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SYSTEME DE PROGRAMMATION ET DE MISE A FEU DE DETONATEURS
ELECTRONIQUES, PROCEDE ASSOCIE
La présente invention est relative à un système de programmation et
de mise à feu d'un ensemble de détonateurs électroniques, ainsi qu'a un
procédé correspondant de programmation.
Dans la plupart des travaux à l'explosif, on provoque la détonation de
charges associées à des détonateurs selon une séquence temporelle bien
précise, ceci afin d'améliorer le rendement du travail de l'explosif et de
mieux en
contrôler les effets. La récente apparition des systèmes de tir de détonateurs
électronique a permis d'obtenir une précision de cette séquence temporelle
très
supérieure à la précision des systèmes pyrotechniques conventionnels.
Lors de la mise en oeuvre de systèmes de tirs de détonateurs
électroniques, un travail important consiste à préparer le plan de tir des
détonateurs correspondant à cette séquence temporelle, puis à programmer et
tester ces détonateurs à front , c'est-à-dire à proximité des trous de
mine,
puis à mettre à feu les détonateurs depuis un poste de tir , c'est-à-dire à
une
distance de sécurité de la zone de tir.
La publication WO 97/45696 décrit des étapes de programmation de
détonateurs consistant principalement à utiliser une ou plusieurs unités ou
consoles de programmation pour associer un temps de retard, en
millisecondes, à chacun des détonateurs. La table d'association
correspondante forme un plan de tir qui est, par la suite, transféré sur une
unité
ou console de tir possédant les capacités et les codes de mise à feu des
détonateurs.
Ce transfert peut être réalisé grâce à la technologie infrarouge, cette
dernière, nécessitant un positionnement relatif précis des deux unités, ce qui
le
rend difficile à mettre en oeuvre dans un environnement de travaux ou
chantier.
D'autres systèmes de tir proposent un transfert de ces données entre
la ou les consoles de programmation et la console de tir à l'aide de câbles de
liaison ou encore à l'aide de technologies sans fil de type Bluetooth (nom
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commercial). Dans le premier cas, il peut arriver que le câble soit défaillant
ou
égaré ce qui rend impossible la récupération des données des consoles de
programmation.
Enfin, les technologies utilisées aujourd'hui, qu'elles soient filaire ou
sans fil par infrarouge ou Bluetooth, nécessitent une alimentation électrique
pour assurer le transfert de données.
Il existe donc un besoin de sécuriser ce transfert de données vers la
console de tir en n'utilisant ni câbles ni alimentation électrique de la
console
dont on souhaite récupérer les données.
En pratique, un opérateur parcourt le site de travaux de long en large
pour connecter successivement et individuellement chacun des détonateurs à
une ligne de tir. L'unité de programmation de l'opérateur étant également
connectée à la ligne de tir, elle détecte la connexion d'un nouveau détonateur
et
identifie ce dernier. L'opérateur saisit alors, au travers d'un clavier
alphanumérique de la console de programmation, un temps de retard à
associer à chacun des détonateurs successivement identifiés sur la ligne de
tir.
Pour la suite de la description, on appellera cette opération "programmation
des
détonateurs".
En variante, au lieu d'associer à chaque détonateur une information
de tir de type temps de retard, l'opérateur peut préciser, sur son unité de
programmation, une information de tir de type identifiant de trou foré sur le
site
dans lequel le détonateur détecté est placé, l'association avec un temps de
retard pouvant être réalisée ultérieurement sur la console de tir par exemple.
Lors de l'opération de programmation des détonateurs, une étape
d'identification des détonateurs est réalisée. Cette identification consiste
pour
l'unité de programmation à récupérer un paramètre d'identification du
détonateur connecté par échange de messages sur la ligne de tir, ce paramètre
étant par exemple mémorisé en mémoire ROM du détonateur électronique.
L'unité de programmation mémorise alors, en mémoire EEPROM, l'association
réalisée entre ce paramètre d'identification et le temps de retard ou numéro
de
trou saisi correspondant. La table résultante constitue le plan de tir.
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En variante, l'identification peut consister pour l'unité de
programmation à envoyer au détonateur un paramètre d'identification qui sera
mémorisé par le détonateur, par exemple en mémoire EEPROM, l'unité de
programmation mémorisant alors l'association de cet identifiant et de
l'information de tir de type temps de retard ou numéro de trou.
Lors de la mise en oeuvre de tirs importants, cette opération de
programmation peut rapidement devenir laborieuse eu égard principalement au
nombre important de détonateurs à connecter et programmer. Ainsi, plusieurs
heures de programmation peuvent parfois être nécessaires. Dans ce cas,
l'opération de programmation peut être réalisée par plusieurs opérateurs,
chacun étant équipé d'une console de programmation pour programmer, avec
chacune d'entre elles, une partie du plan de tir. En pratique, le plan de tir
est
découpé en plusieurs zones, les détonateurs de chacune d'entre elles étant
connectés sur des lignes bus, l'ensemble de ces lignes bus constituant un
réseau connecté à une ligne principale appelée ligne de tir. Dans cette
configuration, il est courant d'utiliser une même console de programmation
pour
la programmation d'une ou plusieurs lignes bus et de ne pas mélanger sur une
même ligne bus des détonateurs programmés par des unités de programmation
différentes
Une fois la programmation de tous les détonateurs effectuée, il est
par ailleurs courant de procéder à des tests sur site à l'aide des console(s)
de
programmation. Ces tests ont notamment vocation à vérifier que l'ensemble des
détonateurs programmés est bien relié à la ligne de tir et qu'aucun autre
détonateur intru n'a été connecté sans avoir été préalablement programmé
par une console de programmation.
