquences (RF), et les éléments d’identification sont des étiquettes d’identification (ou marqueurs) radio fréquence comportant une puce électronique associée à une antenne RF. On parle alors d’identification radio fréquence (ou RFID (« Radio Frequency Identification »)). Lorsque l’espace fermé à un environnement métallique, comme par exemple lorsqu’il est défini par une caisse de véhicule ou de remorque, il arrive fréquemment que la détection d’un objet ne se fasse pas bien ou pas du tout du fait de la présence d’un obstacle (éventuellement un autre objet) ou d’une perturbation électromagnétique produite par le véhicule ou d’une collision d’ondes RF. Il peut aussi arriver que le dispositif de détection détecte l’élément d’identification d’un objet situé à l’extérieur de l’espace fermé. Ce problème de détection, résultant non seulement du positionnement de l’antenne émettrice/réceptrice d’ondes par rapport aux objets dans l’espace fermé mais également de la configuration et de l’environnement métallique de ce dernier, il a été proposé, notamment dans le document brevet FR 3103327, d’adjoindre au dispositif de détection au moins une métasurface configurée de manière à réfléchir des ondes issues de l’antenne et destinées aux éléments d’identification et des ondes issues des éléments d’identification et destinées à l’antenne. On entend ici par « métasurface » une surface ayant une épaisseur inférieure à la longueur d’onde des ondes qu’elle doit réfléchir et réalisée dans un métamatériau structuré (avec des motifs horizontaux ayant une taille inférieure à la longueur d’onde précitée) ou non structuré. Un métamatériau est un matériau composite artificiel présentant des propriétés électromagnétiques que ne possède pas un matériau naturel, et en particulier une capacité à moduler le comportement des ondes électromagnétiques grâce à des conditions aux limites particulières. On notera qu’une métasurface peut être programmable ou non programmable. Un dispositif de détection à métasurface(s) permet d’améliorer notablement la détection. Cependant, les métasurfaces étant généralement fixées sur une ou plusieurs parois de support de l’espace fermé, elles sont exposées tant physiquement qu’électromagnétiquement, et donc elles peuvent être endommagées (et par conséquent rendues inopérantes) et/ou perturbées notamment par des faisceaux électriques voisins (et par conséquent moins efficaces). Le problème de l’endommagement physique impose un placement dans une zone très peu ou pas exposée de l’espace fermée, ce qui les rend moins efficaces. Le problème de la perturbation électromagnétique nécessite de réaliser de nombreux tests de positionnement chronophages et onéreux, et les positions optimales (non perturbées) trouvées sont très rarement compatibles avec une bonne protection physique et avec une efficacité de détection optimale. Par ailleurs, la présence de vitres et/ou de joints, notamment dans des véhicules utilitaires, peut entraîner une perte de performance de détection du dispositif de détection. L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation. Présentation de l’invention Elle propose notamment à cet effet un dispositif de réflexion : - destiné à faire partie d’un dispositif de détection, d’une part, destiné à équiper un système comprenant un espace fermé à environnement métallique et comportant au moins un objet muni d’un élément d’identification émetteur/ récepteur d’ondes, et, d’autre part, comprenant un lecteur d’identification échangeant des messages avec l’élément d’identification, via au moins une antenne émettrice/réceptrice d’ondes et destinée à être installée dans l’espace fermé, afin de détecter sa présence, et - comprenant au moins une métasurface configurée de manière à réfléchir des ondes issues de l’antenne et destinées à l’élément d’identification et des ondes issues de l’élément d’identification et destinées à l’antenne. Ce dispositif de réflexion se caractérise par le fait qu’il comprend aussi une paroi principale destinée à être installée dans l’espace fermé à une première distance choisie d’une paroi de support délimitant partiellement cet espace fermé avec interposition de la (chaque) métasurface à des deuxième et troisième distances choisies respectivement des paroi principale et paroi de support, réalisée dans un matériau non isolant électriquement et laissant passer les ondes sans changer leur forme d’onde. Ainsi, la paroi principale protège physiquement les metasurfaces tout en laissant passer les ondes dans les deux sens sans les perturber, et les