Description

DOMAINE TECHNIQUE

L’invention concerne un dispositif d’acquisition et un système de mesure comprenant un tel dispositif d’acquisition, servant à déterminer les valeurs de grandeurs susceptibles d’être déterminées à partir de mouvements d’un corps, ou substrat, déformable. Ces grandeurs peuvent être relatives au substrat, ou encore à un objet extérieur au substrat mais exerçant une sollicitation sur celui-ci qui produit un mouvement (ou plus précisément, des champs de déplacement et de déformation) dans le substrat. Lorsque le substrat constitue un sol, notamment un sol constituant une chaussée sur laquelle circulent des véhicules, les informations que l’on cherche à déterminer peuvent être par exemple la masse de ces véhicules, leur vitesse, ou encore la direction qu’ils suivent au moment où ils passent au point de mesure.

Par‘déformation’, on désigne ici un taux de dilatation d’un matériau ; par exemple, un pourcentage de dilatation de ce matériau.

La mise au point d’un tel système de mesure a nécessité de développer plusieurs sous-systèmes.

NAPPE DE CONNEXION

Un premier sous-système est une nappe de connexion. Par‘nappe de connexion’, on désigne un support en surface duquel ou dans lequel sont agencées plusieurs pistes conductrices.

La nappe permet de connecter un ou plusieurs équipements, par l’intermédiaire de ses pistes conductrices. Par exemples, un ou plusieurs capteurs peuvent être fixés au support, et connectés à ces pistes conductrices. Dans ce cas, la nappe permet à la fois de supporter mécaniquement le(s) capteur(s), et d’assurer leur raccordement.

Le support peut être notamment un support mince, comme par exemple tout type de film ou ruban, notamment en matière plastique, par exemple formé en majeure partie en matériau polymérique. Une application importante de telles nappes de connexion est le raccordement de capteurs.

Certaines applications d’acquisition de données par des capteurs nécessitent en effet l’utilisation de plusieurs capteurs, voire de plusieurs dizaines de capteurs.

L’implantation de ces capteurs doit le plus souvent respecter des contraintes bien définies quant au positionnement, à la protection (mécanique, chimique, en température, etc.) de ces capteurs.

Par conséquent, de manière connue en soi les capteurs sont conditionnés en usine, et sont fixés sur des nappes de connexion (on parle alors généralement de faisceaux de câbles ou de harnais). Les nappes de capteurs ainsi obtenues peuvent alors être transportées et mises en place sur le lieu d’utilisation de manière relativement simple et peu coûteuse.

Cependant, en particulier lorsque la nappe de capteurs comporte un grand nombre de capteurs, la dimension de la nappe de capteurs devient importante.

Par conséquent, les outillages de fabrication sont nécessairement également de grande taille ; le coût de revient de la nappe de capteurs est alors relativement élevé, ainsi que la difficulté de transport et d’implantation de la nappe de capteurs.

Il existe donc un besoin pour un agencement d’un ensemble de capteurs appelés à fonctionner ensemble, qui permet de fabriquer et implanter l’ensemble de capteurs facilement et à un prix modéré.

Un premier objectif de l’invention est de répondre à ce besoin.

Cet objectif est atteint grâce à une nappe de connexion, la nappe comprenant un support présentant un premier bord et un deuxième bord opposés ; et

au moins un premier ensemble de N groupes Gi de piste(s) conductrice(s) (Pij) formée(s) en surface du support et/ou dans le support, N étant au moins égal à 2 ; et dans laquelle :

- chaque piste conductrice d’un premier groupe G1 de piste(s) conductrice(s) est reliée à une borne de connexion d’un premier groupe LC1 de borne de

connexion située au premier bord du support ;

- la nappe de connexion est configurée de telle sorte que, lorsque deux nappes de connexion (identiques) sont placées côte à côte de telle manière que le premier bord du support de la deuxième nappe de connexion se trouve en face du deuxième bord du support de la première nappe de connexion, les bornes de connexion du groupe RC1 de borne(s) de connexion de la première nappe de connexion peuvent être connectées aux bornes de connexion du groupe LC1 de borne de connexion de la deuxième nappe de connexion ;

- pour chaque valeur de i allant de 2 à N :

. dans chaque groupe Gi de piste(s) conductrice(s), au moins une, et de préférence chaque piste conductrice est reliée à une borne de connexion d’un groupe LCi de borne(s) de connexion située(s) au premier bord du support et à une borne de connexion d’un groupe RCi-1 de borne(s) de connexion située(s) au deuxième bord du support ; et

. les bornes de connexion desdits premiers groupes LCi-1 de borne(s) de connexion située(s) au premier bord (L) du support sont configurées pour être connectées aux bornes de connexion des groupes RCi-1 de borne(s) de connexion située(s) au deuxième bord (R) du support.

Pour i=2...N, les bornes de connexion des premiers groupes LCi-1 de borne(s) de connexion située(s) au premier bord du support peuvent être configurées pour être connectées soit directement, soit par l’intermédiaire d’un élément de jonction aux bornes de connexion des groupes RCi-1 de borne(s) de connexion située(s) au deuxième bord du support.

Dans un mode de réalisation préférentiel, les bornes de connexion desdits premiers groupes LCi-1 de borne(s) de connexion située(s) au premier bord du support sont configurées de manière à se trouver alignées avec les bornes de connexion desdits deuxièmes groupes RCi-1 de borne(s) de connexion située(s) au deuxième bord du support, lorsque deux nappes de connexion (identiques) sont placées côte à côte de telle manière que le premier bord du support de la deuxième nappe de connexion se trouve en face du deuxième bord du support de la première nappe de connexion.

L’agencement des pistes conductrices défini ci-dessus permet avantageusement de pouvoir connecter ensemble plusieurs nappes de connexion en série, notamment des nappes de connexion identiques les unes aux autres, de manière à réaliser lors de l’assemblage (qui peut éventuellement être fait‘sur site’) une nappe de connexion de dimensions plus importantes. Selon la configuration de la nappe, un certain nombre de nappes de connexion peuvent être assemblées ensemble.

Le terme‘piste conductrice’ désigne ici tout type de conducteur, notamment électrique. Une piste conductrice peut donc être un fil électrique, ou encore un circuit conducteur de l’électricité formé en surface (ou dans l’épaisseur) du support. Elle peut aussi être une fibre optique. Dans la nappe de connexion, chaque groupe de piste conductrice peut contenir une ou plusieurs pistes conductrices.

Le principe de la présente divulgation peut être mieux compris en référence à la figure 1.

Sur cette figure sont représentées trois nappes de connexion (‘nappes’) identiques, A, B et C, connectées entre elles. Ces nappes étant identiques, seule la première nappe A va être décrite en détail. Les signes de référence portant une lettre A, B ou C font référence respectivement à la première, la deuxième et la troisième nappe de connexion A, B et C.

La nappe A comporte principalement un support 10A, sur lequel sont formés trois groupes G1 , G2 et G3 de pistes conductrices. Chaque groupe de pistes conductrices comporte deux pistes conductrices, notées Gia et Gib, où i est l’indice du groupe de pistes (i=1 ,2 ou 3).

Le support 10A est une partie de film plastique, de forme extérieure rectangulaire.

Sur le bord gauche L et sur le bord droit R opposé du support 10A sont fixées des bornes de connexion.

Sur le bord gauche L sont agencés trois groupes de deux bornes de connexion LC1 , LC2 et LC3.

Le premier groupe de bornes de connexion, LC1 , comporte deux bornes LC1 a et LC1 b. Ces bornes sont reliées aux pistes du premier groupe G1 a et G1 b. Le premier groupe de pistes G1 sert à connecter un capteur KA. Par conséquent, les extrémités des pistes G1 a et G1 b opposées au premier bord L sont disposées à distance des bords du support 10A. Elles sont placées à distance l’une de l’autre de telle sorte qu’un capteur puisse être raccordé à ces pistes, lorsqu’il est fixé au support 10A en étant disposé entre les extrémités des pistes.

Le deuxième groupe de bornes de connexion, le groupe LC2, comporte deux bornes LC2a et LC2b. Le troisième groupe de bornes de connexion, le groupe LC3, comporte deux bornes LC3a et LC3b.

Sur le bord droit R du support 10A sont agencés deux groupes de deux bornes de connexion RC1 et RC2.

Le premier groupe de bornes de connexion, le groupe RC1 , comporte deux bornes RC1 a et RC1 b. Le deuxième groupe de bornes de connexion, le groupe RC2, comporte deux bornes RC2a et RC2b. Chacune des pistes du deuxième groupe de pistes conductrices G2 relie une borne de connexion du deuxième groupe LC2 sur le premier bord L à une borne de connexion du premier groupe RC1 sur le deuxième bord R. De même, chacune des pistes du troisième groupe de pistes conductrices G3 relie une borne de connexion du troisième groupe LC3 sur le premier bord L à une borne de connexion du deuxième groupe RC2 sur le deuxième bord R.

Les bornes de connexion des groupes de bornes de connexion LC2 et LC3, situées sur le premier bord L du support sont donc configurées pour être connectées aux bornes de connexion respectivement des groupes RC1 et RC2 de bornes de connexion, situées sur le deuxième bord R du support.

