Brevet FR3162380A1 — publié le 20251128

Dispositif (1) d’inspection de canalisation d’eaux usées comprenant deux organes de suspension (11, 11’) montés à rotation chacun un côté du corps principal, chaque organe de suspension (11, 11’) portant chacun au moins une roue avant (10a, 10c) et une roue arrière (10b, 10d) du même côté dudit dispositif (1), et lesdits organes de suspension (11, 11’) étant couplés de sorte que la rotation d’un organe de suspension (11) dans un sens de rotation, provoque la rotation dans le sens inverse de l’autre organe de suspension (11’). Figure : 1 Dispositif d’inspection de canalisation d’eaux usées La présente invention concerne un dispositif d’inspection de canalisation d’eaux usées. En particulier l’invention s'inscrit dans le domaine de la maintenance et de l'inspection des infrastructures urbaines, et concerne plus spécifiquement un système robotisé pour l'inspection des canalisations d'eaux usées. Contexte de l’invention Les canalisations d’assainissement, essentielles pour le traitement et l'évacuation des eaux usées, sont des composantes critiques des infrastructures urbaines. Elles sont généralement constituées de matériaux robustes tels que le béton, le PVC ou la céramique, et varient en diamètre de quelques centimètres à plusieurs mètres, permettant ainsi le passage des eaux usées résidentielles et/ou industrielles vers les installations de traitement. Habituellement ces canalisations sont enterrées, à des profondeurs dépendant de la topographie locale et des exigences de construction, mais allant souvent à plusieurs mètres sous la surface du sol, ce qui en complexifie la surveillance et l’entretien. L’inspection de ces canalisations est cruciale pour prévenir les défaillances, telles que les blocages ou les ruptures, qui peuvent entraîner des inondations et des dégâts environnementaux. Les inspections permettent non seulement d'assurer le bon fonctionnement et la sécurité du réseau d’assainissement mais aussi de planifier les maintenances préventives qui évitent des interventions coûteuses et complexes. Etat de la technique Les méthodes d'inspection des canalisations d’assainissement de l’art antérieur comprennent notamment une inspection visuelle comprenant la mise en œuvre de caméras opérées manuellement pour des inspections visuelles, dont les capacités sont limitées par la portée physique de l'opérateur. D’autres méthodes comprennent notamment des caméras tractées à travers les canalisations par des câbles, permettant une portée plus étendue mais restant dépendantes de la manipulation manuelle du câble et souvent entravées par les virages serrés ou les dépôts accumulés. Ces solutions de l’art antérieur montrent leurs limites notamment en termes de portée, d'efficacité dans des conditions complexes, et de nécessité d'intervention humaine, de sorte qu’il existe le besoin d’un dispositif d’inspection de canalisation résolvant ces différents problèmes. A cet effet l’invention concerne un dispositif d’inspection de canalisation d’eaux usées comprenant un corps principal s’étendant dans une direction principale d’élongation longitudinale et présentant deux bords latéraux, ledit dispositif comprenant en outre au moins quatre roues électriques indépendantes et une centrale inertielle. Ledit dispositif comprend deux organes de suspension montés à rotation chacun un côté du corps principal, chaque organe de suspension portant chacun au moins une roue avant et une roue arrière du même côté dudit dispositif, et lesdits organes de suspension étant couplés de sorte que la rotation d’un organe de suspension dans un sens de rotation, provoque la rotation dans le sens inverse de l’autre organe de suspension. Ainsi, le dispositif présente une meilleure mobilité et une stabilité accrue, lui permettant de circuler de manière plus fiable dans une conduite d’eau usées. Avantageusement pour chaque roue, la roue est montée à son organe de suspension associé par une tige de suspension, ladite roue étant mobile en rotation autour de l’axe d’élongation de la tige de suspension. Ainsi, le dispositif présente une maniabilité et une manœuvrabilité accrue. Avantageusement, ledit dispositif comprend à au moins une extrémité au moins un équipement parmi : des lampes frontales, un système de télémesure, tel qu’un