Lorsque plusieurs consoles de programmation ont été utilisées pour
la programmation d'un tir, chacune d'entre elle ne contient les paramètres
d'identification que d'une partie des détonateurs présents sur la ligne de
tir,
correspondant seulement aux détonateurs programmés par cette console.
Chaque console procède à des fonctions de comptage puis d'identification des
détonateurs connectés. Cependant, il y a lieu de ne pas considérer comme
intrus, les détonateurs programmés par les autres consoles. Ceci oblige une
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intervention mentale des opérateurs pour notamment comparer le nombre de
détonateurs connectés au nombre de détonateurs programmés, sans permettre
aisément de détecter les éventuels intrus.
En excluant le cas où une seule console de programmation a été
utilisée, aucune console de programmation ne contient l'ensemble des
identifiant des détonateurs du plan de tir. Il est alors impossible de tester
en une
seule fois l'ensemble du plan de tir.
Il existe donc également un besoin de disposer de moyens
simplifiant les opérations de test à mener sur les ensembles ou lignes de tir.
Par ailleurs, il peut arriver qu'une unité de programmation subisse
une défaillance lors de ces opérations de programmation, par exemple en
raison d'une panne de batterie d'alimentation ou d'une destruction matérielle
résultant d'un accident de chantier. Une telle situation impose une re-
programmation intégrale des détonateurs initialement mémorisés dans le plan
de tir (partiel) de la console défaillante. Une perte de temps considérable
peut
ainsi être engendrée. Il peut arriver également que l'opérateur ne puisse pas
terminer ses opérations de programmation car la batterie est à plat et
nécessite
une recharge.
Il existe également un besoin de disposer de moyens de
programmation plus efficaces notamment en cas de défaillance d'une console
de programmation.
Dans ce contexte, l'invention vise à résoudre au moins un
inconvénient de l'état de la technique en proposant notamment de simplifier le
transfert de données, incluant les plans de tir programmés, entre différentes
consoles.
A cet effet, l'invention concerne notamment un système de
programmation et de mise à feu d'une pluralité de détonateurs électroniques à
chacun desquels est associé un paramètre d'identification propre, le système
comprenant :
- au moins une unité de programmation comprenant une mémoire
et agencée pour déterminer les paramètres d'identification de détonateurs
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électroniques et leur associer individuellement, en mémoire, une information
de tir, de
sorte à former un plan de tir;
- une unité de mise à feu agencée pour récupérer, depuis la mémoire de l'au
moins une unité de programmation, ledit plan de tir formé des associations
entre les
5 paramètres d'identification et les informations de tir correspondantes,
et pour piloter une
séquence de tir des détonateurs à partir du plan de tir récupéré ;
caractérisé en ce que au moins une unité de programmation comprend :
- une étiquette passive à lecture/écriture par radiofréquence dotée d'une puce
officiant comme mémoire pour le stockage du plan de tir, et
- un lecteur radiofréquence agencé pour lire et écrire des étiquettes
passives,
incluant ladite étiquette passive de l'unité de programmation.
Des modes de réalisation préférentiels du système sont décrits ci-dessous.
Le système selon l'invention s'appuie sur des étiquettes RFID pour stocker les
plans de tir en cours de programmation sur site ou "à front". On entend par
"sur site" ou
"à front" les opérations réalisées sur le site de travaux où les détonateurs
sont
implantés. Cette dénomination s'oppose à la mise à feu qui est, elle, réalisée
à distance
au travers de la ligne de tir par une console de mise à feu, dite également
console de
tir. En variante, une console de mise à feu "maître" peut éventuellement
piloter
plusieurs tirs différents au moyens de consoles de mise à feu "esclaves" et
locales
reliées chacune à une ligne de tir particulière.
Contrairement aux mémoires EEPROM utilisées dans les solutions de l'état de la
technique, nécessitant une alimentation pour y accéder, l'utilisation des
étiquettes RFID
permet, malgré l'hostilité du site de travaux aux manipulations informatiques,
de
simplifier et sécuriser le transfert de ces plans de tir vers d'autres
consoles, alors même
que la console de programmation d'origine peut être défaillante.
En transférant un plan de tir partiel sur une nouvelle console de
programmation
grâce aux moyens RFID, on peut continuer la programmation du plan de tir sans
perdre
ce qui a été fait jusqu'à la défaillance de la première console.
