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CA 02636502 2008-07-08
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DISPOSITIF DE TELE-RELEVE DE COMPTEURS DE FLUIDE
La présente invention concerne de manière générale les dispositifs de télé-
relève de compteurs de fluide, par exemple d'eau ou de gaz, et plus
particulièrement les dispositifs comprenant un compteur d'eau de technologie
mécanique, un transducteur placé contre le compteur et transformant les
mouvements mécaniques dudit compteur en impulsions électriques, un ensemble
d'acquisition des impulsions électriques comprenant au moins un émetteur radio
pour transmettre les informations acquises et une antenne.
Les entreprises de services distributeurs d'eau, de gaz ou même
d'électricité sont amenées à mesurer les fluides qu'elles distribuent sur
leurs
réseaux. Ces points de comptage sont principalement les compteurs des clients,
qu'ils soient de facturation directe dits compteurs généraux ou de première
prise,
ou les compteurs de répartition, dits compteurs divisionnaires dans le monde
de la
distribution de l'eau.
Il existe néanmoins d'autres points de comptage, par exemple des
compteurs de suivi de flux au sein du réseau de distribution, voire des points
de
mesure de paramètres divers comme par exemple la pression ou les paramètres
de qualité.
La relève des compteurs ainsi répartis sur le réseau de distribution s'est
faite historiquement d'abord manuellement. Puis, pour différentes raisons,
notamment de coûts, les gestionnaires ont cherché avec leurs fournisseurs à
créer
des modules radio permettant de lire les compteurs à une courte distance.
L'objectif en est de diverses natures, parfois économiques pour diminuer les
temps unitaires de lecture et donc les coûts afférents, mais également parfois
pour
s'affranchir des contraintes d'accès : les compteurs peuvent être placés à
l'intérieur des propriétés des clients et/ou dans des regards d'accès
difficile.
Toutefois, ce mode de télétransmission imposait toujours le déplacement
d'un personnel de relève qui se positionnait à proximité des compteurs. Dans
ce
cadre, la télé-relève des compteurs d'eau se réalise à partir des éléments
suivants :
- un compteur d'eau équipé d'un système transformant les mouvements
mécaniques du compteur d'eau en signal électrique rendant ainsi ce compteur
communicant,
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- un lecteur du signal électrique du compteur d'eau,
- un ensemble d'acquisition des signaux électriques intégrant également
une radio transmettant les informations acquises.
Le lecteur du signal électrique et l'ensemble d'acquisition sont reliés par un
fil électrique dépassant rarement quelques mètres, compte tenu des impédances
et pertes de qualité de signal sur un fil électrique.
Il existe à ce jour différentes variantes de ces systèmes. Ces variantes se
distinguent notamment par :
- le mode de communication entre compteur et système d'acquisition. On
distingue les systèmes dits à émetteur d'impulsions envoyant une impulsion par
unité de comptage, ce qui impose de recompter les impulsions, et les systèmes
à
encodeur permettant de lire directement la valeur indiquée par le totalisateur
du
compteur,
- les modes d'utilisation de la radio, soit en walk-by ou drive-by
imposant le passage d'un lecteur à proximité des radios, soit des lectures à
poste
fixe en équipant d'appareil de réception les immeubles avoisinants. Ces postes
fixes communiquent alors à leur tour par des liaisons plus classiques
téléphoniques, RTC, GSM, GPRS ou autre.
Nonobstant ces variantes, le problème des installateurs a été de minimiser
le coût des équipements en tentant de les intégrer. En particulier, le lecteur
de
signal électrique est conçu par les fabricants de compteurs et est donc
dépendant
des dits fabricants. Ces systèmes comprennent tous :
- un module électronique ce qui impose une pile pour l'autonomie
électrique et une carte électronique, et
- un ensemble d'acquisition et d'émission radio comprenant également pile
et carte électronique.
