Brevet FR3152589A1 — publié le 20250307

L’invention se rapporte à un procédé de mesure de niveaux d’effluents dans un réseau d’assainissement au moyen d’un capteur ultrasons connecté, comportant une étape de réalisation d’une pluralité de mesures par transmission et réception d’ultrasons, chaque mesure étant induite par un triplet de paramètres (fenêtre temporelle, niveau d’énergie du train d’impulsion, et profil de rampe de détection) permettant d’explorer un espace de détection d’échos cibles, chaque mesure étant configurée avec une fenêtre temporelle, un niveau d’énergie du train d’impulsion, et un profil de rampe de détection ; et dans lequel un critère de décision de la mesure choisie est basé sur la distance maximale qui maximise le rapport signal sur bruit. L’invention se rapporte également à un système de mesure de niveaux d’effluents dans un réseau d’assainissement, ledit système comportant un capteur ultrason connecté. Figure d’abrégé : Figure 3. PROCEDE DE MESURE DE NIVEAUX D’EFFLUENTS DANS UN RESEAU D’ASSAINISSEMENT AU MOYEN D’UN CAPTEUR ULTRASONS CONNECTE La présente invention se rapporte au domaine des procédés de mesure dans des réseaux d’assainissement. La présente invention se rapporte plus particulièrement à un procédé de mesure de niveaux d’effluents dans un réseau d’assainissement au niveau d’un trou d’homme, au moyen d’un capteur ultrasons connecté. La FIG. 1 est une vue d’ensemble d’un système de mesure dans un réseau d’assainissement. On observe sur la FIG. 1 le tampon du trou d’homme, le capteur et sa fixation pendulaire, des barreaux d’échelle et une banquette. Dans ce contexte, l’objectif est de mesurer la distance entre le capteur et la surface de l’effluent. L’écho renvoyé par les barreaux de l’échelle ou la banquette peuvent interférer dans la qualité de la mesure. On cherche à améliorer la directivité du faisceau ultrason pour réduire l’impact des objets interférents tel que le barreau de l’échelle ou la banquette. Dans l’état de l’art, on utilise des capteurs avec des cônes prolongés pour une amélioration limitée de la directivité, mais, dans ce cas, on augmente aussi l’encombrement du capteur. Une autre technique consiste à utiliser localement du filtrage temporel après analyse de la forme d’onde des échos. Ce filtrage temporel n’est pas suffisant lorsque la plage de mesure de l’objet observé englobe l’obstacle à exclure. La FIG. 2 représente l’état de la technique. Sur la FIG. 2 , on observe le fait que l’obstacle barreau est en dehors de la plage de mesure et peut donc être exclu par du filtrage temporel. La FIG. 2 représente également l’état de la technique On observe sur les Figures 2A et 2B le fait que l’obstacle banquette se trouve dans la plage de mesure du niveau d’effluent. Les enjeux qui se posent sont les suivants : La technologie capteur doit être à faible coût pour pouvoir densifier les points de mesures. La mesure capteur doit être suffisamment précise pour permettre une mesure de faible dynamique (quelques millimètres). La directivité du capteur doit être suffisante pour mesurer le fond de la cunette et éviter les obstacles de la fosse (barreau d’échelle, et surtout la banquette) L’invention vise à remédier aux inconvénients de l’art antérieur en répondant aux enjeux mentionnés ci-dessus. A cet effet, l’invention concerne un procédé de mesure de niveaux d’effluents dans un réseau d’assainissement au moyen d’un capteur ultrasons connecté, comportant une étape de réalisation d’une pluralité de mesures par transmission et réception d’ultrasons, chaque mesure étant induite par un triplet de paramètres (fenêtre temporelle, niveau d’énergie du train d’impulsion, et profil de rampe de détection) permettant d’explorer un espace de détection d’échos cibles, chaque mesure étant configurée avec une fenêtre temporelle, un niveau d’énergie du train d’impulsion, et un profil de rampe de détection ; dans lequel un critère de décision de la mesure choisie est basé sur la distance maximale qui maximise le rapport signal sur bruit. Selon un mode de réalisation, un filtrage temporel sur la série de mesures choisies de type MAX_DUREE, qui, sur une fenêtre glissante de taille DUREE, sélectionne la mesure de distance maximale parmi les mesures de cette fenêtre temporelle. Selon un mode de réalisation, les traitements de la mesure sont partitionnés entre le capteur local et une plateforme distante. Selon un mode de réalisation, ledit procédé comporte une étape d’ajustement de l'énergie du train d’onde transmis afin que l’écho de la cible occupe le maximum de dynamique à l’entrée du détecteur. Selon un mode de réalisation, les paramètres de croissance de la rampe de détection sont paramétrables. La présente invention se