lidar, un radar ou tout autre système adapté, une caméra panoramique ou une caméra à 360°. Ainsi, le dispositif est apte à fournir une inspection performante. Avantageusement, ledit dispositif comprend sur au moins une zone de fixation sur la partie supérieure du corps principal une perche comprenant des moyens d’éclairage et au moins une caméra, telle qu’une caméra 360°. Ainsi, le dispositif permet d’obtenir une représentation visuelle de la conduite particulièrement fiable. Dans un premier mode de réalisation, ledit dispositif comprend des moyens de communication radiofréquence, lesdites roues étant commandées par radiocommunication. Selon une alternative de mise en œuvre, ledit dispositif est un dispositif à déplacement autonome. L’invention concerne aussi un procédé de commande d’un dispositif tel que décrit précédemment, comprenant : Une étape d’acquisition d’une valeur d’inclinaison latérale du corps principal dudit dispositif ; et Une étape de stabilisation fonction de ladite valeur d’inclinaison latérale acquise, au cours de laquelle chaque roue est commandée de sorte à rétablir ledit corps principal dans un plan sensiblement horizontal. Avantageusement, ladite étape de stabilisation comprend un asservissement en boucle fermée, tel qu’un asservissement Proportionnel-Intégral-Dérivé. L’invention concerne aussi un procédé de commande d’un dispositif tel que décrit précédemment lorsque lesdites roues sont commandées par radiocommunication, destiné à se déplacer dans une direction d’inspection principale, comprenant en outre : Une étape d’acquisition d’une valeur de signal de télécommande ; et Lorsque ledit signal ne peut plus être acquis ou lorsqu’il présente un rapport signal/bruit supérieur à une limite prédéterminée, ledit procédé met en œuvre une étape de retour 112 dudit dispositif, provoquant le déplacement dudit dispositif 1 dans une direction inverse à ladite direction d’inspection principale. Description détaillée L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée ci-après de plusieurs modes de réalisation de l’invention, en référence aux figures suivantes : FIG. 1 est une vue en perspective du dispositif selon le mode de réalisation principal de l’invention ; FIG. 2 est une autre vue du dispositif de la FIG. 1 ; et FIG. 3 est un organigramme d’un procédé de commande du dispositif de l’invention. En référence aux figures 1 et 2, le dispositif d’inspection 1 comprend un corps principal 12 en forme de parallélépipède rectangle s’étendant dans une direction d’élongation principale X. Le corps principal 12 intègre une pile d’accumulateurs électriques apte à alimenter les roues et tous les équipements dudit dispositif 1. Ce corps principal 12 présente à une extrémité frontale 121 deux éclairages 13, 13’, un système de télémesure 15, ici un lidar 15 et une caméra 14. La caméra 14 frontale est notamment utilisée par le pilote du dispositif 1 lorsqu’il est télécommandé, via transmission des images sur l’organe de commande du pilote. L’invention n’est pas limitée au seul lidar comme système de télémesure 15, et tout autre système adapté pourra être mis en œuvre, notamment un radar. Dans ce mode de réalisation les éléments présents sur l’extrémité frontale 121 sont dupliqués sur l’extrémité arrière 122, de sorte que l’extrémité arrière 122 comprend aussi un système de télémesure et une caméra non représentée. Toutefois l’invention n’est pas limitée à la présence sur la partie arrière de ces éléments. Ce corps principal 12 comprend en outre 2 zones de fixation 201, 202 sur sa partie supérieure 122, pouvant accueillir différents modules amovibles, en particulier des modules composés d’une perche 161, comprenant des moyens d’éclairage 162 montés le long de la perche, à l’extrémité libre de laquelle est fixée une caméra 16 apte à filmer à 360° dans un plan sensiblement formé par les axes (Y, Z). Cette caméra 16 est notamment utile pour effectuer un film d’inspection à 360° de la conduite inspectée, et est stockée dans une mémoire interne, non représentée, installée dans ledit dispositif 1, ou alternativement peut être télétransmise via les moyens radiofréquence à un serveur distant. Le corps principal 12 du dispositif 1 présente une forme symétrique par rapport à un axe transversal S. Autrement dit, l’avant et l’arrière