Le module et l'ensemble d'acquisition et d'émission radio sont
particulièrement bien adaptés aux compteurs situés en appartement où la
transmission radio pose peu de problèmes. Ils se sont avérés par contre plus
difficiles d'utilisation dans les caves où les compteurs d'eau sont
naturellement
installés, dans le cas d'immeubles ou de pavillons. Ils se sont avérés
également
difficiles d'emploi dans les regards de comptage où, au delà de la profondeur
dans
le sol qui réduit les qualités de transmission de sondes, la présence d'un
tampon
accentuait ces contraintes.
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En effet la transmission radio au travers des parois béton voire du sol est
délicate ou impossible. Avec un ensemble d'acquisition et d'émission radio
relié au
module par un fil d'une longueur de quelques mètres, il devient possible :
- d'installer l'émetteur d'impulsions ou le système de communication sur le
compteur,
- de placer le système radio plus loin, en général en hauteur, (par exemple
au toit de la cave ou à proximité du tampon) où la transmission radio passe
beaucoup plus facilement.
En pratique, l'analyse des contraintes de pose en cave, indépendamment
des analyses techniques des produits montre qu'on a les contraintes
géographiques suivantes :
- le système de transformation du signal mécanique est nécessairement
placé sur le compteur,
- le point d'émission de l'onde radio et non la radio elle-même doit pouvoir
être distinct du premier point afin d'optimiser la pose.
Afin de pallier les inconvénients des dispositifs existants, les inventeurs
ont
mis au point, ce qui fait l'objet de l'invention, un dispositif de télé-relève
de
compteur de fluide comprenant un compteur mécanique, un transducteur placé
contre le compteur et transformant les mouvements mécaniques dudit compteur
en impulsions électriques, un ensemble d'acquisition des impulsions
électriques
comprenant au moins un émetteur radio pour transmettre les informations
acquises et une antenne, qui se caractérise en ce que ledit ensemble
d'acquisition
est disposé contre le transducteur dont il est solidarisé, qu'une même source
d'énergie assure l'alimentation du transducteur et de l'ensemble et que ladite
antenne est reliée audit au moins un émetteur radio au moyen d'un câble, de
sorte
que l'antenne peut être placée à distance du compteur.
Préférentiellement, ledit ensemble d'acquisition et le transducteur sont
disposés de telle sorte qu'ils peuvent être intégrés dans un même boîtier et
sont
pilotés par une carte électronique commune.
Plus particulièrement, dans le cas d'un compteur disposé dans un regard,
ladite antenne est disposée dans la partie supérieure dudit regard.
Plus particulièrement encore, dans le cas d'un compteur disposé dans un
regard muni d'un tampon, ladite antenne est intégrée au tampon dudit regard.
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Dans ce cas particulier, si le tampon est métallique, ladite antenne est
constituée par le tampon du regard.
Toujours dans ce cas, si le tampon est en une matière non-conductrice de
l'électricité, ladite antenne est encastrée ou moulée dans ledit tampon.
Dans tous les cas précédents où le compteur est disposé dans un regard muni
d'un tampon, celui-ci pourra comporter, sur sa face inférieure, un connecteur
relié
à une extrémité de l'antenne et sur lequel peut être branché le câble radio de
liaison à l'émetteur.
De préférence, quel que soit le dispositif selon l'invention, ledit câble est
un
câble coaxial.
Plus préférentiellement, ladite source d'énergie est choisie parmi les piles
et/ou les batteries.
De manière conventionnelle, ledit émetteur radio fonctionne sur fréquences
libres.
Plus particulièrement dans le cadre de l'invention, ledit émetteur radio
fonctionne sur une fréquence dédiée. Dans ce cadre, la puissance dudit
émetteur
radio peut-être supérieure à la limite maximale autorisée pour un émetteur sur
fréquences libres.
Plus particulièrement, le dispositif de télé-relève selon l'invention comprend
de plus un récepteur radio permettant la communication entre le dispositif et
un
central d'acquisition et réciproquement.
