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Système de mise à feu comportant des détonateurs électroniques
La présente invention concerne un système de mise à feu
comportant des détonateurs électroniques.
L'invention trouve son application dans le domaine de l'initiation
pyrotechnique, dans tout secteur où un ensemble d'un ou plusieurs détonateurs
électroniques doit traditionnellement être mis en oeuvre. Des exemples
typiques
d'utilisation concernent l'exploitation des mines, carrières, l'exploration
sismique, ou le secteur du bâtiment et des travaux publics.
Lors de l'installation du système de mise à feu sur le terrain ou site
de travaux, chaque détonateur électronique est mis en place dans un
emplacement aménagé pour les recevoir. Ces emplacements sont par exemple
des trous forés dans le sol.
En pratique, un opérateur se rend sur le terrain et positionne un
détonateur électronique dans chaque emplacement prévu à cet effet.
Afin de mettre en oeuvre la mise à feu des détonateurs électroniques,
ainsi que des opérations de test précédant la mise à feu, il peut être utile
de
connaître la position de chaque détonateur électronique.
On connait des systèmes de mise à feu dans lesquels, pour
connaître la position des détonateurs électroniques dans un site de travaux,
les
coordonnées géographiques des détonateurs électroniques sont récoltées. La
récolte des coordonnées géographiques des détonateurs électroniques peut
engendrer soit des frais importants du fait de la présence d'un dispositif
récepteur GPS associé à chaque détonateur électronique, soit des temps
importants de présence des opérateurs sur le terrain pour mettre en oeuvre
cette récolte.
En outre, ce type de systèmes de mise à feu ne peut pas être utilisé
dans certains terrains, tels les terrains souterrains.
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Par ailleurs, le bon fonctionnement de ce type de systèmes de mise
à feu est tributaire du bon fonctionnement des satellites dédiés au système de
géolocalisation utilisé.
La présente invention a pour but de résoudre au moins un des
inconvénients précités et de proposer un système de mise à feu alternatif qui
puisse permettre de percevoir la présence des détonateurs électroniques.
A cet effet, l'invention vise, selon un premier aspect, un système de
mise à feu comportant des détonateurs électroniques et des dispositifs de
signalisation, chaque dispositif de signalisation étant associé à un
détonateur
électronique et permettant de signaler la présence du détonateur électronique
auquel il est associé. Le système de mise à feu comporte en outre un
dispositif
d'acquisition d'images conçu et positionné pour l'acquisition d'images
représentant des dispositifs de signalisation.
Le dispositif d'acquisition d'images peut ainsi prendre des images
d'un site de travaux avec des dispositifs de signalisation indiquant la
présence
des détonateurs électroniques auxquels ils sont associés, à leur emplacement
respectif.
Sur l'image obtenue par le dispositif d'acquisition d'images sont
représentés des dispositifs de signalisation, chaque dispositif de
signalisation
signalant la présence d'un détonateur électronique. Ainsi, la position de
chaque
détonateur électronique dans un site de travaux peut être connue, et ce sans
devoir utiliser des moyens supplémentaires n'appartenant pas au système de
mise à feu.
Les dispositifs de signalisation sont positionnés de façon à être
perceptibles au dispositif d'acquisition d'images afin de permettre de
signaler la
présence des détonateurs électroniques.
On notera que le dispositif d'acquisition d'images peut être l'oeil
humain, celui-ci pouvant mettre en oeuvre l'acquisition d'une image avec des
dispositifs de signalisation indiquant la présence des détonateurs
électroniques.
Selon une caractéristique, le dispositif de signalisation comporte un
dispositif actif émettant un signal indiquant la présence d'un détonateur
électronique auquel il est associé.
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Selon une caractéristique, le dispositif de signalisation émet un
signal visuel.
Un signal visuel est défini comme un signal qui peut être vu par l'oeil
humain. Un signal visuel peut être par exemple un signal lumineux.