métasurfaces ne sont au contact ni de la paroi principale PP ni de la paroi de support de manière à ne pas être perturbées et ainsi garantir leur bon fonctionnement. Par conséquent, l’invention permet d’augmenter très notablement la probabilité d’identifier des objets présents dans un espace fermé à environnement métallique. Le dispositif de réflexion selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - il peut comprendre une pièce d’isolation destinée à être intercalée entre les métasurface et paroi de support et réalisée dans un matériau isolant électriquement ; - il peut comprendre au moins un espaceur installé entre les paroi principale et métasurface(s) et réalisé dans un matériau non isolant électriquement, et ayant une épaisseur égale à la deuxième distance choisie ; - en présence de la dernière option, l’espaceur peut être une pièce en mousse rapportée ou une protubérance faisant partie intégrante de la paroi principale ; - la deuxième distance peut être supérieure ou égale à 1,5 mm ; - la paroi principale peut avoir une épaisseur inférieure ou égale à 2,5 mm au moins en regard d’une partie électrique de la (chaque) métasurface ; - il peut comprendre un boîtier destiné à être solidarisé fixement à la paroi de support, dans lequel est installée fixement la métasurface, et comportant la paroi principale et des parois latérales solidarisées fixement à la paroi principale, réalisées dans un même matériau que cette dernière, et entourant la métasurface. L’invention propose également un dispositif de détection, d’une part, destiné à équiper un système comprenant un espace fermé à environnement métallique et comportant au moins un objet muni d’un élément d’identification émetteur/ récepteur d’ondes, et, d’autre part, comprenant un lecteur d’identification échangeant des messages avec l’élément d’identification, via au moins une antenne émettrice/réceptrice d’ondes et destinée à être installée dans l’espace fermé, afin de détecter sa présence. Ce dispositif de détection se caractérise par le fait qu’il comprend aussi au moins un dispositif de réflexion du type de celui présenté ci-avant et destiné à être solidarisé fixement à une paroi de support délimitant partiellement l’espace fermé du système. Par exemple, ce dispositif de détection peut comprendre au moins deux dispositifs de réflexion destinés à être solidarisés fixement à une même paroi de support délimitant partiellement l’espace fermé ou bien à des parois de support différentes et délimitant partiellement l’espace fermé. Egalement par exemple, les ondes émises peuvent avoir des fréquences qui appartiennent au domaine des radiofréquences, ou en variante peuvent être des photons. L’invention propose également un système comprenant un espace fermé, à environnement métallique et propre à comporter au moins un objet muni d’un élément d’identification émetteur/récepteur d’ondes, ainsi qu’au moins un dispositif de détection du type de celui présenté ci-avant. Par exemple, ce système peut constituer un véhicule. Egalement par exemple, ce système peut comprendre une paroi externe définissant une paroi de support, et une paroi interne installée à la première distance choisie de cette paroi externe, définissant une paroi principale d’au moins un dispositif de réflexion, et participant à la délimitation de son espace fermé. On notera qu’une pièce intercalaire, définissant la pièce d’isolation d’au moins un dispositif de réflexion, peut être installée entre les parois externe et interne. Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de camion comprenant un espace fermé comportant des objets munis d’éléments d’identification et un dispositif de détection comprenant deux dispositifs de réflexion selon l’invention, montés en série, illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue en coupe, un premier exemple de réalisation d’un dispositif de réflexion selon l’invention, solidarisé à une paroi de support d’un système, illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue en coupe, un deuxième exemple de réalisation d’un dispositif de réflexion selon l’invention, solidarisé à une paroi de support d’un système, illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue en coupe, un troisième exemple de réalisation d’un dispositif de réflexion selon l’invention, solidarisé à une paroi de support d’un système, illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue en perspective, une partie d’un exemple de réalisation d’un dispositif de détection comprenant trois dispositifs de réflexion selon l’invention, montés