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En outre, lors des tests menés consécutivement à la programmation
du plan de tir par plusieurs consoles, l'invention simplifie également le
transfert
des programmations sur une unique console. Les tests menés à l'aide de cette
unique console permettent une identification plus aisée des détonateurs intrus
et réduisent voire suppriment l'intervention mentale de l'opérateur.
On observe, par ailleurs, que contrairement aux utilisations
classiques des étiquettes passives de type RFID dans un but d'identification
radiofréquence, l'étiquette passive selon l'invention officie, principalement,
en
tant que mémoire de données dé-corrélée d'une quelconque identification de la
console de programmation qui la contient. Ici, le plan de tir mémorisé n'a pas
pour vocation à identifier la console de programmation.
Cela ressort clairement de la description détaillée ci-après dans
laquelle cette étiquette passive apparaît comme mémoire temporaire des plans
de tir avant transfert soit vers une autre console de programmation, soit
généralement vers la console de mise à feu.
Dans un mode de réalisation, une première unité de programmation
comprend des moyens de pilotage dudit lecteur radiofréquence agencés pour
lire le plan de tir en mémoire de l'étiquette passive d'une seconde unité de
programmation et pour recopier ledit plan de tir lu dans la mémoire de
l'étiquette
passive de la première unité de programmation.
Cette disposition permet d'assurer une récupération simple et
efficace de plans de tir partiellement programmés par une unité de
programmation devenue défaillante.
En particulier, ladite étiquette passive comprend, associée audit plan
de tir, une donnée d'identification d'une zone géographique à laquelle
appartiennent lesdits détonateurs formant le plan de tir. Notamment, puisqu'on
utilise généralement une console de programmation sur une seule ligne de tir
ou une ligne bus, il peut s'agir de l'identification de cette ligne, par
exemple via
un identifiant d'une console de tir esclave et locale rattachée à cette ligne.
Cela simplifie notamment les regroupements de plans de tir en vue
des tests et/ou en vue d'alimenter les consoles de tir.
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Dans un mode de réalisation de l'invention, ladite unité de mise à feu
comprend un lecteur radiofréquence agencé pour lire et écrire l'étiquette
passive de l'au moins une unité de programmation de sorte à récupérer ledit
plan de tir.
Grâce à cette configuration, la récupération du plan de tir depuis la
ou les consoles de programmation est rendue plus aisée comparée par
exemple aux techniques infrarouges de l'état de la technique.
En particulier, ladite unité de programmation comprend des moyens
d'inhibition de son lecteur radiofréquence lorsqu'un lecteur radiofréquence
externe transfert le plan de tir depuis la mémoire de cette unité de
programmation.
On évite ainsi des conflits de lecture des étiquettes radiofréquence
par deux lecteurs concurrents. Ceci s'applique notamment lorsque la console
de mise à feu récupère les plans de tirs de l'ensemble des consoles de
programmation, mais également lorsque l'on souhaite concentrer l'ensemble
des plans de tir saisis sur une seule console de programmation aux fins, par
exemple, de mener des tests par cette seule console.
Selon une caractéristique de l'invention, lesdites informations de tir
comprennent un retard temporel de mise à feu du détonateur correspondant. Le
plan de tir ainsi obtenu est directement opérationnel pour les consoles de
tir. En
particulier, lesdits paramètres d'identification sont codés sur 24 bits et
lesdits
retards temporels sont codés sur 14 bits.
Cette configuration permet de stocker, sous forme de table, un plan
de tir composé de plusieurs milliers d'entrées sur des étiquettes
radiofréquence
classiques, par exemple dotées de 32 ko (kilo-octets) de mémoire.
Dans un mode de réalisation, l'au moins une unité de programmation
comprend une pluralité d'étiquettes radiofréquence pour stocker chacune une
partie du plan de tir. Grâce aux techniques anti-collisions de lecture
radiofréquence, on conserve les avantages de la présente invention tout en
étendant les capacités de programmation des unités associées.
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Dans un autre mode de réalisation, l'étiquette radiofréquence est amovible.
Elle
peut ainsi être insérée dans une autre unité de programmation pour poursuivre
les
opérations de programmation.
Corrélativement, l'invention concerne également un procédé de programmation
pour la mise à feu d'une pluralité de détonateurs électroniques à chacun
desquels est
associé un paramètre d'identification propre, le procédé comprenant :
- une étape de détermination, par au moins une unité de programmation
comprenant une mémoire, de paramètres d'identification de détonateurs
électroniques ;
- une étape d'association, en mémoire de l'unité de programmation, d'une
information de tir à chaque paramètre d'identification déterminé, de sorte à
former un
plan de tir;
- une étape d'acquisition, par une unité de mise à feu apte à piloter une
séquence de tir des détonateurs, depuis la mémoire de l'au moins une unité de
programmation, dudit plan de tir formé des associations entre les paramètres
d'identification et les informations de tir correspondantes ;
caractérisé en ce que l'étape d'association comprend une écriture par
radiofréquence de ladite association, dans la mémoire d'une étiquette passive
à
lecture/écriture par radiofréquence.
Des modes de réalisation préférentiels du procédé sont décrits ci-dessous.
Le procédé présente des avantages similaires à ceux du système exposé
ci-dessus, notamment la mise à disposition aisée du plan de tir pour d'autres
consoles.