Ainsi, ce signal visuel peut être acquis par un dispositif d'acquisition
d'images et vu par l'oeil humain.
Le signal visuel indique la présence d'un détonateur électronique à
un emplacement.
Selon une caractéristique, le dispositif actif est un émetteur
d'infrarouges.
L'image acquise par le dispositif d'acquisition d'images est ainsi une
image infrarouge.
Selon une caractéristique, le dispositif de signalisation comporte un
dispositif passif comportant des informations d'identification du détonateur
électronique auquel il est associé.
Selon une caractéristique, le dispositif passif comporte un code à
barres.
Par exemple, le code à barres peut être à une ou deux dimensions
tel qu'un code QR ou code datamatrix.
Selon un mode de réalisation, chaque dispositif de signalisation est
connecté à des fils conducteurs reliant le détonateur électronique auquel il
est
associé, à une ligne de tir.
Par exemple, le dispositif de signalisation peut être intégré dans un
connecteur reliant le détonateur électronique à la ligne de tir.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de signalisation est
positionné sur un module associé au détonateur électronique auquel le
dispositif de signalisation est associé, le module étant externe au détonateur
électronique.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront
encore dans la description ci-après.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs :
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- la figure 1 représente schématiquement un système de mise à feu
conforme à un mode de réalisation de l'invention ; et
- la figure 2 représente schématiquement un exemple d'un site de
travaux.
La figure 1 représente un système de mise à feu 1 comportant un
ensemble de détonateurs électroniques 2. Chaque détonateur électronique 2
est relié à une ligne de tir 3, la ligne de tir 3 étant connectée à une unité
de
commande 4.
A la figure 1, les détonateurs électroniques 2 sont directement reliés
à la ligne de tir 3, néanmoins en général, des sous-ensembles de détonateurs
électroniques 2 sont respectivement reliés à des lignes de bus (non
représentées), les lignes de bus étant reliées à la ligne de tir 3.
Dans le mode de réalisation représenté, chaque détonateur
électronique 2 est relié à la ligne de tir 3 au moyen des fils conducteurs 5.
La
connexion des fils conducteurs 5 à la ligne de tir 3 est réalisée au moyen des
connecteurs 6.
Dans d'autres modes de réalisation (non représentés), les
détonateurs électroniques sont reliés à l'unité de commande (par exemple une
unité de commande de tir et/ou une unité de programmation) par des moyens
non filaires.
En général, sur un site de travaux, plusieurs ensembles de
détonateurs 2 sont reliés respectivement à plusieurs unités de commande 4.
L'unité de commande 4 est une unité de commande de tir conçue
pour mettre en oeuvre les opérations de mise à feu des détonateurs
électroniques 2 ainsi que des opérations de test pour vérifier le bon
fonctionnement de chaque détonateur électronique 2 avant de procéder à la
mise à feu. L'unité de commande de tir 4 peut aussi mettre en oeuvre des
opérations de programmation des détonateurs électroniques 2.
Le système de mise à feu 1 peut comporter en outre une unité de
programmation (non représentée sur les figures) conçue pour dialoguer avec
les détonateurs électroniques 2 et avec l'unité de commande de tir 4. Cette
unité de programmation peut avoir différentes fonctions.
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Comme représenté à la figure 1, le système de mise à feu 1
comporte en outre un ensemble de dispositifs de signalisation 10. Chaque
dispositif de signalisation 10 est associé à un détonateur électronique 2 et
permet de signaler la présence du détonateur électronique 2 auquel il est
5 associé.
On notera que le détonateur électronique 2, une fois installé à
l'emplacement (par exemple un trou foré dans le sol), n'est pas visible sur le
site de travaux, et que le dispositif de signalisation 10 associé à chaque
détonateur électronique 2 est visible sur le site de travaux de sorte que la
détermination, au moins approximative, de la position du détonateur
électronique 2 sur le site de travaux est possible. Dans ce document, la
détermination de la position d'un détonateur équivaut à la détermination de la
position du dispositif de signalisation associé.