Particulièrement dans cette mise en oeuvre, le dispositif de télé-relève selon
l'invention permet de recevoir des informations depuis ledit central et
notamment
un horodatage.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée faite
ci-après en référence aux dessins, qui n'ont aucun caractère limitatif, sur
lesquels :
- La figure 1 représente un dispositif selon la présente invention pour lequel
l'ensemble d'acquisition des impulsions électriques comprenant un émetteur
radio
et le transducteur placé sur le compteur volumique sont intégrés et l'antenne
est
déportée,
- La figure 2 représente un dispositif selon la présente invention conforme à
celui de la figure 1 disposé dans un regard muni d'un tampon métallique
faisant
office d'antenne,
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La figure 3 représente, en vue de dessus, un tampon en une matière non-
conductrice de l'électricité et dans laquelle ladite antenne est moulée, et
- La figure 4 représente le schéma de fonctionnement d'un dispositif selon
l'invention comportant un émetteur et un récepteur radio.
5 Sur la figure 1 est représenté un dispositif de télé-relève de compteur
volumique de fluide, en particulier d'eau, selon l'invention comprenant un
compteur mécanique 1, un transducteur 2 placé contre le compteur 1 et
transformant les mouvements mécaniques dudit compteur 1 en impulsions
électriques, un ensemble d'acquisition des impulsions électriques 3 comprenant
au moins un émetteur radio pour transmettre les informations acquises et une
antenne 4.
Ce dispositif est conçu de manière à ce que ledit ensemble d'acquisition 3
est disposé contre le transducteur 2 dont il est solidarisé et qu'une même
source
d'énergie assure l'alimentation du transducteur et de l'ensemble 3. Enfin,
ladite
antenne 4 est reliée à l'émetteur radio au moyen d'un câble 6, de sorte que
l'antenne peut être placée à distance de du compteur.
Dans cette représentation, ledit ensemble d'acquisition 3 et le transducteur
2 sont, de plus, disposés de sorte à pouvoir être intégrés dans un même bloc
ou
boîtier 5 et sont pilotés par une carte électronique commune.
Le transfert des impulsions électriques générées par le transducteur 2 à
l'ensemble d'acquisition 3 est donc réalisé de manière directe.
Ce dispositif permet de s'affranchir de l'ensemble des inconvénients
exposés précédemment et de réaliser des économies importantes en minimisant
le coût de réalisation du dispositif et en en rendant l'entretien et la
consommation
minimum.
En pratique, le câble 6 reliant l'antenne 4 à l'ensemble d'acquisition 3 est
un
câble coaxial.
On est donc ici dans le cas précis le plus favorable où le point de départ de
l'onde radio émise est éloigné de la source et permet de le positionner à
l'endroit
le plus adéquat, ce par le déport unique de l'antenne 4 dont le câble 6 qui la
relie à
l'ensemble d'acquisition 3 peut être très long. On a aussi minimisé les coûts
en
n'utilisant qu'une seule et unique source d'énergie, par exemple des piles ou
des
batteries, et en n'ayant recours qu'à la réalisation d'une seule et unique
carte
électronique.
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Le dispositif selon l'invention peut utiliser une radio fonctionnant sur
fréquence libre ou sur fréquence dédiée. L'intérêt d'utiliser une fréquence
dédiée
est de pouvoir augmenter la puissance de l'émetteur et donc la distance utile
entre
l'émetteur du dispositif et le récepteur. Dans le cas des fréquences libres,
en
particulier en milieu urbain, la portée d'un tel dispositif n'est que de
quelques
dizaines de mètres alors qu'elle atteint 500 mètres à 1 kilomètre avec une
puissance d'émetteur d'une dizaine de watts sur une fréquence dédiée. En champ
ouvert, c'est à dire faiblement urbanisé, la portée du dispositif en fréquence
dédiée
peut atteindre plusieurs kilomètres. On peut donc ainsi réduire le nombre de
répéteurs, voire les supprimer. Ces répéteurs sont placés pour reprendre et
transmettre les informations reçues depuis un compteur jusqu'à un central
d'acquisition. En augmentant la portée des émetteurs, on peut donc diminuer
l'utilité des récepteurs et ainsi encore diminuer le coût d'une installation.
La figure 2 illustre un exemple typique de la souplesse d'utilisation et
d'implantation que procure le dispositif selon l'invention.