De façon optionnelle, le procédé peut comprendre des étapes se rapportant aux
caractéristiques du système de programmation et de mise à feu exposé
précédemment.
En particulier, le procédé comprend également une étape de transfert par
lecture
radiofréquence du plan de tir depuis l'étiquette passive d'une première unité
de
programmation vers la mémoire de l'étiquette passive d'une seconde unité de
programmation. Ce transfert peut notamment être opéré lors de la défaillance
de ladite
première unité de programmation ou lorsque l'on souhaite regrouper, sur site,
les plans
de tir de plusieurs consoles _________________________________________
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de programmation, par exemple pour mener des tests sur la globalité des
détonateurs.
Selon une caractéristique particulière, ladite seconde unité de
programmation poursuit les étapes d'acquisition et d'association de sorte à
compléter le plan de tir transféré. Grâce à cette disposition, on ne perd pas
le
début de programmation du plan de tir en cas de défaillance d'une première
unité de programmation. On prévoit d'ailleurs de poursuivre, à l'aide d'une
seconde unité de programmation, par exemple une unité de secours, la
programmation des détonateurs en complétant le plan de tir récupéré sur la
console défaillante.
Dans un mode de réalisation, la pluralité de détonateurs
électroniques est répartie en plusieurs zones géographiques distinctes, et le
procédé comprend une étape de lecture et d'association d'un identifiant d'une
dite zone géographique audit plan de tir en mémoire. Cette étape peut
notamment consister à lire une étiquette RFID contenue dans une console de tir
esclave reliée à la ligne de tir sur laquelle sont connectés les détonateurs
de
ladite zone géographique.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront
encore dans la description ci-après, illustrée par les dessins ci-joints, dans
lesquels :
- la figure 1 représente l'organisation générale d'un ensemble de tir
pour la mise en oeuvre de l'invention ;
- les figures 2A, 2B et 2C sont des représentations schématiques
d'un ensemble de tir comportant des détonateurs montés en parallèle, faisant
apparaître des circuits de communication établis respectivement lors de la
programmation d'un détonateur, du transfert d'informations de l'unité de
programmation vers l'unité de commande de tir et lors d'une séquence de mise
à feu d'une volée de détonateurs ;
- la figure 3 représente schématiquement une unité ou console de
programmation selon l'invention ; et
- la figure 4 représente schématiquement un exemple d'unité de tir
selon l'invention.
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Comme représenté sur la figure 1, un ensemble de tir peut être
constitué à partir de détonateurs 1 similaires à ceux présentés dans la
publication WO 97/45696. Cet ensemble de tir, également visible sur les
figures 2B et 2C, comprend un nombre quelconque de détonateurs
5 électroniques 1 connectés à des lignes bus 30, elles-mêmes reliées à une
ligne
de tir 40 qui est à son tour reliée avec une unité de commande de tir distante
10, appelée aussi "console de tir" ou "console de mise à feu".
Afin de réduire le câblage nécessaire pour relier l'unité de
commande de tir distante au réseau, il peut être prévue une même unité de
10 commande de tir distante, dite "maître", qui envoie, par voie radio, des
instructions de commande à une pluralité d'unités de commande de tir locales,
dite "esclaves", reliées chacune par exemple à une ligne de tir 40.
Les détonateurs 1 peuvent être utilisés en nombre important en
montage parallèle, jusqu'à au-delà de 1000.
Les détonateurs 1 sont dotés d'une mémoire morte ROM stockant un
identifiant unique IDdét du détonateur sur 24 bits par exemple. Toute autre
combinaison de paramètres d'identification des détonateurs, telle que celle
évoquée dans la publication WO 97/45696, peut être prévue.
Les détonateurs sont aptes à dialoguer avec la console de tir 10 (ou
les consoles esclaves), qui peut leur transmettre des ordres et recevoir d'eux
des informations.
L'ensemble de tir comprend également une ou plusieurs unités de
programmation 20, également appelées "consoles de programmation". Celles-ci
sont destinées à identifier chacun des détonateurs électroniques 1 avant ou
après leur mise en place dans un trou foré sur le site, et à constituer
progressivement des informations de séquences de tir ou "plan de tir", lors de
cette identification. Elles sont également utilisées pour transférer ces
informations de plan de tir sur la console de tir 10.
Trois configurations peuvent être envisagées pour les connexions
entre détonateurs 1, console de tir 10, et console de programmation 20.
Dans une première configuration, représentée sur la figure 2A, la
console de programmation 20 est connectée successivement à chacun des
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détonateurs 1. Cette première configuration correspond à une première étape,
pendant laquelle un opérateur sur site "programme" le plan de tir en associant
successivement chaque détonateur connecté (et son identifiant) à un temps de
retard correspondant au niveau de la console de programmation 20. Comme on
le verra par la suite, ces associations sont mémorisées au travers d'une table
en mémoire de la console de programmation 20.