Un dispositif de signalisation est ainsi défini comme tout dispositif
permettant de signaler la présence d'un détonateur électronique à un
emplacement. Le dispositif de signalisation est ainsi situé à un emplacement
visible dans le site de travaux. Par exemple si le détonateur électronique est
dans un trou foré dans le sol, le dispositif de signalisation est situé sur le
sol. Si
le détonateur est dans un trou foré dans un mur, le dispositif de
signalisation est
situé sur la surface extérieure du mur.
Dans le mode de réalisation illustré, le dispositif de signalisation 10
est connecté aux fils conducteurs 5 reliant les détonateurs électroniques 2 à
la
ligne de tir 3 au niveau du connecteur 6.
On notera que le dispositif de signalisation 10 est ainsi relié au
détonateur électronique 2 auquel il est associé.
Le dispositif de signalisation 10 peut être alimenté en énergie
électrique via la ligne de tir 3.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, chaque dispositif
de signalisation est positionné sur un module externe associé au détonateur
électronique 2 auquel il est associé. Le dispositif de signalisation peut être
aussi
intégré ou connecté à ce module externe.
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Par exemple, les connecteurs peuvent être équipés avec un
dispositif de signalisation.
Bien entendu, les dispositifs de signalisation peuvent être intégrés ou
situés dans d'autres modules associés aux détonateurs électroniques.
Dans un mode de réalisation, chaque dispositif de signalisation 10
comporte un dispositif actif indiquant la présence d'un détonateur
électronique.
Dans le mode de réalisation décrit, le dispositif actif émet un signal
indiquant la présence du détonateur électronique 2. Dans ce mode de
réalisation, le signal est un signal visuel, par exemple un signal lumineux.
Dans le mode de réalisation représenté, le dispositif de signalisation
comporte au moins une diode électroluminescente (LED) émettant un signal
visuel permettant d'indiquer la présence d'un détonateur électronique 2.
Bien entendu, d'autres types de dispositifs de signalisation peuvent
être utilisés dans le système de mise à feu.
Par exemple, dans un autre mode de réalisation, le dispositif actif est
un émetteur d'infrarouges.
Dans un mode de réalisation non représenté, le dispositif de
signalisation permettant de signaler la présence d'un détonateur électronique,
comporte un dispositif passif encodant par exemple une information
d'identification du détonateur électronique, tel qu'un code à barres à une ou
deux dimensions.
Le système de mise à feu 1 comporte en outre un dispositif
d'acquisition d'images 20 conçu pour l'acquisition d'images représentant des
dispositifs de signalisation 10. Le dispositif d'acquisition d'images 20
comprend
un appareil capturant des images ou des séquences d'images ou vidéo, tel
qu'un appareil photo ou une caméra.
Le dispositif d'acquisition d'images peut en outre correspondre à l'oeil
humain. En effet, les dispositifs de signalisation 10 peuvent être visualisés
par
un opérateur dans le site de travaux.
Le dispositif d'acquisition d'images 20 permet l'acquisition d'images
avec une résolution adaptée pour la visualisation des dispositifs de
signalisation
10 ou d'un signal émis par le dispositif de signalisation 10.
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Le dispositif d'acquisition d'images 20 peut être un dispositif
indépendant des autres éléments composant le système de mise à feu 1 (tel
que représenté à la figure 1) ou être intégré dans un élément du système de
mise à feu 1.
Par exemple, le dispositif d'acquisition d'images peut être intégré
dans l'unité de commande de tir ou dans une unité de programmation.
Dans d'autres modes de réalisation, l'appareil d'acquisition d'images
peut être intégré dans un dispositif mobile tel qu'un véhicule dirigé à
distance
par exemple un drone.