rapporte également à un système de mesure de niveaux d’effluents dans un réseau d’assainissement, ledit système comportant un capteur ultrasons connecté, et comportant en outre des moyens pour réaliser une pluralité de mesures par transmission et réception d’ultrasons, chaque mesure étant induite par un triplet de paramètres (fenêtre temporelle, niveau d’énergie du train d’impulsion, et profil de rampe de détection) permettant d’explorer un espace de détection d’échos cibles, chaque mesure étant configurée avec une fenêtre temporelle, un niveau d’énergie du train d’impulsion, et un profil de rampe de détection ; dans lequel un critère de décision de la mesure choisie est basé sur la distance maximale qui maximise le rapport signal sur bruit. FIG. 1 La FIG. 1 est une vue d’ensemble d’un système de mesure dans un réseau d’assainissement. FIG. 2 La FIG. 2 représente l’état de la technique. FIG. 2 La FIG. 2 représente également l’état de la technique. FIG. 3 La FIG. 3 illustre le filtrage temporel. FIG. 4 La FIG. 4 illustre le filtrage spatial par maximisation du rapport signal sur bruit. FIG. 4 La FIG. 4 représente également le filtrage spatial par maximisation du rapport signal sur bruit. FIG. 5 La FIG. 5 illustre le dispositif de filtrage MAX_DUREE. FIG. 6 La FIG. 6 représente le partitionnement des traitements. Description détaillée La présente invention se rapporte à un procédé de mesure de niveaux d’effluents dans un réseau d’assainissement au moyen d’un capteur ultrason connecté. Le procédé selon l’invention comporte une étape de réalisation d’une pluralité de mesures par transmission et réception d’ultrasons, chaque mesure étant induite par un triplet de paramètres (fenêtre temporelle, niveau d’énergie du train d’impulsion, et profil de rampe de détection) permettant d’explorer un espace de détection d’échos cibles, chaque mesure étant configurée avec une fenêtre temporelle, un niveau d’énergie du train d’impulsion, et un profil de rampe de détection. Un critère de décision de la mesure choisie est basé sur la distance maximale qui maximise le rapport signal sur bruit. Dans un mode de réalisation, un filtrage temporel sur la série de mesures choisies de type MAX_DUREE, qui, sur une fenêtre glissante de taille DUREE, sélectionne la mesure de distance maximale parmi les mesures de cette fenêtre temporelle. Dans un mode de réalisation, les traitements de la mesure sont partitionnés entre le capteur local et une plateforme distante. Dans un mode de réalisation, ledit procédé comporte une étape d’ajustement de l'énergie du train d’onde transmis afin que l’écho de la cible occupe le maximum de dynamique à l’entrée du détecteur. Dans un mode de réalisation, les paramètres de croissance de la rampe de détection sont paramétrables. La FIG. 3 illustre le filtrage temporel. On observe sur la FIG. 3 l’écho de l’obstacle, la cible à détecter ainsi que la fenêtre de recherche temporelle. Le procédé selon la présente invention met en oeuvre du filtrage temporel pilotable à distance. La FIG. 4 illustre le filtrage spatial par maximisation du rapport signal sur bruit, avec huit pulses. La FIG. 4 représente également le filtrage spatial par maximisation du rapport signal sur bruit, avec quatre pulses. On observe sur les Figures 4A et 4B que l’amplitude de l’interférence de la banquette est nettement diminuée avec le paramétrage quatre pulses. La maximisation du rapport signal sur bruit par adaptation de la puissance transmise est réalisée comme ceci : L’objectif est d’ajuster l'énergie du train d’onde transmis afin que l’écho de la cible occupe le maximum de dynamique à l’entrée du détecteur. Lorsque l’écho cible sature l’entrée du détecteur, l’énergie perçue par le détecteur est réduite alors que l’énergie de l’écho parasite est conservée induisant une réduction du rapport signal sur bruit. A l’inverse, si l’amplitude de l’écho cible est faible par rapport à la dynamique de l’entrée du détecteur, l’écho cible risque de passer sous le seuil de la rampe de détection. La maximisation du rapport signal sur bruit par adaptation du profil de la rampe de détection est réalisée comme ceci : Dans l’état de l’art il est commun d’ajuster dans le temps le niveau de détection de l’écho en utilisant une rampe de type RC. Ceci permet de tenir compte de la décroissance de puissance de l’écho cible en fonction de son éloignement temporel relatif au top d’émission du train d’impulsion. La présente invention met en œuvre une telle rampe, mais les paramètres de croissance de cette rampe sont eux même paramétrables. Ce paramétrage permet d’ajuster le profil de la rampe à la puissance de l’écho reçu. La maximisation du rapport signal sur bruit par combinaison des paramètres optimaux