Dans ce but, les bornes de connexion (LC1 a, LC1 b, LC2a et LC2b) des groupes LC1 et LC2 de bornes de connexion situées sur le premier bord du support (sur la gauche, Fig.1 ) sont configurées de manière à se trouver alignées avec les bornes de connexion (RC1 a,RC1 b,RC2a et RC2b) des groupes RC1 et RC2 de bornes de connexion située(s) sur le deuxième bord du support (sur la droite, Fig.1 ), lorsque deux nappes de connexion identiques, comme par exemple les nappes A et B sont placées côte à côte de telle manière que le premier bord du support 10B de la deuxième nappe B de connexion se trouve en face du deuxième bord du support 10A de la première nappe A de connexion.

Dans cet exemple, des capteurs respectivement KA, KB et KC sont montés sur chacune des nappes ; celles-ci sont ainsi appelées‘nappes de capteur’.

Avantageusement, l’agencement des nappes de capteurs permet, lorsque trois nappes sont connectées les unes aux autres en série comme cela est présenté sur la Fig.1 , de relier les capteurs KA, KB et KC aux bornes de connexion respectivement LC1 , LC2 et LC3 du premier bord L de la nappe A.

Par conséquent, pour raccorder les capteurs KA, KB et KC, plutôt que d’utiliser une nappe de connexion unique de grande longueur, on peut utiliser trois nappes de connexion de plus faibles dimensions, dans le cas présent le tiers de la longueur totale qu’aurait une nappe de connexion unique.

En pratique, cela permet d’avoir recours de manière usuelle à des nappes de connexion de dimensions modestes, notamment de longueur inférieure à 500 mm, voire 400 mm.

On comprend par ailleurs que dans une nappe de connexion, les différents groupes de pistes conductrices ont normalement tous le même nombre de pistes conductrices (1 , 2, 3,... sans limite particulière). Le nombre de groupes de pistes conductrices est égal au nombre de nappes de connexion qui sont susceptibles d’être connectées en série.

Une nappe de connexion peut d’autre part comporter plusieurs ensembles de pistes conductrices (avec les bornes de connexion associées), comme dans l’exemple présenté précédemment.

Pour faciliter la fabrication, le support est généralement un support mince, c’est-à- dire une portion de plaque ou de film. Il peut cependant être d’une épaisseur quelconque.

Le trajet spécifique des pistes conductrices est sans importance particulière, tant que celles-ci assurent une conduction entre les bornes de connexion et/ou les capteurs qu’elles relient. Dans l’exemple présenté, les pistes sont agencées sensiblement sur une même surface (plane ou du moins réglée), à la surface d’un film mince. Dans d’autres modes de réalisation le support peut par exemple être multi-couches, les pistes passant alors sur les différentes couches, et pouvant ainsi par exemple se croiser ou autre.

Comme cela a été indiqué, lorsqu’un ou plusieurs capteurs sont reliés aux pistes du premier groupe de pistes conductrices, la nappe de connexion est appelée ‘nappe de capteur(s)’.

Plus précisément, une nappe de capteurs comporte une nappe de connexion telle que présentée précédemment, et au moins un capteur fixé au support, et connecté à au moins une piste du premier groupe de piste(s) conductrice(s).

Ledit au moins un capteur peut être un capteur de tout type. Il peut être un capteur mécanique ou un capteur non-mécanique.

Un capteur mécanique peut être un capteur de déformation, de cisaillement, un accéléromètre, un gyromètre, un inclinomètre, etc.

Un capteur non-mécanique peut être un capteur de pression atmosphérique, de bruit ambiant (c’est-à-dire un microphone), de concentration en polluants atmosphériques (par exemple la concentration en C02, en N02, en S02, en ozone (03), en PM, en composés organiques volatiles (COV)), un capteur de teneur en eau du milieu environnant, un capteur chimique (c’est-à-dire un capteur permettant de déterminer la composition chimique du milieu environnant - permettant par exemple la mesure du pH, de la conductivité, du potentiel d’oxydoréduction, de la concentration en ions chlorure, en hydrocarbures, en ions métalliques - dont métaux lourds) ; il peut aussi être un pyranomètre (permettant la mesure de flux thermiques), un magnétomètre, etc. Ledit au moins un capteur peut être, lorsque cela a du sens (notamment lorsqu’il est un capteur mécanique), un capteur mono-axe ou multi-axes (un capteur mono axe est un capteur directionnel apte à mesurer une grandeur par rapport à une seule direction, et un capteur multi-axes, un capteur directionnel apte à mesurer une grandeur par rapport à plusieurs directions généralement perpendiculaires entre elles.)

Ledit au moins un capteur peut être un capteur indépendant de l’orientation du capteur dans l’espace (par exemple, un capteur de dilatation volumique).

Lorsque les capteurs sont implantées dans un sol et que ces capteurs sont des capteurs dont les mesures dépendent de leur orientation dans l’espace, les directions de mesure de ces capteurs peuvent être alignées (ou non) avec la direction longitudinale (direction de roulement des véhicules dans le cas d’une chaussée) et les directions transverses horizontale et verticale de la chaussée.

Ledit au moins un capteur peut par exemple être collé sur le support.

Ledit au moins un capteur peut comporter un transducteur tel que défini dans la demande de brevet internationale WO2015150676.

La nappe de capteurs peut comporter un blindage disposé sur une face du support ou deux blindages entre lesquels sont disposés le support et les capteurs.

DISPOSITIF D’ACQUISITION

Un deuxième aspect de la présente divulgation concerne un dispositif d’acquisition comprenant un certain nombre de capteurs fixés à un substrat déformable afin de déterminer, à partir des informations produites par ces capteurs, les valeurs de grandeurs susceptibles d’être déterminées à partir de mouvements du substrat. Ces grandeurs peuvent être relatives au substrat, ou encore à un objet extérieur au substrat mais exerçant une sollicitation sur celui-ci qui produit un mouvement dans le substrat. Le substrat déformable peut notamment être un sol, par exemple une chaussée.

Comme les capteurs sont implantés dans ou sur un substrat déformable, ils doivent être agencés de manière à pouvoir subir les déformations de ce substrat, et cela pendant le plus longtemps possible, sans se dégrader.

De manière connue en soi, pour mettre en place des capteurs servant à

déterminer les valeurs de différentes grandeurs liées à un substrat, on positionne ces capteurs sur ou dans ce substrat ; on fixe les capteurs à celui-ci ; on déploie alors un faisceau de câbles auxquels doivent être fixés les capteurs, et on connecte individuellement chacun des capteurs aux câbles du faisceau de câbles. Cette opération est non seulement longue (et donc coûteuse), mais est également source d’erreurs de montage.

Par conséquent, il existe un besoin d’un système de montage d’un dispositif d’acquisition permettant de déterminer les valeurs de différentes grandeurs liées à un substrat déformable à partir d’informations produites par des capteurs, le système de montage permettant de monter ces capteurs de manière fiable et rapide, et permettant d’implanter les capteurs en surface ou à l’intérieur du substrat considéré, les capteurs devant être à même de subir les déformations du substrat dans ou sur lequel ils sont implantés sans être endommagés.

Selon le deuxième aspect de la présente divulgation, une réponse à ce besoin peut être apportée de deux manières, à savoir soit par un dispositif d’acquisition de surface, si les capteurs doivent être placés en surface, ou soit par un dispositif d’acquisition enfoui, si les capteurs doivent être intégrés à l’intérieur, du substrat considéré. Ces deux types de dispositifs d’acquisition sont présentés de manière plus complète plus loin.

Dans ces dispositifs d’acquisition, qu’ils soient de surface ou enfouis, chacun des capteurs peut être l’un quelconque des capteurs mécaniques ou non-mécaniques définis précédemment en relation avec la nappe de capteurs.

Plus précisément, la présente divulgation concerne spécifiquement le cas où les capteurs sont tels qu’il soit possible, à partir d’informations produites par lesdits capteurs, de calculer des mouvements du tapis en une pluralité de points parmi lesdits différents points du tapis.

Il est apparu en effet qu’à partir de mouvements en différents points du tapis, il est possible de déterminer différentes propriétés du substrat dans ou sur lequel le tapis est implanté.

Il peut être également possible par calcul inverse de déterminer la sollicitation qui a été appliquée au tapis de manière à produire le mouvement des capteurs qui a été déterminé ; la connaissance de cette sollicitation fournit alors à son tour des informations supplémentaires concernant la cause de cette sollicitation. Dans certains modes de réalisation, il est possible à partir des informations transmises par les capteurs d’obtenir directement des informations sur la cause de la sollicitation appliquée au tapis.

Le dispositif d’acquisition peut par exemple être placé en surface d’une chaussée, ou dans une couche supérieure d’une chaussée sur laquelle passent des véhicules. A partir des mouvements en différents points du tapis, que l’on peut déterminer lors du passage d’un véhicule, il est possible d’obtenir différentes informations sur le véhicule, comme sa vitesse, sa masse, la direction dans laquelle il se déplace, etc.

Selon que le dispositif d’acquisition est placé en surface du substrat déformable considéré ou intégré à l’intérieur de ce substrat, ses caractéristiques sont différentes.