En variante, cette connexion peut consister à connecter la console
de programmation 20 sur une ligne bus 30 puis à détecter, via des messages
échangés, chaque nouveau détonateur 1 connecté à cette même ligne, l'envoi
d'un message par un détonateur nouvellement connecté pouvant être
automatique à la connexion ou être manuel par l'opérateur.
Dans une deuxième configuration, représentée sur la figure 2B, la
console de programmation 20 est connectée par liaison radiofréquence, comme
décrit ci-après, à la console de tir 10, tandis que la liaison entre les
détonateurs
1 et la console de tir 10 est désactivée.
Cette deuxième configuration correspond à une deuxième étape,
pendant laquelle on transfère de la console de programmation 20 vers la
console de tir 10, les informations concernant le plan de tir programmé.
Dans la troisième configuration, représentée sur la figure 2C, la
console de programmation 20 et les détonateurs 1 sont connectés à la console
de tir 10, les détonateurs 1 étant reliés à la console de tir 10 par les ligne
bus
et la ligne de tir 40. Comme représenté sur la figure 1, l'ensemble de tir
peut
comprendre plusieurs lignes 30 mises en parallèle, formant ainsi un réseau
bifilaire de détonateurs.
25 Cette troisième configuration correspond à une troisième étape,
pendant laquelle la console de tir 10 est susceptible de communiquer avec les
détonateurs électroniques 1, puis à une étape finale, lors de laquelle la
console
de tir 10 peut gérer une procédure de tir et une mise à feu des détonateurs 1
connectés sur les lignes bus 30 reliées à la ligne de tir 40, conformément au
30 plan de tir prévu.
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La console de tir 10 et les détonateurs 1 échangent des informations
par l'intermédiaire de messages binaires codés, par exemple sous forme de
mots de quelques octets, sur la ligne de tir bifilaire 30/40.
La console de tir 10 sert également à alimenter les modules
électroniques des détonateurs 1. Cette alimentation constitue la source
d'énergie susceptible de déclencher une mise à feu. De la sorte, les
détonateurs ne présentent pas de risque de déclenchement intempestif en
dehors de séquences de tir.
Dans le cas d'une console de tir "maître" et de consoles de tir
"esclaves" rattachées chacune à une ligne de tir 40, ce sont les consoles
esclaves qui communiquent, d'un côté, avec les détonateurs 1 via le réseau
bifilaire et, de l'autre côté, avec la console "maître" par voie radio.
Les consoles de tir 10 et de programmation 20 sont de structures
voisines et diffèrent principalement par leurs fonctionnalités, et donc par
les
logiciels de gestion auxquels elles sont associées. On note que, pour des
raisons de sécurité, seule la console de tir 10 possède des moyens de mise à
feu, notamment un logiciel de pilotage d'une séquence de mise à feu des
détonateurs 1 ainsi que des codes de mise à feu. Ces codes de mise à feu
peuvent par exemple être présentés à la console de tir 10 à l'aide d'une carte
à
puce lue par un lecteur de carte intégré à cette console 10.
Comme représenté schématiquement sur la figure 3, une console de
programmation 20 est de type portable dotée d'une alimentation autonome 21
pour permettre à un opérateur de parcourir le site de détonateur en
détonateur,
pour notamment effectuer les opérations de la première étape (figure 2A).
La console 20 possède un bus informatique 22 reliant un processeur
de traitement 23, une mémoire morte 24 pour stocker les logiciels mettant en
oeuvre les fonctions de la console, une interface entrée-sortie 25 pour
connecter la console 20 soit directement à un détonateur 1, soit sur le réseau
bifilaire 30, une interface utilisateur 26 (notamment un écran de
visualisation et
un clavier alphanumérique de saisie) et un lecteur RFID 27 (identification
radiofréquence).
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La console de programmation 20 comprend également une étiquette
RFID 28 dotée d'une puce mémoire 280 apte à stocker des données. On
entend par "étiquette RFID" l'association classique d'une puce RFID avec une
antenne, la puce RFID étant dotée de moyens de communication selon les
protocoles radiofréquence et de capacités de stockage.
Une étiquette RFID 28 de capacité 32 ko présente à la fois une
capacité suffisante pour des applications de programmation de plan de tir
selon
l'invention et un coût d'acquisition relativement bon marché.
En variante, la console de programmation 20 peut comprendre
plusieurs étiquettes RFID 28 accessibles par le lecteur 27 et sollicitées
successivement lorsque la mémoire de l'étiquette précédente est entièrement
utilisée. Des mécanismes anti-collision, bien connus de l'homme de l'art, sont
mis en oeuvre au niveau de ce lecteur pour permettre la lecture de ces
étiquettes. Ainsi, on accroît sans difficulté les capacités de programmation
de la
console 20.
Dans un mode de réalisation, l'étiquette RFID 28 est montée sur une
support amovible, par exemple de format carte à puce. Elle peut ainsi être
extraite aisément pour être insérée dans une autre console de programmation
ou dans la console de tir, ce qui simplifie le transfert de données entre les
différentes unités.