du dispositif sont identiques. Ainsi, bien que les figures ne le représentent pas, le mode de réalisation principal de l’invention comprend, monté aussi à l’arrière, sur la zone de fixation 202, une perche 161 symétrique telle que décrit précédemment. Toutefois l’invention n’est pas limitée à la présence sur la partie arrière d’une perche 161. Deux organes de suspension 11 et 11’ sont montés libres en rotation chacun sur un côté longitudinal du corps principal 12. Ces organes de suspension 11, 11’ comprennent chacun une paire de roue d’un même côté du dispositif 10a, 10b et 10c, 10d ; chaque roue étant indépendante des autres roues et comprenant une machine électrique indépendante, respectivement 101a, 101b, 101c, 101d. Autrement dit les organes de suspension 11, 11’ apparient les roues respectivement avant 10a, 10c et arrière 10b, 10d de chaque côté du dispositif. Ainsi le premier organe de suspension 11 associe la roue avant gauche 10a avec la roue arrière gauche 10b, et le deuxième organe de suspension associe la roue avant droite 10c et la roue arrière droite 10d. Dans le mode de réalisation de l’invention, chaque roue est motorisée par un moteur de type pas-à-pas, mais l’invention n’est pas limitée à ce type de moteur. Chaque roue 10a-10d peut être commandée par un organe de commande, non représenté, monté dans le corps principale 12, dans un sens de rotation et à une vitesse de rotation indépendants des autres roues. Les roues 10a-10d sont montées chacune sur un bras de suspension 102a-102c (102d non visible sur les figures), s’étendant sensiblement à la verticale sous chaque organe de suspension 11, 11’. Dans ce mode de réalisation principale de l’invention, chaque roue 10a-10d est mobile en rotation autour de l’axe dudit bras de suspension 102a-102c auquel elle est montée. Ceci permet un contrôle amélioré de chaque roue indépendamment des autres et permet une meilleure stabilisation dudit dispositif 1. Les organes de suspension 11, 11’ sont articulés en couplage inversé par rapport au corps principal. Ainsi à titre d’exemple lorsque l’organe de suspension 11 forme un angle de 15° par rapport au corps principal 12, ce qui forme, par rapport au plan dans lequel se situe le corps principal 12, un soulèvement de la roue avant 10a par rapport à la roue arrière associée 10b ; l’autre organe de suspension 11’ forme alors un angle de -15°, de sorte que la roue avant 10c est abaissée par rapport à la roue 10d Réciproquement lorsque l’organe de suspension 11 forme un angle de -15° par rapport au corps principal 12, ce qui forme, par rapport au plan dans lequel se situe le corps principal 12, un abaissement de la roue avant 10a par rapport à la roue arrière associée 10b ; l’autre organe de suspension 11’ forme alors un angle de +15°, de sorte que la roue avant 10c est surélevée par rapport à la roue 10d. Ainsi, les roues 10a-10d sont couplées via les organes de suspensions 11, 11’ de sorte que la surélévation de la roue avant gauche 10a est couplée à la surélévation de la roue arrière droite 10d, ce couplage étant aussi réalisé entre la roue avant droite 10c et la roue arrière gauche 10b. Au repos, l’axe de rotation des quatre roues 10a-d s’étendent dans un même plan sensiblement parallèle au plan d’élongation (xy) du corps principal 12. Toutefois, dans un mode de réalisation particulier de l’invention, un angle compris entre -15° et +15° lorsque le dispositif repose sur une surface plane, entre le plan dans lequel se trouvent les quatre roues 10a-d et le corps principal 12, ce qui peut résulter notamment d’un paramétrage du centre de gravité du dispositif 1 et/ou du réglage des instruments de mesure. Le dispositif 1 comprend aussi une centrale inertielle, montée dans le corps principal 12 et adaptée pour mesurer les accélérations et inclinaisons du dispositif 1. En outre dans le mode de réalisation principale de l’invention, le dispositif 1 est télécommandé, par un opérateur distant opérant par l’intermédiaire d’un dispositif distant, généralement une télécommande ou tout dispositif électrique, apte à recevoir au moins une information de position du dispositif 1, par exemple une valeur de distance ou une image acquise par une caméra. Par conséquent dans le mode de réalisation principal de l’invention, ledit dispositif 1 