Dans le cas du dispositif d’acquisition de surface, qui est conçu pour être disposé en surface d’un substrat étudié, le dispositif d’acquisition comprend un tapis formé principalement de matériau polymérique, des capteurs solidaires du tapis et fixés à celui-ci en différents points, et des pistes conductrices agencées de manière à permettre de connecter chacun desdits capteurs. Lesdits capteurs sont tels qu’il soit possible, à partir d’informations produites par lesdits capteurs, de calculer des mouvements du tapis en une pluralité de points parmi lesdits différents points du tapis. De plus, chaque capteur est protégé, au moins sur une première face du tapis par une couche dudit matériau polymérique, ledit matériau polymérique présentant un module de Young situé dans la plage de 50 MPa à 1 TPa, et de préférence situé dans la plage de 200 MPa à 800 MPa. La valeur du module de Young est préférentiellement déterminée par des essais de traction suivant la norme ISO 527-1 :2012 (fr).

Comme cela a été indiqué, les capteurs sont solidaires du tapis et fixés à celui-ci en différents points.

Le matériau polymérique doit être choisi tel que le tapis adhère fortement aux capteurs. Cette propriété est particulièrement souhaitable pour le dispositif d’acquisition de surface. Par conséquent, le matériau polymérique du dispositif d’acquisition de surface présente un coefficient de friction (COF) dynamique supérieur à 0,5, et de préférence supérieur à 1. Ce coefficient est mesuré sur acier standard, à 25 °C, en suivant la norme ASTM D1894.

A l’inverse, les matériaux ayant une très faible capacité d’adhésion, tels que le PTFE, ne sont pas adaptés dans ce cas pour constituer le matériau polymérique.

Le matériau polymérique du dispositif d’acquisition de surface peut par exemple être un élastomère thermoplastique polyuréthane, par exemple de type polyester ou polyether. Cet élastomère peut être non chargé, mais il peut aussi contenir des charges, notamment de renforcement mécanique, par exemple des charges de fibre de verre. Le matériau polymérique peut par exemple être l’un des composés élastomère uréthane PMC®-790 (PMC est une marque déposée) ou Smooth Cast®-310 (Smooth-Cast est une marque déposée).

De préférence le module de Young est situé dans la plage de valeurs indiquée ci- dessus pour toute température comprise entre -20° Cet +70 °C.

Du fait que son module de Young se trouve dans la plage de 50 MPa à 1 TPa, le matériau polymérique présente une élasticité importante. Grâce à cela, le tapis est apte à accompagner les déformations du substrat sur lequel le dispositif

d’acquisition est disposé. Cela permet que les informations transmises par les capteurs représentent fidèlement aussi bien les mouvements des points du tapis auxquels ils sont fixés que les mouvements du substrat au voisinage de ces points. Par conséquent, ces informations permettent de déterminer de manière précise la cause des sollicitations ayant produit ces mouvements du substrat, et donc du tapis qui accompagne le substrat.

L’épaisseur de la couche de matériau polymérique est définie en fonction de l’application visée.

Lors de la mise en place du dispositif d’acquisition, le tapis apporte par ailleurs une protection mécanique aux capteurs (qui peut être choisie plus ou moins grande en fonction de l’application visée), permettant ainsi de transporter les capteurs dans de bonnes conditions jusqu’à leur mise en place. Par conséquent, il n’est pas nécessaire de prévoir une enveloppe rigide pour contenir le dispositif d’acquisition.

D’autres caractéristiques techniques peuvent être spécifiées pour le matériau polymérique pour assurer l’aptitude du dispositif d’acquisition de surface à fonctionner durablement :

- le matériau polymérique peut présenter un comportement élastique jusqu’à 0,1 % de déformation, voire de préférence jusqu’à 0,2%, voire de préférence jusqu’à 1 % ;

- le matériau polymérique peut présenter un comportement élastique jusqu’à au moins 0,2% de déformation pendant au moins 10 ⁵ cycles, voire de préférence au moins 5.10 ⁵ cycles voire au moins 10 ⁶ cycles ; et/ou

- le matériau polymérique peut présenter un coefficient de dilatation thermique inférieur à 0,02%/° C, voire de préférence inférieurà 0,004%/° C voire à 0,002%/° C. Toutes les valeurs de paramètres caractérisant le matériau polymérique indiquées précédemment, ainsi que celles indiquées plus loin dans ce document, sont mesurées entre 18 ° C et 25 ° C.

Dans le cas du dispositif d’acquisition enfoui, qui est conçu pour être intégré au sein même du substrat considéré, le dispositif d’acquisition comprend un tapis formé principalement de matériau polymérique, des capteurs solidaires du tapis et fixés à celui-ci en différents points, et des pistes conductrices agencées de manière à permettre de connecter chacun desdits capteurs. Les capteurs sont tels qu’il soit possible, à partir d’informations produites par lesdits capteurs, de calculer des mouvements du tapis en une pluralité de points parmi lesdits différents points du tapis. De plus, chaque capteur est protégé, au moins sur une première face du tapis, par une couche dudit matériau polymérique, le matériau polymérique présentant une dureté Shore D supérieure à 20, et de préférence supérieure à 30. Grâce à la dureté importante de cette couche de matériau polymérique, le tapis présente une capacité élevée à résister aux pressions qui sont exercées sur le dispositif d’acquisition et ainsi, permet que le tapis assure efficacement la protection des capteurs.

Par ailleurs, la dureté Shore D du matériau polymérique est de préférence inférieure à 70. La dureté Shore D peut notamment être mesurée avec un duromètre conformément à la norme ASTM D2240.

De plus, le matériau polymérique du dispositif d’acquisition enfoui est apte à supporter sans dégradation irréversible une température au moins égale à 130°C pendant 20 minutes.

En outre ce matériau polymérique est de préférence apte à être exploité sans dégradation irréversible à une température au moins égale à 80 °C (Cette caractéristique est considérée comme vérifiée si aucune dégradation ou transformation irréversible du matériau polymérique ne peut être observée après 10 jours d’exposition à la température de 80 °C).

Le matériau polymérique du dispositif d’acquisition enfoui peut être par exemple un élastomère thermoplastique (en Anglais,‘thermoplastic elastomer’ ou TPE’) de type styrénique, de type vinyl, ou de type polyuréthane. Le matériau peut être par exemple de type Elastoprene (marque déposée) N50D-EE0, Irogran (marque déposée) A95P 5044, ou encore SOFPRENE T (marque déposée).

Les capteurs peuvent par exemple être soit placés sur une surface inférieure du tapis (ce qui désigne ici une surface qui est conçue pour être disposée en dessous du tapis lorsque celui-ci est mis en place), ou intégrés à l’intérieur même du tapis. Le point important est qu’une couche de matériau polymérique d’épaisseur suffisante soit disposée au-dessus des capteurs, lorsque le dispositif d’acquisition est mis en place pour être exploité et permettre la réalisation de mesures.

D’autres caractéristiques techniques peuvent être spécifiées pour le matériau polymérique pour assurer l’aptitude du dispositif d’acquisition enfoui à fonctionner durablement :

- le matériau polymérique peut présenter un comportement élastique jusqu’à au moins 0,05% de déformation, voire de préférence 0,1 %, voire 0,03% de déformation ;

- le matériau polymérique peut présenter un comportement élastique jusqu’à au moins une vitesse de déformation de 0,03%/s, voire de préférence jusqu’à 0,1 %/s voire jusqu’à 3%/s ; et/ou

- le matériau polymérique peut présenter un comportement élastique jusqu’à au moins 0,1 % de déformation pendant au moins 10 ⁶ cycles, voire de préférence 10 ⁷ cycles voire 10 ⁸ cycles.

Enfin, il est souhaitable que le dispositif d’acquisition - de surface ou enfoui - soit apte à fonctionner (sans dégradation irréversible) dans une plage de température s’étendant de -20° C à 80 °C, voire de -30 °C à 80 °C.

Dans certains modes de réalisation, au lieu d’être constitué principalement par une couche d’un unique matériau polymérique, le tapis peut comporter plusieurs (au moins deux) couches, ces couches étant constituées de matériaux différents. Conformément à la présente divulgation, les couches sont choisies de telle sorte que le tapis soit formé principalement (en masse) de matériau polymérique.

Ces couches formées de différents matériaux sont choisies de telle sorte que, combinées ensemble, elles présentent des qualités mécaniques, chimiques, etc. équivalentes à celles indiquées précédemment pour le tapis.

Dans certains modes de réalisation, à l’interface entre deux couches du tapis, et/ou encore sur une ou sur les deux faces du tapis, le tapis peut comporter une couche en matériau non polymérique. Il peut par exemple comporter une plaque métallique (notamment en acier inoxydable ou en cuivre), de moins de 1 mm d’épaisseur, voire de moins de 500pm d’épaisseur, voire de moins de 200pm d’épaisseur ; et/ou une couche de mousse ou de colle en silicone.

Chacune des couches composant le tapis et indiquées ci-dessus peut ne pas s’étendre sur l’intégralité de la surface du tapis ; elle peut être formée

intégralement (monobloc, en un seule partie) ou en plusieurs parties. En particulier, chaque couche peut comporter un ou des passages pour exposer un ou des capteurs au substrat environnant, notamment dans le cas de capteurs chimiques.

Dans chacune des couches indiquées ci-dessus, le matériau polymérique ou non- polymérique peut être une mousse, ou au contraire être en matériau dense (ou plein). Une couche peut par exemple être formée en polyéthylène Plastazote (marque déposée) LD45 ou en silicone.

L’épaisseur de chacune des couches indiquées ci-dessus peut être inférieure à 2 cm, voire à 5 mm, voire même à 2 mm.