Pour la mise en oeuvre de l'invention, la puce mémoire 280 stocke
une table PT formant tout ou partir d'un plan de tir par association d'un
identifiant IDdét de détonateur avec un retard correspondant au temps de
retard
de la mise à feu du détonateur associé. Cette table peut être identifiée à
l'aide
d'un numéro de plan de tir éventuellement associé à un identifiant de la ligne
de
tir ou des lignes bus qui vont être programmées par ce plan de tir (par
exemple
l'identifiant de la console de tir "esclave" rattachée à la ligne de tir).
Ainsi
plusieurs tables PT peuvent être mémorisées ensemble dans la console de
programmation 20.
Par ailleurs, on peut prévoir qu'un identifiant Ocons de l'étiquette RFID
28 est stocké dans cette puce mémoire de sorte à permettre, via l'association
étiquette 28-console 20, d'identifier la console de programmation 20 contenant
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l'étiquette. En variante, cet identifiant peut être remplacé par un
identifiant de la
console de programmation 20 contenant cette étiquette.
Des exemples de fonctions mises en oeuvre par les logiciels de la
mémoire morte 24 sont proposés dans la publication WO 97/45696, notamment
la récupération de l'identifiant du détonateur 1 connecté lors de la première
étape illustrée par la figure 2A.
Une fonction supplémentaire de pilotage du lecteur RF 27 est
également prévue. Cette fonction présente différentes sous-fonctions telles
qu'une fonction d'écriture, une fonction de copie, une fonction d'inhibition
et une
fonction classique de lecture.
La fonction d'écriture est prévue pour remplir la table PT lors de la
première étape de programmation du plan de tir.
La fonction de copie permet de copier, par lecture-écriture, le
contenu en mémoire d'une étiquette RFID présente dans le champ de lecture
de la console 20, vers l'étiquette RFID 28 de cette même console 20. Cette
fonction est notamment mise en oeuvre lors de la récupération d'un plan de tir
partiellement élaboré avant la défaillance de la console de programmation, ou
lors de la fusion de plusieurs plans de tir partiels sur une même console 20
en
vue de procéder à des tests de connexion des détonateurs.
La fonction d'inhibition permet de désactiver le lecteur 27 lors du
transfert volontaire du plan de tir vers soit la console de tir 10, soit vers
une
autre console de programmation 20 avant tests par exemple. Cette inhibition
peut être déclenchée par la détection automatique d'un autre champ
radiofréquence, ou manuellement.
Telle que représentée schématiquement sur la figure 4, la console
de tir 10 possède, elle aussi, un lecteur RFID 17 apte notamment à lire les
étiquettes RFID 28 des consoles de programmation 20 qui sont présentées
dans son champ de lecture.
La console de tir 10 présente ainsi une fonction de transfert des
tables PT stockées dans les consoles de programmation 20 par lecture
radiofréquence. Le stockage de ces tables PT transférées peut être opéré soit
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dans une étiquette RFID 18 propre à la console de tir 10, soit, de préférence,
dans une mémoire réinscriptible 19, type RAM, de la console de tir.
Les autres fonctions et interfaces de la console de tir 10 sont
classiques et similaires par exemple à celles décrites dans la publication
5 W097/45696.
De nouveau en référence à la figure 2A, la première étape de
programmation des détonateurs 1 est menée par une ou plusieurs consoles de
programmation 20. Chaque console peut, par exemple, initialement récupérer
l'identifiant (LTi) de la ligne de tir ou des lignes bus qu'elle doit
programmer.
10 Pour ce faire, la console de programmation 20 vient lire un tag RFID
contenu
dans la console de tir "esclave" rattachée à la ligne ou aux lignes à
programmer.
En parcourant le site où sont implantés les détonateurs, l'opérateur
connecte individuellement et successivement chaque détonateur 1 à la console
15 de programmation 20.
En variante, l'opérateur peut connecter la console de programmation
au réseau bifilaire 30 (ou à une partie de celui-ci, par exemple une ligne de
tir) alors dépourvu des détonateurs 1. L'opérateur connecte alors
successivement chaque détonateur 1 au réseau 30.
20 La connexion d'un nouveau détonateur 1 au réseau ou à la console
20 est détectée par cette dernière, laquelle récupère automatiquement
l'identification IDdét du détonateur, par échange de messages via l'interface
25.
L'opérateur est alors invité, via l'interface utilisateur 26, à associer un
temps de retard Tdét au détonateur connecté. Cette "programmation" peut
consister en la saisie de chiffres sur un clavier numérique pour préciser un
retard compris entre 1 et 16000 millisecondes en codant ce retard sur 14 bits.
En variante, les temps de retard peuvent suivre une suite logique et
la console de programmation 20 propose alors automatiquement un retard
correspondant à cette suite logique. L'opérateur valide alors le retard
proposé
ou saisit un autre retard. La mise en oeuvre de cette solution se fait
généralement lorsqu'il est aisé pour l'opérateur de parcourir le site en
suivant
l'ordre logique de mise à feu des détonateurs et en programmant
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successivement ces détonateurs, afin de tirer partie au maximum des retards
proposés automatiquement sans saisie manuelle.