Le dispositif d'acquisition d'images 20 est configuré et positionné
pour acquérir des images (figure 2) du site de travaux avec des dispositifs de
signalisation 10. Autrement dit, dans le mode de réalisation décrit, le
dispositif
d'acquisition d'images 20 est configuré pour l'acquisition d'une image du site
de
travaux 100 (figure 2) dans laquelle la présence d'au moins un détonateur
électronique 2 est représentée. Dans le mode de réalisation décrit, la
présence
et la position des détonateurs électroniques sont représentées grâce au signal
visible émis par le dispositif de signalisation 10.
On notera que les dispositifs de signalisation 10 sont situés de façon
à être visibles par le dispositif d'acquisition d'images 20.
Dans le mode de réalisation décrit, les dispositifs de signalisation 20
émettant un signal visuel, le dispositif d'acquisition d'images 20 est conçu
pour
acquérir les signaux émis par des dispositifs de signalisation 10.
En pratique, dans ce mode de réalisation, le dispositif d'acquisition
d'images 20 capture des images avec un signal lumineux associé à chaque
détonateur électronique 2.
Dans le cas d'un dispositif de signalisation comportant un émetteur à
infrarouge, le dispositif d'acquisition d'images est adapté à l'acquisition
d'images infrarouges. Dans un mode de réalisation dans lequel le dispositif de
signalisation est passif (ou comporte un dispositif passif), le dispositif
d'acquisition des données est conçu pour la prise de vue de ces dispositifs de
signalisation répartis sur le site de travaux.
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Dans un mode de réalisation, l'appareil d'acquisition d'images 20
peut être positionné à un emplacement déterminé de sorte que la totalité des
dispositifs de signalisation dans le site de travaux puissent être acquis.
Dans le mode de réalisation décrit, l'appareil d'acquisition d'images
20 est placé de sorte que les signaux émis par la totalité des dispositifs de
signalisation 10 dans le site de travaux puissent être acquis.
L'emplacement où le dispositif d'acquisition d'images 20 est
positionné est déterminé en fonction du site de travaux dans lequel le système
de mis à feu est installé.
Dans d'autres modes de réalisation, le dispositif d'acquisition
d'images 20 peut être positionné à un emplacement déterminé pour prendre
des images partielles du site de travaux. Une image complète du site de
travaux peut être reconstruite à partie des images partielles.
Par exemple, un appareil photo ou camera peut adapter son champ
de vision afin de prendre des images partielles du terrain tout en restant au
même emplacement.
Dans d'autres modes de réalisation, le dispositif d'acquisition
d'images 20 peut être situé successivement à différents emplacements
prédéterminés pour prendre un ensemble d'images partielles du site pour la
reconstitution d'une image de la totalité du site. Ainsi, selon des modes de
réalisation, le dispositif d'acquisition d'images 20 est positionné pour
acquérir
des images avec une partie des dispositifs de signalisation 10 ou avec la
totalité
des dispositifs de signalisation 10 présents sur le site de travaux.
On notera que le dispositif d'acquisition d'images 20 peut être utilisé
de façon fixe ou mobile. Autrement dit, le dispositif d'acquisition d'images
20
peut être positionné à un emplacement déterminé pour capturer, soit des
images de la totalité du site de travaux, soit des images partielles du site
de
travaux (utilisation du dispositif d'acquisition d'images 20 de façon fixe).
Le dispositif d'acquisition d'images 20 peut aussi capturer des
images partielles du site de travaux depuis des emplacements différents
(utilisation mobile du dispositif d'acquisition d'images 20).
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A titre d'exemple nullement limitatif, si le dispositif d'acquisition
d'images 20 est intégré dans l'unité de commande de tir 4, l'unité de commande
de tir 4 est positionnée de sorte que l'image du site de travaux avec des
dispositifs de signalisation 10 puisse être acquise. Dans ce cas, le
dispositif
d'acquisition d'images 20 est dans une position fixe.
Si le dispositif d'acquisition d'images 20 est intégré dans une unité
de programmation, le dispositif d'acquisition d'images 20 est mobile.