Dans certains modes de réalisation, le tapis comporte une ou plusieurs couches en matériau composite. Ce matériau composite peut être un matériau chargé de micro- ou de nano-fibres, notamment de verre ou de carbone ; et/ou un matériau chargé de micro- ou nano-particules, notamment métalliques.

Dans certains modes de réalisation, le tapis comporte une ou plusieurs couches adhésives. Le matériau adhésif peut ou non être un polymère. L’épaisseur de la couche adhésive peut être de préférence inférieure à 2 mm, voire à 0,5 mm, voire à 0,1 mm.

Dans les définitions du dispositif d’acquisition données précédemment (que ce soit le dispositif de surface ou le dispositif enfoui), par‘tapis’, on désigne ici un corps de faible épaisseur. Un tapis peut ainsi être constitué par une portion de bande, de ruban. Il peut être une portion de film de forme extérieure rectangulaire.

Comme indiqué précédemment, les capteurs du dispositif d’acquisition sont des capteurs choisis de telle sorte qu’il soit possible, à partir des informations qu’ils produisent, de déterminer les mouvements du tapis auquel les capteurs sont fixés en une pluralité de points parmi lesdits différents points du tapis (Ces points sont appelés par la suite‘points de détermination de mouvement’).

Cette détermination peut être faite de très nombreuses manières, en fonction des capteurs utilisés.

Ainsi par exemple, dans un mode de réalisation, les capteurs du dispositif d’acquisition sont des capteurs permettant de calculer la déformation du tapis aux points de détermination de mouvement. En effet à partir des valeurs de

déformation ainsi calculées, de manière connue en soi il est possible de

déterminer les mouvements du tapis en ces points.

Les mouvements du tapis peuvent être endogènes, c’est-à-dire causés par des changements de propriétés physique du matériau du substrat, ou exogènes, c’est- à-dire causés par une sollicitation appliquée à ce matériau. Cette sollicitation peut être par exemple, lorsque le substrat est un sol, le passage d’un véhicule sur ce sol. Cette sollicitation peut aussi être une variation de température, d’humidité, d’ensoleillement ou toute autre variation environnementale.

Dans un mode de réalisation, les capteurs du dispositif d’acquisition sont des capteurs fournissant en sortie des valeurs d’au moins une grandeur liée aux mouvements du tapis aux différents points de détermination de mouvement. Une grandeur liée aux mouvements du tapis est une grandeur qui varie lorsque le tapis est en mouvement ou dont la variation induit un mouvement du tapis.

Le fait qu’au moins une grandeur soit liée aux mouvements du tapis en différents point signifie qu’il est possible, généralement en utilisant un modèle numérique adéquat (du tapis et/ou du substrat), de calculer les valeurs des mouvements du tapis en ces point à partir des valeurs des grandeurs liée aux mouvements du tapis considérées.

Par exemple, dans certaines configurations, il est possible à partir de valeurs de températures dans un sol de déterminer les déformations, et par suite les mouvements, en différents points de ce sol. Dans ce cas, les capteurs du dispositif d’acquisition peuvent être constitués par des capteurs de température.

Ladite‘au moins une grandeur liée aux mouvements du tapis’ peut notamment être toute(s) grandeur(s) à partir de laquelle ou desquelles, par traitement numérique, il est possible de déterminer la déformation du substrat localement (en plusieurs points) ou globalement (dans une ou plusieurs portion(s) du substrat) et, à partir de cette ou ces informations, de calculer les mouvements du tapis aux points de détermination de mouvement du tapis.

Dans certains modes de réalisation, les capteurs du dispositif d’acquisition sont des capteurs permettant de déterminer en différents points du tapis la déformation selon un axe (par exemple l’axe normal à la surface du sol, l’axe tangent à la surface aligné à la direction du trafic sur le sol, l’axe tangent à la surface

perpendiculaire à la direction du trafic sur le sol), ou encore la dilatation

volumique, les cisaillements selon différents axes, les accélérations selon les différents axes, les moments angulaires selon les différents axes, les inclinaisons selon les différents axes.

De manière alternative ou en complément, un ou plusieurs des capteurs peu(ven)t être des capteurs aptes à mesurer des grandeurs qui sont liées à la déformation du substrat, mais sans cependant que cette relation soit explicite ou manifeste.

Ces grandeurs peuvent être l’humidité, la teneur en eau, la température, les concentrations en espèces chimiques, les concentrations en espèces gazeuses, etc.

Ces grandeurs peuvent être des informations de nature chimique (par exemple la concentration d’un gaz ou d’un analyte dans le substrat). En effet, les

concentrations de certaines espèces chimiques sont liées à la morphologie du milieu (par exemple sa porosité, l’organisation des couches du substrat), et la morphologie du milieu est un paramètre qui influe sur le comportement mécanique du substrat, et donc sur sa déformation ou son mouvement.

Un capteur du dispositif d’acquisition peut donc être notamment :

- un capteur de déformation (dilatation du volume) ; la déformation peut être mesurée dans ou plusieurs axes (x, y, z) ; un cas particulier de capteur de déformation est le capteur dit de « pression » (qui est usuellement un capteur de déformation monoaxe, orienté selon l’axe d’application de la pression) ; un autre cas particulier de capteur de déformation est un capteur de dilatation volumique (définie comme la somme de la déformation selon les axes x, y et z)

- un accéléromètre (accélération de la position de point(s) du volume

- un inclinomètre (qui mesure l’angle associé à un volume élémentaire)

- un gyromètre (qui mesure un moment angulaire)

- un capteur de cisaillement (qui mesure la variation de longueur dans une direction donnée (par exemple x) quand le volume élémentaire se déforme selon une autre direction (par exemple y)).

En plus des capteurs de la première liste ci-dessus, un capteur du dispositif d’acquisition peut être également :

- un capteur de température

- un capteur d’humidité

- un capteur de teneur en eau

- un capteur de concentrations en espèces chimiques

- un capteur de concentrations en espèces gazeuses

Généralement, lorsque le dispositif d’acquisition comporte un ou plusieurs capteurs de cette deuxième liste, il comporte de plus au moins un capteur de la liste précédente (la première liste) ; c’est l’ensemble de capteurs ainsi constitué qui permet le calcul des mouvements du tapis aux points de détermination de mouvement du tapis. Lorsque des capteurs des différents types énumérés ci-dessus sont fixés en différents points d’un tapis qui subit des déformations, il est possible à partir d’informations produites par les capteurs, de calculer des mouvements du tapis en ces différents points.

Grâce au fait que les capteurs sont intégrés (c’est-à-dire fixés) au tapis du dispositif d’acquisition, il est facile de les transporter et de les disposer sur l’objet ou sur le site sur lequel ils doivent être implantés. La plage de valeurs spécifiée pour le module de Young correspond à des matériaux relativement souples, pouvant subir des déformations : Le matériau du tapis accompagne les

déformations du substrat auquel il est fixé. Grâce à cela, les grandeurs acquises par les capteurs intégrés au tapis sont représentatives des déformations de ce substrat et permettent de calculer les mouvements du tapis aux points de détermination de mouvement.

De préférence, les pistes conductrices sont agencées de manière à permettre de connecter chacun des capteurs à une même extrémité ou à un même bord du tapis.

Dans un mode de réalisation, le dispositif d’acquisition comprend une nappe de capteurs telle que définie précédemment, ou plusieurs de ces nappes, connectées entre elles, directement ou par l’intermédiaire d’éléments de jonction. Dans ce cas, au moins un capteur de ladite pluralité de capteurs fait partie de la ou des nappe(s) de capteurs, et pour chacune des nappes de capteurs, le support de la nappe est fixé au tapis (en surface du tapis, ou à l’intérieur de celui-ci).

Le(s) support(s) de la ou des nappe(s) de capteurs peut notamment être ou du moins comprendre une ou plusieurs portion(s) de film fixée(s) sur une face du tapis ou intégrée(s) à l’intérieur de celui-ci.

Dans un mode de réalisation, au moins un desdits capteurs, et de préférence chacun de ceux-ci est disposé entre deux couches dudit matériau polymérique.

Par exemple, lorsque les capteurs sont agencés au sein d’une ou plusieurs nappe(s) de capteurs, cette ou ces nappes peuvent être agencées entre deux couches du matériau polymérique.

Dans cette configuration, comme le(s) capteurs n’est pas/ne sont pas placé(s) en surface, avantageusement il(s) n’est pas/ne sont pas exposé(s) aux agressions éventuelles (par exemple des sollicitations mécaniques si un objet appuie sur la surface sur laquelle est disposé le(s) capteur(s)), auxquelles il(s) pourrai(en)t être exposé(s) s’il(s) étai(en)t disposés en surface. Pour mettre en place le dispositif d’acquisition défini précédemment, il convient de solidariser celui-ci avec le substrat déformable dans lequel il est placé de telle sorte qu’il accompagne les déformations de ce substrat. Ce résultat peut être obtenu par tout moyen. Par exemple, le dispositif d’acquisition peut être collé sur ou dans le substrat, en prévoyant une couche d’adhésif sur sa surface externe lors de sa mise en place.

De préférence, le matériau polymérique est un matériau compatible avec le matériau constituant le substrat. Par exemple, dans des dispositifs d’acquisition destinés à mesurer les déformations de routes en bitume, le matériau polymérique est un matériau compatible avec le bitume.