comprend un organe de réception radiofréquence adapté pour permettre la commande des roues et/ou de toute ou partie des autres équipements dudit dispositif 1. En outre ces moyens radiofréquences peuvent être adaptée pour transmettre à l’opérateur des données complémentaires telles qu’une valeur de température du dispositif, une température externe, ou encore, à titre d’exemple, un état de charge de la batterie. Toutefois l’invention n’est pas limitée à une mise en œuvre téléguidée dudit dispositif 1 et l’invention peut être réalisée avec un dispositif à déplacement autonome. Le dispositif 1 comprend un organe de commande, ici un processeur, ou tout autre dispositif de commande numérique adapté. En référence à la FIG. 3 , cet organe de commande met en œuvre un procédé de commande 100 du dispositif 1 comprenant une étape d’acquisition 121 d’une valeur d’inclinaison latérale du dispositif, et une étape de stabilisation 122 du dispositif, au cours de laquelle on commande chaque roue 10a-10d en fonction de la valeur d’inclinaison mesurée, de sorte à ramener le dispositif 1 dans un plan sensiblement horizontal. Ici le procédé de commande 100 permet de commander chaque roue en couple et/ou en vitesse ainsi qu’en valeur de rotation angulaire par rapport à l’axe de la tige suspension associée, tel qu’expliqué précédemment. Ainsi on peut obtenir une commande précise et efficace dudit dispositif 1. Autrement dit, le procédé de commande 100 permet de corriger la dynamique de guidage du dispositif 1 en assurant son maintien dans un plan sensiblement horizontal. En effet, le dispositif 1 étant destiné à se déplacer dans des canalisations de section droite circulaire, le maintien du dispositif dans un plan horizontal permet d’assurer un déplacement rectiligne du dispositif dans la canalisation sans avoir besoin de le guider par acquisition d’images. Ce guidage rectiligne est amélioré par le couplage inverse des roues tel qu’exposé précédemment, évitant en particulier que le dispositif se renverse à la suite de la rencontre d’éléments bloquants dans le conduit inspecté. L’étape de commande est dans le mode de réalisation principale de l’invention réalisé par un asservissement en boucle fermé, tel qu’un asservissement à rétroaction négative de la valeur d’inclinaison mesurée du dispositif. Ceci peut être réalisé à titre d’exemple non limitatif par un asservissement de type Proportionnel-Intégral-Dérivé. Toutefois toute commande adaptée peut être mise en œuvre. Des méthodes d’apprentissage automatique peuvent notamment être envisagées pour commander chaque roue en fonction de l’inclinaison du dispositif 1. Par ailleurs bien qu’il soit apte à se maintenir dans un plan sensiblement horizontal, le dispositif 1 est généralement téléguidé par un opérateur via une dispositif de commande radiofréquence. Dans le cadre de ce fonctionnement classique, par téléguidage, le procédé de stabilisation 100 est mis en œuvre en complément de la commande par l’opérateur, pour corriger des fluctuations de guidage liées à la difficulté pour l’opérateur de maintenir correctement le dispositif 1 dans un plan horizontal, ce qui est notamment lié au fait que l’opérateur ne voit pas le dispositif mais seulement l’image de la caméra frontale 16 du dispositif 1. Toutefois l’invention n’est pas limitée à ce mode de guidage, et le dispositif 1 peut aussi avancer de manière autonome ou préprogrammée sur un parcours établie. Dans un mode de réalisation particulier de la commande du dispositif 1 lors d’un téléguidage, on met aussi en œuvre, de manière répétée, une étape d’acquisition 110 des signaux de télécommande. Lorsqu’on détecte 111 une perte du signal de télécommande, ou une diminution du rapport signal sur bruit supérieur à une valeur de seuil, on met alors en œuvre une étape de retour 112 du dispositif 1, revenant dans la direction opposée au déplacement d’inspection, ledit dispositif 1 se déplaçant de manière autonome dans cette direction inverse jusqu’à ce que le signal de télécommande soit retrouvé. Ainsi, tant que le signal de télécommande n’est pas retrouvé ou reste trop bruité, le dispositif 1 réalise le parcours inverse au parcours d’inspection. Afin d’éviter que le dispositif ne parcours une distance trop grande en sens inverse, notamment en cas de panne de la