est réalisée comme ceci (Taille et position de la fenêtre de filtrage temporelle des échos, niveau d'énergie du train d’impulsion ultrasons émis et profil de la rampe de détection.) : Etape 1 : Configuration d’un jeu de mesures. Chaque mesure est configurée avec une fenêtre temporelle, un niveau d'énergie du train d’impulsion, et un profil de rampe de détection. Le jeu de mesure correspond donc à une diversité de ce triplet de configurations. Etape 2 : Le dispositif capteur prend les mesures et les transmet au dispositif de décision qui est localisé soit en local soit sur une plateforme distante. Etape 3 : Le dispositif de décision choisit parmi le jeu de mesure celle avec la mesure de distance la plus grande. On considère que ce critère de décision permet dans le contexte de la mesure de niveau des réseaux d’assainissement de maximiser le rapport signal sur bruit Etape 4 : Optionnellement, le dispositif de filtrage temporel réalise un filtrage MAX_DUREE sur la série temporelle de mesures issue de l’étape 3. La FIG. 5 illustre le dispositif de filtrage MAX_DUREE. On applique un filtre MAX glissant sur la série temporelle de mesures de distances issues du dispositif de décision. La FIG. 6 représente le partitionnement des traitements. Dans un mode de réalisation, les traitements de la mesure sont partitionnés entre le capteur local et une plateforme distante. Le capteur réalise un jeu de mesures avec pour chacune des paramètres différents décidés par la plateforme. La plateforme définit le jeu de mesure du capteur et choisit la mesure qui maximise le rapport signal sur bruit selon le critère de distance maximale. En sus, la plateforme réalise un filtrage temporel MAX sur la suite des mesures choisies. La présente invention se rapporte également à un système de mesure de niveaux d’effluents dans un réseau d’assainissement. Le système comporte un capteur ultrason connecté. Il comporte également des moyens pour réaliser une pluralité de mesures par transmission et réception d’ultrasons, chaque mesure étant induite par un triplet de paramètres (fenêtre temporelle, niveau d’énergie du train d’impulsion, et profil de rampe de détection) permettant d’explorer un espace de détection d’échos cibles, chaque mesure étant configurée avec une fenêtre temporelle, un niveau d’énergie du train d’impulsion, et un profil de rampe de détection. Un critère de décision de la mesure choisie est basé sur la distance maximale qui maximise le rapport signal sur bruit. Procédé de mesure de niveaux d’effluents dans un réseau d’assainissement au moyen d’un capteur ultrasons connecté, caractérisé en ce qu’il comporte une étape de réalisation d’une pluralité de mesures par transmission et réception d’ultrasons, chaque mesure étant induite par un triplet de paramètres (fenêtre temporelle, niveau d’énergie du train d’impulsion, et profil de rampe de détection) permettant d’explorer un espace de détection d’échos cibles, chaque mesure étant configurée avec une fenêtre temporelle, un niveau d’énergie du train d’impulsion, et un profil de rampe de détection ; et en ce qu’un critère de décision de la mesure choisie est basé sur la distance maximale qui maximise le rapport signal sur bruit. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’un filtrage temporel sur la série de mesures choisies de type MAX_DUREE, qui, sur une fenêtre glissante de taille DUREE, sélectionne la mesure de distance maximale parmi les mesures de cette fenêtre temporelle. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les traitements de la mesure sont partitionnés entre le capteur local et une plateforme distante. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu’il comporte une étape d’ajustement de l'énergie du train d’onde transmis afin que l’écho de la cible occupe le maximum de dynamique à l’entrée du détecteur. Procédé selon l’une des revendications précédents, caractérisé en ce que les paramètres de croissance de la rampe de détection sont paramétrables. Système de mesure de niveaux d’effluents dans un réseau d’assainissement, ledit système comportant un capteur ultrasons connecté, caractérisé en ce qu’il comporte en outre des moyens pour réaliser une pluralité de mesures par transmission et réception d’ultrasons, chaque mesure étant induite par un triplet de paramètres (fenêtre temporelle, niveau d’énergie du train d’impulsion, et profil de rampe de détection) permettant d’explorer un espace de détection d’échos cibles, chaque mesure étant configurée avec une fenêtre temporelle, un niveau d’énergie du train d’impulsion, et un profil de rampe de détection ; et en ce qu’un critère de décision de la mesure choisie est basé sur la distance maximale qui maximise le rapport signal sur bruit.