Avantageusement, du fait de la valeur du module de Young du tapis, le dispositif d’acquisition est déformable. Inversement, le tapis apporte une protection certaine, et permet en outre de transporter les capteurs dans de bonnes conditions jusqu’à leur mise en place. Par conséquent, il n’est pas nécessaire de prévoir une enveloppe rigide, par exemple une coque, pour contenir le dispositif d’acquisition.

SYSTEME DE MESURE

Un troisième aspect de la présente divulgation concerne un système de mesure susceptible d’être mis en oeuvre pour déterminer au moins un paramètre parmi une masse, une vitesse, une direction de circulation sur une surface, d’un objet roulant sur une surface libre d’un substrat, ou encore au moins un paramètre visco-élastique d’un matériau du substrat.

De manière connue en soi, il est possible de déterminer la masse d’un véhicule circulant sur une chaussée à l’aide de système de mesure de masse‘à la volée’ (Weigh-ln-Motion). Cependant, ces systèmes sont lourds, difficiles à mettre en oeuvre.

D’autre part, la vitesse d’un véhicule et sa direction de circulation peuvent être déterminés à l’aide par exemple d’un radar, ou éventuellement d’un lidar. Mais ces moyens doivent être déployés au-dessus de la surface de la chaussée, ce qui rend leur emploi délicat, notamment en milieu urbain.

Enfin, les paramètres visco-élastiques des matériaux constituant les chaussées ne peuvent généralement pas être déterminés in situ.

Il existe donc un besoin, pour l’un quelconque des paramètres cités

précédemment, d’un système de mesure plus simple à mettre en oeuvre que les systèmes connus, durable, bon marché, et peu susceptible d’être victime de vandalisme. L’objectif du troisième aspect de la présente divulgation est de proposer un système de mesure répondant à ce besoin.

Cet objectif est atteint grâce à un système de mesure comprenant

au moins un dispositif d’acquisition comportant une pluralité de capteurs, et un calculateur configuré pour pouvoir acquérir les signaux transmis par ledit dispositif d’acquisition, dans lequel :

le dispositif d’acquisition permet de disposer lesdits capteurs en surface ou au voisinage d’une surface libre d’un substrat permettant la circulation d’un objet roulant, de telle sorte que les capteurs soient solidaires de mouvements du substrat en une pluralité de points de celui-ci ;

lesdits capteurs sont tels qu’il est possible, lorsqu’ils sont rendus ainsi solidaires des mouvements du substrat en ces différents points, à partir des informations qu’ils produisent, de calculer des mouvements du substrat en ces différents points ; et

le calculateur est apte, à partir des informations transmises par les capteurs lorsqu’ils sont rendus ainsi solidaires des mouvements du substrat en ces différents points, à déterminer la ou les valeur(s) d’au moins une grandeur parmi :

• une masse totale ou par essieu, une trajectoire, une vitesse, un nombre d’essieux, un nombre de roues, un type, et/ou une signature, de l’objet roulant ;

• un état de vieillissement, un degré de gonflage, et/ou une empreinte, de(s) roue(s) de l’objet roulant ;

• des grandeurs représentatives de l’intégrité mécanique et chimique du substrat ;

• des grandeurs représentatives de la présence de pluie, de glace ou de neige sur le substrat ; et/ou

• des paramètres visco-élastiques ou plastiques, et/ou des paramètres

représentatifs de la morphologie, d’un matériau du substrat ;

et/ou à déterminer une ou des valeur(s) d’au moins une primitive et/ou une dérivée de ladite au moins une grandeur, et/ou une évolution dans le temps de ladite au moins une grandeur.

La ou les grandeurs susceptibles d’être déterminées par le calculateur peuvent être continues, discrètes ou binaires. Dans certains cas, la ou les grandeurs susceptibles d’être déterminées par le calculateur fournissent une information concernant le substrat ou son

environnement dans un certain volume de l’espace autour du système

d’acquisition. Dans ce cas, la taille de ce volume dépend au cas par cas de la grandeur considérée.

En ce qui concerne les grandeurs citées ci-dessus qui sont relatives au substrat :

L’intégrité mécanique ou chimique du substrat désigne l’état du substrat, comme par exemple son degré de fracturation, de fissuration dans le cas de substrats en béton ou bitumineux.

Les paramètres visco-élastiques ou plastiques du matériau du substrat sont des grandeurs représentatives des propriétés viscoélastiques ou plastiques du matériau du substrat, comme par exemple son module de Young, son module de Poisson, ses coefficients de viscosité pour les propriétés viscoélastiques, ou encore la dureté shore A pour les propriétés plastiques.

Le ou les paramètres représentatifs de la morphologie et de son évolution incluent la porosité totale, la porosimétrie (y compris la présence de fissures), la perméabilité aux gaz, la perméabilité aux liquides.

Tous les paramètres ci-dessus peuvent par ailleurs être relatifs à l’ensemble de l’épaisseur du substrat, ou à tout ou partie des couches qui le constituent (par exemple la couche de roulement, de fondation), ou encore à tout ou partie de ses sous-structures (lorsque le substrat ne se présente pas sous forme d’un empilement de couches).

Le calculateur peut comprendre une ou plusieurs carte(s) d’acquisition pour l’acquisition des signaux émis par les capteurs. Cette ou ces cartes peuvent éventuellement être intégrées au dispositif d’acquisition, et ainsi placées à proximité des capteurs.

Le calculateur peut comprendre de plus de manière large une ou plusieurs unités de calcul, disposées à proximité du dispositif d’acquisition ou au contraire distantes.

Selon le mode de réalisation, différents algorithmes peuvent être exécutés par le calculateur pour déterminer la ou les valeurs de grandeur(s) cherchée(s).

Dans un mode de réalisation, l’algorithme peut comporter des paramètres dont les valeurs sont calculées par apprentissage machine (‘machine learning’). Cet algorithme peut être ou du moins comprendre un réseau de neurones ou autre. L’apprentissage de cet algorithme est réalisé dans ce cas avec une base de données d’apprentissage comprenant en entrée, les signaux émis par les capteurs au cours d’un certain nombre de passages d’objets mobiles sur le dispositif d’acquisition, et en sortie, les valeurs de ladite au moins une grandeur lors de ces passages.

Dans un autre mode de réalisation, le calculateur détermine la ou les valeur(s) de ladite au moins une grandeur en exécutant un programme de minimisation ou de maximisation d’une fonctionnelle, ledit programme faisant appel à un sous- programme apte à déterminer une valeur calculée de mouvements du substrat au voisinage de positions desdits capteurs sous l’effet de sollicitations appliquées au substrat, ladite au moins une grandeur étant un paramètre du sous-programme, la valeur de la fonctionnelle étant fonction d’écarts entre des valeurs calculées de mouvements dudit substrat, calculées par ledit sous-programme dans l’hypothèse d’un passage de l’objet roulant sur la surface, et des valeurs mesurées de mouvements dudit substrat, déterminées à partir des signaux émis par les capteurs lors dudit passage de l’objet roulant, lesdits écarts étant calculés pour chacun des capteurs dont les mouvements sont évalués.

Avantageusement, à l’aide de moyens d’acquisition relativement simples permettant le calcul de mouvements du substrat dans lequel les capteurs sont fixés, ces capteurs étant susceptibles d’être disposés en surface du sol ou dans le sol, les traitements de données acquises indiqués ci-dessus permettent de déterminer la ou les valeurs de tout ou partie des grandeurs à déterminer indiquées précédemment.

Le nombre et la disposition des capteurs, et la fréquence d’acquisition des signaux des capteurs sont déterminés de manière à atteindre la précision voulue lors de la détermination de la ou des valeurs de la ou des grandeurs étudiée(s).

En ce qui concerne la disposition des capteurs, la distance moyenne entre capteurs peut être inférieure à la moitié voire au cinquième, ou encore au dixième, de la dimension caractéristique du phénomène étudié. Ainsi par exemple si l’on cherche à obtenir des informations sur le passage de véhicules sur une chaussée, la dimension caractéristique sera la taille de l’emprise au sol d’un pneu du véhicule sur la chaussée.

De même, la période moyenne d’acquisition peut être inférieure à la moitié voire au cinquième, ou encore au dixième, de la durée caractéristique du phénomène étudié. Dans l’exemple précédent, la durée caractéristique sera la durée de passage des pneus du véhicule sur les capteurs. Le dispositif d’acquisition peut notamment être un dispositif d’acquisition selon le deuxième aspect de la présente divulgation, tel que décrit précédemment.

Pour disposer d’une bonne sensibilité, et permettre la détection de véhicules circulant à vitesse élevée, le calculateur comporte de préférence une unité d’acquisition de données apte à acquérir les signaux émis par les capteurs à une fréquence d’au moins 80 Hz, de préférence d’au moins 250 Hz, plus

préférentiellement d’au moins 700 Hz.

Pour économiser l’énergie, le système de mesure comporte de préférence un système d’éveil, comportant au moins un capteur disposé en amont de la dite pluralité de capteurs (naturellement raccordé au calculateur), et le calculateur est configuré pour activer l’acquisition de signaux transmis par le ou les dispositifs d’acquisition en fonction d’un signal émis par le système d’éveil.