La console de programmation 20 associe alors, en mémoire RFID, le
retard Tdét choisi au détonateur sélectionné 1. Cette association est
mémorisée
sous forme d'une table de correspondances, type look-up table, dans la puce
mémoire 280. La table suivante est un exemple simplifié de plan de tir
numéroté PT1 pour la ligne de tir numérotée LT1:
PT1 ¨ LT1
IDciét Tclét (ms)
1 0
2 5
3 25
...
n x
Table 1: plan de tir PT1 comprenant n détonateurs
Lorsque plusieurs plans de tir sont mémorisés, l'opérateur indique en
outre à quel plan de tir (et donc table PTi - LTi) l'association saisie doit
être
affectée.
Dans le cas particulier de la figure 2A, le détonateur 1 programmé
est ensuite déconnecté de la console 20 et reconnecté au réseau 30.
Ces opérations sont réalisées successivement pour chacun des
détonateurs 1 à programmer, jusqu'à obtenir le plan de tir complet pour tous
les
détonateurs prévus de la ligne de tir LT1.
Il arrive toutefois qu'au cours de cette première étape, la console de
programmation 20 tombe en panne (batterie 21 vide) ou soit endommagée par
des engins de chantier alors que l'opérateur est sur le site, loin du centre
informatique disposant de la console de tir 10.
Dans ces conditions, l'invention permet de récupérer aisément, sur
site, le plan de tir partiellement créé dans la console de programmation et de
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continuer la programmation sur une console de secours sans avoir à
reprogrammer les détonateurs déjà traités.
Pour ce faire, l'opérateur prend une console de programmation de
secours 20' identique à la console défaillante 20. Lorsque la console
défaillante
est dans le champ de lecture RFID de la console de secours, l'opérateur
sélectionne la fonction de copie de la table PT proposée par la console de
secours, grâce notamment aux identifiants PTi et LTi qui permettent
d'identifier
de façon certaine les informations à récupérer.
La lecture et l'écriture dans les étiquettes RFID sont alors menées de
façon classique et ne seront pas plus détaillées ici.
Il résulte que la console de secours récupère la configuration de plan
de tir PT lorsque la première console de programmation est tombée en panne.
L'opérateur peut ainsi poursuivre la programmation des autres
détonateurs sans avoir perdu le travail déjà effectué.
La première étape de programmation peut se terminer par une phase
de test de connexion des détonateurs 1 au réseau bifilaire. Pour ce faire, la
console de programmation 20 contenant le plan de tir programmé est
connectée au réseau. En variante, le test peut être mené sur une partie
seulement du réseau, par exemple une seule ligne bus 30.
Lors de ce test, la console de programmation 20 doit vérifier que
l'ensemble des détonateurs mémorisés dans la table PT est bien connecté au
réseau et qu'il n'y a pas de détonateurs intrus sur ce réseau.
En pratique pour des sites étendus, plusieurs opérateurs réalisent la
première étape en parallèle, à l'aide de plusieurs consoles de programmation
20, afin de préparer le plan de tir en un temps plus court.
Dans les techniques connus de l'état de l'art, chaque console de
programmation est alors utilisée séparément pour le test. Chaque console
dispose d'une fonction de comptage du nombre de détonateurs connectés (via
une routine de récupération de tous les détonateurs connectés à un instant) et
d'une fonction de vérification de la connexion des détonateurs en mémoire par
envoi/réception de messages à/de chacun de ces détonateurs (la console 20
récupère chaque identifiant mémorisé et interroge, par message, la présence
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sur la ligne de tir du détonateur ayant cet identifiant). La détection des
intrus est
toutefois délicate car, parmi les détonateurs non programmés par la présente
console 20, certains le sont par une autre console de programmation. Des
opérations mentales ou manuelles sont alors nécessaires et laborieuses.
Dans le cadre de la présente invention, lors de l'opération de test, on
prévoit initialement de fusionner (par concaténation par exemple) les plans de
tir de plusieurs consoles de programmation 20 sur une seule d'entre elles,
dite
console principale. Par exemple, ce peut être l'ensemble des consoles 20 ayant
programmé une même ligne de tir LTi.
Dans ce cas, à partir de la seule routine de récupération de tous les
détonateurs connectés, la console principale peut déterminer automatiquement
les détonateurs intrus et si les détonateurs programmés sont bien tous
connectés.
Partant de la liste obtenue par la routine de récupération, on marque,
dans la table PT (à l'aide d'un drapeau par exemple), chacun des détonateurs
programmés connectés, et on incrémente un compteur de détonateurs intrus.
Ces derniers sont par exemple les détonateurs que l'on a oublié de
programmer. Les entrées de la table PT qui sont au final non marquées,
correspondent aux détonateurs mal raccordés au réseau.
On voit donc que, par la fusion des plans de tir rendue aisée par les
étiquettes RFID selon l'invention, on simplifie grandement les opérations de
test.
Pour réunir les plans de tir, on désactive le lecteur RFID 27 des
consoles secondaires de programmation 20, via la fonction d'inhibition, et on
présente tout ou partie de ces consoles secondaires dans le champ de lecture
RFID de la console principale.