La figure 2 illustre schématiquement une image 100 représentant un
site de travaux dans lequel les détonateurs électroniques 2 sont positionnés.
Chaque détonateur électronique 2 est positionné à un emplacement 101.
L'image 100 a été prise par le dispositif d'acquisition d'images 20. On
notera que, comme indiqué ci-dessus, ce dispositif d'acquisition d'images 20 a
des caractéristiques en fonction du type de dispositifs de signalisation 10
associés aux détonateurs électroniques 2. Le dispositif d'acquisition d'images
20 est ainsi adapté à prendre une image 100 dans laquelle les dispositifs de
signalisation 10 sont représentés.
Comme indiqué ci-dessus, selon un mode de réalisation, des images
partielles du site de travaux peuvent être prises par le dispositif
d'acquisition
d'images. Ces images partielles peuvent être utilisées pour reconstruire une
image complète du site de travaux. La reconstitution d'une image d'un site de
travaux est mise en oeuvre par des méthodes connues et ne sont pas décrites
dans ce document.
Dans le cas d'un dispositif de signalisation tel que celui représenté à
la figure 1, si les détonateurs électroniques2 sont bien reliés à la ligne de
tir 3,
le dispositif de signalisation 10 peut émettre un signal indiquant la présence
d'un détonateur électronique 2.
On notera que dans le mode de réalisation décrit en référence aux
figures 1 et 2, le dispositif de signalisation 10 signale la présence d'un
détonateur électronique 2 auquel il est associé si le détonateur électronique
2
est correctement relié à la ligne de tir 3. Ainsi, par exemple si le
dispositif de
signalisation est actif, un signal est émis seulement si le détonateur est
correctement relié à la ligne de tir.
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Dans un mode de réalisation dans lequel le dispositif de signalisation
est actif (ou comporte un dispositif actif), le dispositif de signalisation
émet un
signal lorsque le détonateur électronique reçoit une commande provenant d'une
unité de commande.
5 Dans
un mode de réalisation, la commande envoyée à un détonateur
électronique 2 est nominative, c'est-à-dire qu'elle concerne uniquement ce
détonateur 2. Autrement dit, un détonateur électronique recevant une
commande nominative le concernant répond à cette commande, les autres
détonateurs recevant cette commande ne répondant pas à la commande.
10 Dans
un autre mode de réalisation, la commande peut être non
nominative, tout détonateur recevant cette commande émettant un signal.
Une fois qu'une image du site de travaux est obtenue, la position des
détonateurs électroniques peut être déterminée.
Le système de mise à feu 1 peut comporter en outre des moyens de
détermination (non représentés sur les figures) de la position des
emplacements recevant les détonateurs électroniques 2.
Ces moyens de détermination utilisent les images acquises par le
dispositif d'acquisition d'image 20 pour déterminer les positions des
dispositifs
de signalisation 10 associés aux détonateurs électroniques 2.
Les moyens de détermination comportent des modules électroniques
conçus pour recevoir, stocker et traiter les images acquises par le dispositif
d'acquisition d'images. Ces moyens de détermination sont connus et ne
nécessitent pas d'être décrits ici.
A titre d'exemple nullement limitatif, la figure 3 illustre des étapes
d'un mode de réalisation d'un procédé pour déterminer des positions des
détonateurs électroniques dans un site de travaux utilisant le système de mise
à feu conforme à l'invention.
Bien entendu, les positions des détonateurs électroniques peuvent
être obtenues par des procédés différents tout en utilisant le système de mise
à
feu conforme à l'invention.
Le procédé comporte une étape de commande El dans laquelle une
commande est adressée à un premier détonateur électronique 2.
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Dans un mode de réalisation, la commande envoyée à un détonateur
électronique 2 est nominative, c'est-à-dire qu'elle concerne uniquement ce
détonateur 2. Autrement dit, un détonateur électronique recevant une
commande nominative le concernant répond à cette commande, les autres
détonateurs recevant cette commande ne répondant pas à la commande.