En complément du troisième aspect de la présente divulgation, selon un quatrième aspect, pour acquérir des informations concernant un substrat permettant la circulation d’objets roulants et/ou un objet roulant sur celui-ci, il est proposé une méthode de mesure (ou calcul) d’une ou plusieurs valeurs d’au moins une grandeur parmi

• une masse totale ou par essieu, une trajectoire, une vitesse, un nombre d’essieux, un nombre de roues, un type, et/ou une signature, de l’objet roulant ;

• un état de vieillissement, un degré de gonflage, et/ou une empreinte, de(s) roue(s) de l’objet roulant ;

• des grandeurs représentatives de l’intégrité mécanique et chimique du substrat ;

• des grandeurs représentatives de la présence de pluie, de glace ou de neige sur le substrat ; et/ou

• des paramètres visco-élastiques ou plastiques, paramètres représentatifs de la morphologie d’un matériau du substrat ;

et/ou de calcul de valeurs d’au moins une primitive et/ou une dérivée de ladite au moins une grandeur, et/ou d’une évolution dans le temps de ladite au moins une grandeur.

Cette méthode comporte les étapes suivantes : a) on dispose une nappe de capteurs telle que définie précédemment, de telle sorte que ladite pluralité de capteurs soit disposée en surface ou au voisinage d’une surface libre du substrat ;

b) lors d’un passage de l’objet roulant, on acquiert des signaux émis par lesdits capteurs ;

c) à l’aide du calculateur, on détermine la ou les valeurs de ladite au moins une grandeur.

Cette ou ces valeurs peuvent être déterminées soit à l’aide d’un réseau de neurones, soit en exécutant un programme de minimisation ou de maximisation d’une fonctionnelle, ledit programme faisant appel à un sous-programme apte à déterminer une valeur calculée de mouvements du substrat au voisinage de positions desdits capteurs sous l’effet de sollicitations appliquées au substrat, ladite au moins une grandeur étant un paramètre du sous-programme, la valeur de la fonctionnelle étant fonction d’écarts entre des valeurs calculées de mouvements dudit substrat, calculées par ledit sous-programme dans l’hypothèse d’un passage de l’objet roulant sur la surface, et des valeurs mesurées de mouvements dudit substrat, déterminées à partir des signaux émis par les capteurs lors dudit passage de l’objet roulant, lesdits écarts étant calculés pour chacun des capteurs dont les mouvements sont évalués.

Dans un mode de mise en oeuvre de la méthode, la nappe de capteur fait partie d’un dispositif d’acquisition selon le deuxième aspect de la présente divulgation, tel que défini précédemment.

Dans un mode de mise en oeuvre, la méthode comprend en outre une étape de mesure de la température au voisinage des capteurs ; et l’on effectue une correction lors de la détermination dudit au moins un paramètre, en fonction de la température.

Dans un mode particulier de réalisation, les différentes étapes de la méthode de mesure présentée ci-dessus sont déterminées par des instructions de

programmes d’ordinateurs.

En conséquence, le quatrième aspect de la présente divulgation vise aussi un programme d’ordinateur sur un support d’informations, ce programme étant susceptible d’être mis en oeuvre dans un ordinateur, ce programme comportant des portions, moyens, et/ou instructions de code de programme pour l’exécution des étapes de la méthode de mesure présentée ci-dessus lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. Ce programme peut utiliser n’importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n’importe quelle autre forme souhaitable. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet.

Le quatrième aspect de la présente divulgation vise aussi un support

d’informations non-volatiles lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur tel que défini précédemment. Le support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme.

Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une clef USB ou un disque dur. Alternativement, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution de la méthode de mesure décrite précédemment.

Enfin, un cinquième aspect de la présente divulgation concerne un sol, équipé d’une nappe de capteurs, d’un dispositif d’acquisition ou encore d’un système de mesure tel que défini précédemment.

L’expression‘équipé de’ signifie que les capteurs respectivement de la nappe de capteurs, du dispositif d’acquisition ou encore du système de mesure indiqués précédemment sont fixés au sol (en surface de celui-ci, ou enfouis dans le sol - généralement à proximité de la surface).

Le sol peut être à l’intérieur ou à l’extérieur ; il peut être notamment une chaussée (une voie de circulation pour véhicules), un trottoir, ou autre. Le sol peut ainsi être tout support sur lequel passent des objets ou des personnes, de préférence en roulant, mais pas seulement - véhicules à chenilles, piétons...). Ces objets ou personnes peuvent appliquer une pression sur le sol assez importante - dans le cas de camions par exemple -, mais pas nécessairement (vélos, trottinettes...)

Le sol peut être en asphalte, en béton, ou autre ; il peut être en matériau compacté, ou en pavés, etc.

Dans un mode de réalisation, le sol comprend, parmi la pluralité de capteurs qu’il comporte, au moins un premier groupe de capteurs dont les capteurs sont disposés en surface du sol, ou disposés sous une couche superficielle du sol. Dans ce cas, dans un mode de réalisation les capteurs de ce premier groupe de capteurs sont intégrés dans un tapis collé sur une surface du sol, et

éventuellement fixé au sol de plus par des vis.

Dans ce cas, dans un mode de réalisation le sol est agencé de telle sorte qu’une surface supérieure du dispositif d’acquisition est située au-dessus du niveau du sol. Le sol peut alors comporter, en amont et/ou en aval du dispositif d’acquisition, une zone de roulement surélevée dont une surface supérieure est au même niveau que la surface supérieure du dispositif d’acquisition.

La zone de roulement peut notamment comporter au moins un tapis en matériau polymérique, ou une plaque rigide, notamment en bois.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

L’invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation représentés à titre d’exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés, sur lesquels :

[Fig. 1 ] La figure 1 est une vue schématique, déjà présentée, d’une nappe de capteurs dans un mode de réalisation de la présente divulgation ;

[Fig. 2] La figure 2 est une vue schématique d’une nappe de capteur dans un mode de réalisation de la présente divulgation ;

[Fig. 3] La figure 3 est une vue schématique en coupe d’un dispositif d’acquisition dans un mode de réalisation de la présente divulgation ;

[Fig. 4A-4C] Les figures 4A, 4B et 4C sont des vues schématiques présentant trois agencements possibles pour les capteurs, dans un dispositif d’acquisition selon la présente divulgation ;

[Fig. 5] La figure 5 est une vue schématique en vue du dessus d’un dispositif de mesure selon la présente divulgation ;

[Fig. 6] La figure 6 est une vue schématique en perspective du système de mesure de la figure 5 ;

[Fig. 7] La figure 7 est un diagramme présentant les courbes de réponse, respectivement effective et simulée, du système de mesure des figures 5 et 6, lors du passage d’un véhicule sur la chaussée ; et

[Fig. 8] La figure 8 est un logigramme présentant les étapes d’une méthode de mesure selon la présente divulgation. DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION

Un exemple de réalisation d’un système de mesure 1000 selon la présente divulgation va maintenant être présenté dans deux modes de réalisation, en relation avec la figure 3 d’une part, et avec les figures 5 et 6 d’autre part.

Le système de mesure 1000 est un système de mesure susceptible d’être implanté dans une chaussée 50 sur laquelle circulent des véhicules 52, et qui permet de mesurer la masse de ces véhicules, leur vitesse, leur direction, ainsi que l’état de gonflage de leurs pneus 54.

Le système de mesure 1000 comporte principalement un calculateur 300 et deux dispositifs d’acquisition 100.

Pour mieux faire comprendre l’agencement de ce système de mesure 1000, les nappes de capteurs 10 intégrées aux dispositifs d’acquisition vont d’abord être présentées, puis les dispositifs d’acquisition 100 comprenant ces nappes de capteurs, et enfin le système de mesure 1000 dans son ensemble.

Un exemple de réalisation d’une nappe de capteurs 10 va tout d’abord être présenté en relation avec la figure 2.

La nappe 10 est formée principalement par un support constitué par un film plastique 20 relativement souple en polyimide, rectangulaire de dimensions 400 mm x 150 mm, et d’épaisseur environ 1 mm.

La nappe 10 présente un axe de symétrie X suivant sa direction longitudinale, et un axe Y suivant sa direction transverse dans le plan de la nappe (lorsque celle-ci est disposée à plat). L’axe X divise la nappe 10 en deux demi-plans

respectivement Y+ (Y>0) et Y-(Y<0). Seule la moitié de la nappe 10 située dans le plan Y+ va maintenant être décrite, l’autre moitié s’en déduisant par symétrie.

Sur le film 20 sont fixés, dans le demi-plan Y+, à des intervalles réguliers suivant la direction X, six capteurs de déformation piézo-résistifs 1 1 1 , 1 12, 1 13, 1 14, 1 15 et 1 16, notés collectivement capteurs 1 10. Chacun de ces capteurs piézo-résistifs émet, lorsque le substrat dans lequel il se trouve subit une déformation, un signal représentatif de cette déformation. A partir des signaux représentatifs des déformations du substrat, transmis par les capteurs 1 10, il est possible de calculer les mouvements du substrat aux points où sont disposés ces capteurs.

Dans le demi-plan Y+ sont formés deux ensembles de pistes conductrices S1 et S2. Le premier ensemble S1 comporte deux groupes H1 et H2 de pistes conductrices. Le premier groupe H1 de pistes conductrices comporte six paires de pistes conductrices. Chacune de ces paires de pistes conductrices est connectée d’une part à l’un des six capteurs 1 10, et d’autre part à une paire de bornes de connexion situées sur le premier côté L du film 20 (le côté X<0). Les six paires de bornes de connexion connectées au groupe H1 sur le premier côté L du film sont dénommées collectivement bornes LD1.