Cette dernière, par la fonction de copie détaillée ci-dessus, transfert
les plans de tir de chacune des consoles secondaires vers sa mémoire 280
propre, et les fusionne en une seule table PT, compte tenu du numéro de plan
de tir PTi et de l'éventuelle ligne de tir LTi.
Les tests peuvent ainsi être menés à l'aide d'une unique console de
programmation 20, pour tout le réseau, sans déconnecter certains détonateurs.
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En variante, on peut regrouper une sous-partie des consoles de
programmation en fonction de zones du réseau, par exemple les lignes de tir.
Après que l'ensemble des détonateurs 1 utilisés dans la séquence
du plan de tir a été programmé et testé, la console de programmation 20, de
préférence la console principale regroupant le plan de tir global issu de la
réunification des plans de tir partiels, est rapprochée de la console de tir
10,
comme représentée sur la figure 2B pour transférer le plan de tir.
Le lecteur RFID 27 de la console de programmation 20 est désactivé
au travers de la fonction d'inhibition.
L'opérateur active alors la fonction de transfert de la console de tir
10. Cette activation ne peut être autorisée qu'après introduction d'une carte
appropriée contenant des codes secrets. Tout autre organe de sécurité peut
également être employé pour autoriser cette activation.
La table PT du plan de tir est alors automatiquement transférée à la
console de tir 10 par lecture radiofréquence par le lecteur 17. Si plusieurs
étiquettes RFID sont accessibles, la console de tir 10 peut inviter
l'opérateur à
sélectionner tout ou partie de celles-ci et tout ou partie des tables PTi
stockées
dans celles-ci, pour transfert. La table PT transférée est alors stockée en
mémoire RAM de la console de tir 10.
En variante, cette table peut être stockée dans une mémoire
d'étiquette RFID 18 également prévue dans la console de tir 10. Cette
configuration permet de mettre en oeuvre une fonction de copie vers une
console secours de tir le cas échéant, de façon similaire à la fonction de
copie
prévue pour les consoles de programmation 20.
Egalement, si plusieurs consoles de programmation 20 sont
présentées à la console de tir 10 pour le transfert de parties du plan de tir,
la
console de tir 10 fusionne les tables PT récupérées pour former le plan de tir
global, compte tenu notamment du numéro de plan de tir PTi associé à chaque
table PT des consoles de programmation.
Une fois l'ensemble de la table PT transférés dans la console de tir
10, la ligne de tir 40 reliant la console de tir 10 aux détonateurs 1 est
activée,
comme ceci apparaît sur la figure 2C. La console de tir 10 peut alors
effectuer
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des tests préalables à l'exécution de la séquence de tir, comme décrit dans la
publication WO 97/45696: test automatique des modules d'allumage des
détonateurs en ligne, test de disponibilité des détonateurs.
Après ces tests, l'opérateur donne un ordre d'armement avec la
5 touche
correspondante de la console de tir 10, puis une mise à feu avec une
touche de tir. Cette opération provoque la mise à feu de chacun des
détonateurs avec un retard correspondant à celui prévu dans le plan de tir PT
chargé en mémoire de la console de tir 10. Des mécanismes de mise à feu
classiques peuvent être utilisés, par exemple ceux décrit dans la publication
10 susvisée.
Les exemples qui précèdent ne sont que des modes de réalisation
de l'invention qui ne s'y limite pas.
Notamment, on a décrit ci-dessus une table PT en mémoire des
consoles de programmation 20 qui associe un identifiant de détonateur à un
15
retard. Toutefois, un pré-plan de tir peut être prévu à part, lequel associe
des
temps de retard à un ensemble de trous d'une configuration physique de site.
La programmation par la console de programmation 20 peut alors consister en
une association des détonateurs 1 avec les trous, la table PT en mémoire
associant alors un détonateur à un trou du site. Dans ce cas, l'association
d'un
20
détonateur avec un retard est indirectement réalisée en utilisant le pré-plan
de
tir. Toute information de tir, autre qu'un retard temporel ou un numéro de
trou,
peut être associée à un détonateur au niveau de la console de programmation,
pour autant qu'ultérieurement cette information permette de constituer une
séquence de tir (identifiant de détonateur ¨ retard temporel de mise à feu).
Par ailleurs, la console de tir 10 décrite ci-dessus a une structure
voisine de celle des consoles de programmation 20, comprenant notamment un
lecteur radiofréquence et éventuellement une étiquette RFID. L'invention est
toutefois compatible avec les consoles de tir 10 déjà existantes (sans moyen
radiofréquence). Dans ce cas, les consoles de programmation 20 possèdent
une fonction de transfert similaire à celle de la publication WO 97/45696,
pour
le transfert automatique du plan de tir en mémoire vers la console de tir 10 à
laquelle elles (20) sont connectées, par voie infrarouge ou par liaison
filaire.
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21
Cette fonction prévoit cependant de piloter le lecteur RF 27 de la console de
programmation 20 pour lire la table PT en mémoire et la communiquer à la
console de tir 10 via une interface de communication appropriée. Cette
fonction
de transfert automatique est mise en oeuvre par les logiciels stockés en
mémoire morte 24.