en série et couplés au calculateur du lecteur d’identification, et illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de camion à caisse frigorifique délimitant un espace fermé comportant des objets munis d’éléments d’identification et un dispositif de détection comprenant deux dispositifs de réflexion selon l’invention, montés en série et dont certains éléments sont des sous-parties de la caisse frigorifique. Dispositif de réflexion (DR) pour un dispositif de détection (DD), d’une part, destiné à équiper un système (S) comprenant un espace fermé (EF) à environnement métallique et comportant au moins un objet (O) muni d’un élément d’identification (EI) émetteur/récepteur d’ondes, et, d’autre part, comprenant un lecteur d’identification (LI) échangeant des messages avec ledit élément d’identification (EI), via au moins une antenne (AER) émettrice/réceptrice d’ondes et destinée à être installée dans ledit espace fermé (EF), afin de détecter sa présence, ledit dispositif de réflexion (DR) comprenant au moins une métasurface (MS) configurée de manière à réfléchir des ondes issues de ladite antenne (AER) et destinées audit élément d’identification (EI) et inversement, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une paroi principale (PP) destinée à être installée dans ledit espace fermé (EF) à une première distance choisie d’une paroi de support (PSS) délimitant partiellement cet espace fermé (EF) avec interposition de ladite métasurface (MS) à des deuxième et troisième distances choisies respectivement desdites paroi principale (PP) et paroi de support (PSS), réalisée dans un matériau non isolant électriquement et laissant passer lesdites ondes sans changer leur forme d’onde. Dispositif de réflexion selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend une pièce d’isolation (PI) destinée à être intercalée entre lesdites métasurface (MS) et paroi de support (PSS) et réalisée dans un matériau isolant électriquement. Dispositif de réflexion selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un espaceur (ES) installé entre lesdites paroi principale (PP) et métasurface (MS) et réalisé dans un matériau non isolant électriquement, et ayant une épaisseur égale à ladite deuxième distance choisie. Dispositif de réflexion selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite deuxième distance est supérieure ou égale à 1,5 mm. Dispositif de réflexion selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite paroi principale (PP) a une épaisseur inférieure ou égale à 2,5 mm au moins en regard d’une partie électrique de ladite métasurface (MS). Dispositif de réflexion selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend un boîtier (BD) destiné à être solidarisé fixement à ladite paroi de support (PSS), dans lequel est installée fixement ladite métasurface (MS), et comportant ladite paroi principale (PP) et des parois latérales (PL) solidarisées fixement à ladite paroi principale (PP), réalisées dans un même matériau que cette dernière (PP), et entourant ladite métasurface (MS). Dispositif de détection (DD) pour un système (S) comprenant un espace fermé (EF) à environnement métallique et comportant au moins un objet (O) muni d’un élément d’identification (EI) émetteur/récepteur d’ondes, ledit dispositif de détection (DD) comprenant un lecteur d’identification (LI) échangeant des messages avec ledit élément d’identification (EI), via au moins une antenne (AER) émettrice/réceptrice d’ondes et destinée à être installée dans ledit espace fermé (EF), afin de détecter sa présence, caractérisé en ce qu’il comprend en outre au moins un dispositif de réflexion (DR) selon l’une des revendications précédentes, destiné à être solidarisé fixement à une paroi de support (PSS) délimitant partiellement ledit espace fermé (EF). Système (S) comprenant un espace fermé (EF) à environnement métallique et propre à comporter au moins un objet (O) muni d’un élément d’identification (EI) émetteur/récepteur d’ondes, caractérisé en ce qu’il comprend en outre au moins un dispositif de détection (DD) selon la revendication 7. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il constitue un véhicule. Système selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu’il comprend i) une paroi externe (PE) définissant une paroi de support (PSS), et ii) une paroi interne (PI’) installée à ladite première distance choisie de ladite paroi externe, définissant une paroi principale (PP) d’au moins un dispositif de réflexion (DR), et participant à la délimitation dudit espace fermé (EF).