Le deuxième groupe H2 de pistes conductrices comporte également six paires de pistes conductrices. Chacune de ces paires de pistes conductrices est connectée tout d’abord à une paire de bornes de connexion situées sur le premier côté L du film. Les six paires de bornes de connexion connectées au groupe H2 sur le côté L du film sont dénommées collectivement bornes LD2. De plus, chacune des six paires de pistes conductrices du groupe H2 est également connectée à une paire de bornes de connexion situées sur le deuxième côté R du film. Les six paires de bornes de connexion connectées au groupe H2 sur le deuxième côté R du film sont dénommées collectivement bornes RD1.

Les six paires de bornes de connexion RD1 de la nappe 10 sont configurées pour être connectées aux six paires de bornes de connexion LD1 d’une nappe 10B adjacente. Plus généralement, le deuxième côté R ou côté droit de la nappe 10 est configuré pour être assemblé au premier côté L ou côté gauche d’une nappe 10B identique à la nappe 10 placée à droite de cette dernière.

Dans ce but, lorsque deux nappes 10 identiques sont placées l’une à la suite de l’autre (le côté droit de la nappe de gauche étant en face du côté gauche de la nappe de droite), les bornes de connexion RD1 de la nappe de gauche sont alignées avec (et configurées pour être connectées avec) les bornes de connexion LD1 de la nappe de droite.

Le deuxième ensemble S2 de pistes conductrices comporte également deux groupes de pistes conductrices. Les deux pistes du premier groupe sont raccordées à un capteur de température KT et à une première paire de bornes de connexion situées sur le premier côté L du film 20. Les deux pistes du deuxième groupe relient une paire de bornes de connexion situées sur le premier côté L du film 20 à une deuxième paire de bornes de connexion situées sur le deuxième côté R du film 20. Les bornes de la deuxième paire de bornes de connexion sont configurées pour être connectées aux bornes de la première paire de bornes de connexion d’une nappe 10 identique à la nappe 10 et placée à droite de cette dernière. L’agencement de la nappe 10 permet donc de connecter en série deux nappes 10 identiques, de manière à collecter sur le premier côté de la nappe 10 située la plus à gauche les signaux émis par les 28 capteurs des deux nappes.

La nappe 10 comporte en outre deux couches de blindage 30, 32, qui vont être présentées en relation avec le dispositif d’acquisition 100 (Fig.3).

La nappe 10 présentée peut être fabriquée en usine. Le procédé de fabrication peut notamment être celui décrit dans le document WO2015150676.

Un premier exemple de réalisation d’un dispositif d’acquisition 100 d’un système de mesure 1000 selon la présente divulgation va maintenant être présenté en relation avec la figure 3.

Dans ce mode de réalisation, le système de mesure 1000 comporte deux dispositifs d’acquisition 100 identiques, enfouis côte à côte dans à quelques centimètres sous la surface d’une chaussée 50.

Les dispositifs d’acquisition 100 sont ainsi protégés par la couche superficielle 51 de la chaussée 50. Ce mode de mise en oeuvre assure une protection élevée des dispositifs d’acquisition 100.

Chaque dispositif d’acquisition 100 comporte une nappe de capteurs 10 du type présenté en relation avec la Fig.2.

En vue du dessus, les dispositifs 100 sont disposés côte à côte dans la direction perpendiculaire ou direction transverse à la direction de roulement ; l’axe X des nappes de capteurs 10 est dirigé suivant cette direction transverse. La distance entre les points centraux des dispositifs 100 est calculée pour correspondre sensiblement à la voie (distance entre roues d’un même essieu) d’un véhicule.

Chaque dispositif d’acquisition 100, qui est du type‘dispositif d’acquisition en surface’, comprend un tapis 150 qui est surmoulé autour d’une nappe de capteurs 10. Ce tapis 150 est constitué principalement par une bande en polyuréthane (un exemple de matériau polymérique) de forme rectangulaire.

Les différentes couches constituant le dispositif d’acquisition 100 sont

représentées par une section de détail de la figure 3. La nappe 10 est surmoulée entre deux couches de polyuréthane 152, 154, qui constituent un tapis au sens de la présente divulgation. La nappe 10 quant à elle présente successivement, en allant du bas vers le haut, une première plaque de blindage 30 (constituée par un film métallique conducteur de l’électricité), les capteurs et pistes conductrices (les capteurs 1 15 et 1 16 sont représentés sur la section de détail), le film 20

constituant le support de la nappe 10, et une deuxième plaque de blindage 32 (également constituée par un film métallique conducteur de l’électricité). La présence des plaques de blindage réduit la sensibilité du dispositif d’acquisition aux perturbations électromagnétiques.

Dans l’exemple présenté, les dispositifs d’acquisition 100 sont fabriqués en usine par surmoulage de nappes de capteurs 10, avant d’être implantés en surface de la chaussée 50. Avantageusement, le conditionnement des capteurs 110 et KT au sein d’un tapis tel que le tapis 150 assure la protection mécanique des capteurs et, au moment de leur implantation dans la chaussée, leur positionnement relatif.

Dans l’exemple présenté, le dispositif d’acquisition 100 inclut une nappe de capteurs 10. Cependant, un dispositif d’acquisition peut être réalisé à partir de capteurs qui ne sont pas supportés par un film tel que le film 20, mais sont directement fixés au tapis 150 à base de matériau polymérique. Par exemple, un dispositif d’acquisition conforme à la présente divulgation peut être réalisé en surmoulant un faisceau de câbles (comme pistes conductrices) reliés à des capteurs dans un matériau polymérique possédant les caractéristiques requises indiquées précédemment.

Dans le cas d’un dispositif d’acquisition devant être placé en surface, et donc plus exposé à des variations de température qu’un dispositif d’acquisition enfoui, le polyuréthane présente de préférence un coefficient d’expansion

thermique compris entre 70 % et 130 % de celui du matériau composant l’enveloppe (ou coque) de protection des capteurs de la nappe de capteurs 10.

Un deuxième mode de réalisation du système de mesure 1000 va maintenant être présenté en relation avec les figures 4A-4C, 5 et 6 (les figures 4A-4C présentent trois variantes de ce mode de réalisation).

Dans ce mode de réalisation, le système 1000 comprend un calculateur 300, deux dispositifs d’acquisition 100, et un élément intercalaire 170.

Chacun des dispositifs 100 comporte un tapis 150 dans lequel sont surmoulées deux nappes de capteurs 10A,10B (appelées collectivement nappes 10) sensiblement identiques à la nappe de capteurs 10 présentée précédemment. La seule différence est qu’au lieu de comporter deux rangées de six capteurs, chacune des nappes de capteurs 10A,10B comporte deux rangées R1 ,R2 de huit capteurs (Fig.4A).

Dans chaque dispositif 100, les deux nappes 10A,10B sont connectées l’une à l’autre de telle sorte que les bornes de connexion du bord droit R de la nappe 10A (à gauche sur la Fig.5) soient connectées aux bornes de connexion du bord gauche L de la nappe 10B (à droite sur la Fig.5). Les bornes de connexion du bord gauche L de chaque dispositif d’acquisition 100 sont connectées par des fils 105 au calculateur 300.

En ce qui concerne la disposition des capteurs, de manière générale dans un dispositif d’acquisition (Figs.4A-4C), les capteurs peuvent être fixés au support suivant une disposition matricielle alignée (Fig.4A) ou en quinconce (Figs. 4B-4C).

Différentes valeurs de distance peuvent être choisies pour le pas d’une rangée à l’autre ou d’une colonne à l’autre de la matrice de capteurs :

Le pas transversal Px (distance entre deux capteurs dans la direction X

perpendiculaire à la direction de roulement) peut être inférieur à 50 cm, voire à 25 cm, voire à 10 cm;

Le pas longitudinal Py (distance entre deux rangées de capteurs dans la direction Y parallèle à la direction de roulement) peut être inférieur à 50 cm, voire à 25 cm, voire à 10 cm;

Les capteurs peuvent être disposés en quinconce (Figs.4A-4C): les capteurs d’une ligne ne sont pas alignés sur les capteurs de la ligne suivante ; par exemple sur la Fig.4B, le capteur de la rangée R2 est placé à la moitié de la distance entre les capteurs de la rangée FM . Le décalage d’une rangée à l’autre entre rangées de capteurs peut varier de manière quelconque en fonction de l’application. Il peut par exemple être égal à 1 /3 du pas longitudinal Py (comme représenté sur la Fig.4C), ou à 1 /4 de cette distance, etc.

La disposition en quinconce peut former un motif sur N lignes (N > 2) :

- si N=2 (motif sur deux lignes, ou quinconce de degré 2) : toutes les lignes paires sont identiques entre elles et les lignes impaires également, mais lignes paires et impaires sont décalées ;

- si N > 2 (motif sur N lignes ou quinconce de degré N) : les lignes de même indice k modulo N sont identiques (pour chaque valeur fixée de k=0... N-1 , les lignes d’indice n=N ^* p+k sont identiques quelle que soit la valeur de p entier).

Inversement les lignes k pour k=0... N-1 sont généralement toutes décalées deux à deux dans la direction transverse. La Fig.4C représente des capteurs disposés en quinconce sur 3 lignes (quinconce de degré 3).