En déportant l'antenne 4, on peut ainsi utiliser tout dispositif métallique ou
conducteur de l'électricité pour jouer ce rôle. Dans le cas ici représenté, le
compteur d'eau volumétrique 1 est implanté dans un regard 7 enterré, muni d'un
tampon 8. Il est donc possible d'utiliser ce tampon 8 en tant qu'antenne 4 en
le
raccordant par l'intermédiaire du câble 6 à l'ensemble d'acquisition 3. Pour
faciliter
cette liaison, on peut prévoir un connecteur 9 disposé sur le tampon 7 et sur
lequel
est branché directement le câble 6 radio de liaison à l'émetteur.
Dans le cas où le tampon 8 est réalisé en une matière non-conductrice de
l'électricité, ladite antenne 4 est alors encastrée ou moulée (Fig. 3) dans
ledit
tampon 7. De la même manière, on prévoit un connecteur 9 relié à une extrémité
de l'antenne 4 et sur lequel peut être branché le câble radio 7 de liaison à
l'émetteur.
Le fait d'utiliser le tampon 8 en tant qu'antenne 4 ou en tant que support
d'antenne 4 permet d'avoir un point de départ de l'onde radio situé au niveau
du
sol et non plus à une certaine distance sous la terre, dans le cas d'un
compteur
d'eau 1 enterré. Cette disposition permet d'améliorer l'efficacité de la
communication entre l'émetteur et le récepteur.
De plus, le dispositif permettra une mise en place beaucoup plus aisée. En
effet, le technicien n'aura pas à intervenir dans le regard pour fixer une
antenne ou
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un bloc radio ce qui est parfois délicat du fait de la difficulté
d'accessibilité à
l'intérieur de celui-ci. Il suffit de poser le compteur selon l'invention et
de raccorder
le câble au tampon dans le cas d'un tampon métallique, éventuellement de
remplacer le tampon par un autre où sera disposé un connecteur. Il en est de
même pour les regards dont le tampon n'est pas conducteur de l'électricité. Un
simple remplacement du tampon par un tampon tel que présenté à la figure 3
permettra un raccordement aisé du compteur à son antenne et une mise en place
pratique de l'ensemble du dispositif.
Sur la figure 4 est représenté le schéma d'une utilisation du dispositif selon
l'invention pour lequel l'ensemble d'acquisition 3 comprend de plus un
récepteur
radio permettant la communication entre le dispositif et un central
d'acquisition et
réciproquement.
Toutefois, si le central est trop éloigné du compteur pour une
communication directe, il est possible d'interposer entre le compteur 1 et le
central, un répéteur 10, par exemple sur le toit d'un immeuble 11 de manière à
pouvoir recevoir les informations du compteur et les transférer jusqu'au
central et
réciproquement. Cette disposition est caractéristique des systèmes
fonctionnant
sur fréquence libre alors que les utilisations en fréquence dédiée permettent
de
réduire voire supprimer ces contraintes.
II est ainsi possible de contrôler en temps réel la consommation, c'est à dire
le débit du compteur, et de déceler une fuite dans le cas d'un débit régulier
par
exemple la nuit.
Réciproquement, l'adjonction d'un récepteur permet de pouvoir
communiquer avec le compteur et ainsi disposer par exemple d'une solution
d'horodatage du compteur et par suite de pouvoir créer un réseau de compteurs
dits bleus horodatés de manière à créer une période bleue durant laquelle
la
consommation est facturée à un tarif préférentiel.
Il devient alors possible d'inciter, par ces tarifs minorés, les
consommateurs, à utiliser le fluide, par exemple l'eau, à un horaire déterminé
en
dehors des pics de consommation courants, notamment pour l'arrosage public des
parcs, golfs, stades, jardins, espaces verts...
La disposition supplémentaire d'un écran à proximité du compteur
permettrait alors de visualiser la plage horaire et le tarif correspondant.
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L'invention ainsi décrite est parfaitement adaptée à la distribution d'eau
mais la technologie décrite peut parfaitement se transposer à tout autre
fluide dont
le débit est mesuré mécaniquement, comme par exemple le gaz.