Dans ce mode de réalisation, le détonateur électronique 2 recevant
cette commande nominative émet, au moyen du dispositif de signalisation 10,
un signal indiquant sa présence lors d'une étape d'émission E2.
Dans le mode de réalisation décrit, un signal visuel est émis à l'étape
d'émission E2 par le dispositif de signalisation 10, ou diode
électroluminescente.
Ainsi, lorsque le détonateur électronique 2 reçoit une commande
nominative, la diode électroluminescente 10 associée s'allume à l'étape
d'émission E2.
Ensuite, une étape d'acquisition E3 du signal émis par le dispositif de
signalisation 10 est mise en oeuvre. Dans le mode de réalisation décrit,
l'acquisition comporte l'acquisition d'une image ou de plusieurs images du
site
de travaux 100 dans lequel les signaux visuels émis par les diodes
électroluminescentes sont visibles.
Les étapes de commande El, d'émission d'un signal E2 et
d'acquisition E3 du signal émis sont mises en oeuvre pour chacun des
détonateurs électroniques 2 de l'ensemble.
Dans le mode de réalisation décrit, une étape de détermination E4
des positions des emplacements suit l'étape d'acquisition E3. L'étape de
détermination E4 consiste à détecter l'allumage d'une diode
électroluminescente 10 associée à un détonateur électronique 2 et à déterminer
les coordonnées du point lumineux dans l'image acquise.
La détermination de la position d'un dispositif de signalisation sur
une image est mise en oeuvre par des méthodes connues de traitement
d'images.
Lors d'une étape de vérification E5, il est vérifié que la totalité des
détonateurs électroniques ont été traités, c'est-à-dire que les étapes de
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commande El, d'émission E2, d'acquisition E3 et de détermination E4 ont été
mises en oeuvre pour chaque détonateur électronique 2.
Dans ce mode de réalisation, les opérations de commande El,
d'émission E2, d'acquisition E3 et de détermination E4 de la position sont
espacées dans le temps pour chaque détonateur électronique 2.
Ainsi, à l'issue de la mise en oeuvre de ces opérations pour chaque
détonateur électronique 2, un ensemble d'images est obtenu, les coordonnées
d'image relatives à l'emplacement de chaque détonateur électronique 2 étant
déterminées à partir de chaque image. Par conséquent, à l'issue de l'étape de
détermination des positions E5 une liste des coordonnées d'image est obtenue.
Dans un mode de réalisation, les coordonnées d'image sont
ordonnées et un numéro d'emplacement est associé à chaque coordonnée
d'image. On obtient ainsi une liste des numéros d'emplacement.
Par exemple, les coordonnées d'image déterminées peuvent être
celles d'un pixel étant le barycentre de l'ensemble de pixels d'image
représentant sur l'image la diode électroluminescente 10 allumée.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de signalisation 10, ici la
diode électroluminescente, est positionné au niveau de l'emplacement recevant
le détonateur électronique 2 de sorte que la position du dispositif de
signalisation 10 est représentative de la position du détonateur électronique
2.
Dans un autre mode de réalisation, les dispositifs de signalisation
associés aux détonateurs électroniques sont allumés sensiblement en même
temps, soit par une commande nominative, soit par une commande non
nominative. Dans ce mode de réalisation, une seule image ou plusieurs images
du site de travaux sont prises avec les dispositifs de signalisation émettant
un
signal.
Dans le cas d'un dispositif de signalisation passif (ou comportant un
dispositif passif), une seule image ou plusieurs images du site de travaux
sont
prises avec les dispositifs de signalisation représentées.
Ainsi selon des modes de réalisation, une image ou plusieurs images
partielles du site de travaux peuvent être obtenues par le dispositif
d'acquisition
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d'images, une image complète pouvant être reconstituée à partir des images
partielles obtenues.
L'obtention des positions de chaque détonateur électronique est
similaire au mode de réalisation décrit ci-dessus en référence à la figure 3.