télécommande de l’opérateur, le dispositif 1 peut comprendre une consigne d'arrêt temporisée, sur une consigne de temps ou de distance. Il peut également parcourir en sens inverse le chemin aller et s'arrêter au début de l'inspection, par exemple par mise en œuvre d’un odomètre, de sorte que lorsque la distance de retour parcourue est égale à la distance parcourue depuis le début de l’inspection, le dispositif 1 s’arrête. Les étapes permettant la stabilisation 121-122 et permettant le retour 110-112 du dispositif 1 sont réalisées préférentiellement, mais de manière non obligatoire, en parallèles. Ce procédé 100 permet en effet d’obtenir un meilleur confort de guidage pour l’opérateur pouvant simplement décider du guidage longitudinal du dispositif 1, car le dispositif reste dans un plan horizontal, et donc dans une canalisation incurvée, dans une direction rectiligne, et ceci permet en outre à l’opérateur de ne pas craindre de perdre le dispositif dans une inspection trop lointaine, car le dispositif reviendra automatique à une distance de communication. En d’autres termes, ce procédé 100 permet une plus grande fiabilité et une simplification des conditions de guidage du dispositif 1 selon l’invention. Dispositif (1) d’inspection de canalisation d’eaux usées comprenant un corps principal (12) s’étendant dans une direction principale d’élongation longitudinale (x) et présentant deux bords latéraux, ledit dispositif (1) comprenant en outre au moins quatre roues électriques indépendantes (10a-10d) et une centrale inertielle, caractérisé en ce qu’il comprend deux organes de suspension (11, 11’) montés à rotation chacun un côté du corps principal, chaque organe de suspension (11, 11’) portant chacun au moins une roue avant (10a, 10c) et une roue arrière (10b, 10d) du même côté dudit dispositif (1), et lesdits organes de suspension (11, 11’) étant couplés de sorte que la rotation d’un organe de suspension (11) dans un sens de rotation, provoque la rotation dans le sens inverse de l’autre organe de suspension (11’). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour chaque roue (10a-10d), la roue est montée à son organe de suspension associé (11, 11’) par une tige de suspension (102a-102d), ladite roue (10a-10d) étant mobile en rotation autour de l’axe d’élongation de la tige de suspension (102a-102d). Dispositif selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comprend à au moins une extrémité (121, 123) au moins un équipement parmi : des lampes frontales, un système de télémesure, une caméra panoramique ou une caméra à 360°. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comprend sur au moins une zone de fixation (201, 202) sur la partie supérieure (122) du corps principal (12) une perche comprenant des moyens d’éclairage (162) et au moins une caméra (16). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de communication radiofréquence, lesdites roues (10a-10d) étant commandées par radiocommunication. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit dispositif est un dispositif à déplacement autonome. Procédé de commande d’un dispositif (1) selon l’une quelconque des revendication 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend : Une étape d’acquisition (121) d’une valeur d’inclinaison latérale du corps principal (12) dudit dispositif (1) ; et Une étape de stabilisation (122) fonction de ladite valeur d’inclinaison latérale acquise, au cours de laquelle chaque roue est commandée de sorte à rétablir ledit corps principal (12) dans un plan sensiblement horizontal (xy). Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite étape de stabilisation comprend un asservissement en boucle fermée, tel qu’un asservissement Proportionnel-Intégral-Dérivé. Procédé de commande d’un dispositif (1) selon la revendication 5, destiné à se déplacer dans une direction d’inspection principale, caractérisé en ce qu’il comprend en outre : Une étape d’acquisition (110) d’une valeur de signal de télécommande ; et Lorsque ledit signal ne peut plus être acquis ou lorsqu’il présente un rapport signal/bruit supérieur à une limite prédéterminée, ledit procédé met en œuvre une étape de retour 112 dudit dispositif, provoquant le déplacement dudit dispositif 1 dans une direction inverse à ladite direction d’inspection principale.