Il s’ensuit que la densité des capteurs sur la nappe peut être d’au moins un capteur tous les 0,25m ² , voire 0,1 m ² , voire 0,01 m ² .

Sur les figures 4A-4C et 5, les capteurs 1 10 sont symbolisés par des croix. Sur la Fig.4A, les capteurs sont implantés en matrice alignée. Sur la Fig.4B, ils sont implantés en quinconce de degré 2 ; sur la Fig.4C, ils sont implantés en quinconce de degré 3 et le motif est formé sur trois lignes qui se répètent.

Dans ce mode de réalisation, les dispositifs d’acquisition 100 sont implantés sur la surface supérieure de la chaussée (Figs.5, 6), ce qui assure une moindre protection des dispositifs d’acquisition, mais permet une implantation plus facile, qui peut se faire sur une chaussée existante, en rétrofit.

Dans ce mode de réalisation, chacun des dispositifs d’acquisition 100 est à la fois collé, et vissé par des vis 130, sur la chaussée 50.

De plus, des plaques (en bois ou en matériau polymérique) 140, 142, 144 et 146 sont également fixées sur la chaussée 50 en amont et en aval du sens de roulement des véhicules sur la chaussée 50.

Ces plaques sont de même épaisseur que les dispositifs d’acquisition 100 afin que les surfaces supérieures des dispositifs d’acquisition (qui sont situées légèrement au-dessus du niveau de la chaussée 50), soient au même niveau que la surface supérieure des plaques 140, 142, 144 et 146.

Par conséquent, ces plaques ont pour effet que les véhicules sont en déplacement à une altitude constante lorsqu’ils roulent sur les dispositifs d’acquisition, et inversement à cet instant-là ne sont pas soumis à des accélérations verticales qui viendraient fausser les mesures.

Par ailleurs, le calculateur 300 est connecté aux capteurs des dispositifs

d’acquisition auxquels il est relié.

Sur le plan matériel, le calculateur 300 est un dispositif de calcul, en l’occurrence un ordinateur. Le calculateur 300 peut soit être disposé au voisinage des dispositifs d’acquisition, soit être distant de ceux-ci. Il peut par exemple être un serveur distant, relié aux dispositifs d’acquisition par un réseau comme internet ou autre. Les traitements de données effectués par le serveur 300 peuvent être faits en temps réel, ou être différés.

L’architecture matérielle du calculateur 300 est illustrée schématiquement sur la figure 5. Il comprend notamment un processeur 320, une mémoire vive 330, une mémoire morte 340, ainsi qu’une unité d’acquisition de données 310.

L’unité d’acquisition de données 310 est capable d’acquérir les signaux émis par les capteurs des dispositifs 100 en parallèle à une fréquence de 800 Hz. Cette fréquence d’acquisition élevée permet de disposer d’informations riches sur les déformations du sol lors du passage d’un véhicule, ce qui permet d’augmenter la précision des résultats fournis.

La mémoire morte 340 du calculateur 300 constitue un support d’enregistrement conforme à l’invention, lisible par le processeur 320 et sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur conforme à la présente divulgation, comportant des instructions pour l’exécution des étapes d’une méthode de mesure selon la présente divulgation. Ces étapes sont décrites ci-dessous en référence à la figure 8.

Le système de mesure 1000 comporte en outre des capteurs de déformation 160 situés à la surface des planches 140 et 142, en amont des dispositifs d’acquisition, et qui sont raccordés au calculateur 300. Le calculateur 300 est configuré pour activer l’acquisition des signaux par les dispositifs d’acquisition lorsque les signaux émis par les capteurs de pression 160 signalent l’arrivée d’un véhicule. En combinaison avec les capteurs 160, il constitue ainsi un système d’éveil pour le système de mesure 1000. Inversement, en l’absence de véhicules, les capteurs des dispositifs d’acquisition 100 sont mis en mode de veille.

Un exemple de mise en oeuvre de la méthode de mesure de paramètres selon la présente divulgation va maintenant être présenté en relation avec les figures 7 et 8.

La mise en oeuvre de cette méthode suppose la mise en place préalable d’une nappe de capteurs en surface ou au voisinage d’une surface libre d’un substrat permettant la circulation d’un objet roulant.

Dans le cas présent, le système de mesure 1000 tel que représenté sur les figures 5 et 6 est disposé sur la chaussée 50 (étape a).

Le calculateur 300 est alors activé.

Lors d’un passage d’un véhicule sur les planches 140 et 142, les capteurs de pression 160 transmettent des signaux de pression au calculateur 300. Sur la base de ces signaux, le calculateur 300 détecte l’arrivée du véhicule et active les capteurs 1 10 des différents dispositifs d’acquisition 100.

Au passage du véhicule, chacun de ces capteurs émet une série de signaux en fonction du temps, à une fréquence de 800 Hz, ces signaux étant représentatifs des déformations du sol environnant le capteur.

Ces signaux sont acquis par l’unité d’acquisition 310 du calculateur 300 (étape b), et transmis au processeur 320. A l’aide du calculateur 300, on détermine ensuite les paramètres suivants : masse, vitesse et direction de circulation du véhicule, ainsi que les paramètres visco- élastiques du matériau constituant la chaussée 50 (étape c).

Cette détermination est faite en exécutant le programme de mesure P stocké dans la mémoire morte 340 du calculateur 300.

Dans ce mode de réalisation, ce programme est un programme de minimisation de fonctionnelle.

Ce programme fait appel à un sous-programme de simulation S. Ce sous- programme S permet, à partir de valeurs de différentes grandeurs relatives au véhicule (sa masse, le type de ses pneus (simple-, double)) et aux conditions de passage du véhicule sur les dispositifs d’acquisition du système de mesure 1000 (vitesse, position, angle de passage du véhicule au-dessus des capteurs), et à partir enfin de coefficients visco-élastiques de la chaussée 50, de calculer la déformation du substrat environnant chacun des capteurs de déformation lors du passage du véhicule. Les valeurs de ces grandeurs (les grandeurs relatives au véhicule, à ses conditions de passage, et les coefficients visco-élastiques de la chaussée) sont les paramètres que l’on cherche à déterminer ; chacun de ces paramètres est donc un paramètre du sous-programme S.

Le sous-programme S permet donc, lorsqu’un véhicule passe au-dessus des dispositifs d’acquisition, de calculer la déformation au voisinage du capteur qui se produit sous l’effet du poids du véhicule.

D’autre part, les valeurs transmises par les capteurs et acquises à l’étape a) représentent les valeurs effectives de la déformation du substrat autour de chacun des capteurs qui se produit lors du passage du véhicule (ou du moins des valeurs représentatives de ces valeurs de déformation).

Le principe de l’algorithme est de chercher à minimiser l’écart entre les

déformations du sol mesurées par les capteurs et les déformations du sol, ces dernières étant quant à elles fonction des valeurs des paramètres que l’on cherche à déterminer.

Le programme P vise donc à minimiser la fonctionnelle E définie de la manière suivante :

Pour chaque capteur, on définit une erreur de capteur Ecapteur comme étant égale à : /l l Psim l - l Pmes l l

Ecapteur l | p I

V I ^r mes I dans laquelle Psim et Pmes sont les valeurs maximales de déformation

respectivement simulées (calculées à l’aide du sous-programme de simulation S) et mesurées (déterminées à partir des valeurs transmises par les capteurs).

L’erreur de capteur est illustrée par la Fig.7. Cette figure représente un diagramme dans lequel sont représentées en ordonnée :

- la valeur du signal Pmes transmis par le capteur, à savoir une valeur de déformation exprimée en me, et

- la valeur du signal Psim calculé.

Le temps est représenté en abscisse.

La fonctionnelle E a alors pour valeur :

capteur- où N+1 est le nombre total de capteurs du système de mesure 1000.

La valeur de la fonctionnelle E est donc fonction des écarts entre les valeurs calculées de déformation dudit substrat, calculées par le sous-programme S en fonction des caractéristiques retenues pour le passage du véhicule sur la chaussée (masse du véhicule, nombre d’essieux, nombre de pneus, vitesse, position sur la chaussée, direction de déplacement, ...), et les valeurs mesurées de déformation dudit substrat, déterminées à partir des signaux émis par les capteurs lors du passage du véhicule, ces écarts étant calculés pour chacun des capteurs.

Le programme P permet de déterminer les valeurs des paramètres cherchés qui minimisent la valeur de la fonctionnelle E. Le programme P peut utiliser tout algorithme connu de minimisation de fonctionnelle non linéaire. Il peut par exemple utiliser l’algorithme de Levenberg-Marquardt, ou d’autres algorithmes similaires.

Le programme P fournit donc les valeurs cherchées, ce qui permet d’obtenir de manière simple des informations complètes sur les véhicules passant sur la chaussée 50.

Dans un autre mode de mise en oeuvre, l’algorithme utilisé par le programme P est un algorithme dont les paramètres sont déterminés par apprentissage machine. Dans ce cas, la fonctionnelle E peut être utilisée comme fonction à minimiser lors de l’apprentissage effectué par l’algorithme (Cette fonction est appelée fonction de‘perte’, ou‘Loss function’, dans le cas où l’algorithme est un réseau de neurones).

Par exemple, le système de mesure peut comporter un programme P constituant un réseau de neurones artificiels, entraîné à calculer certaines grandeurs relatives à un véhicule passant sur une chaussée (par exemple, la masse et la vitesse de celui-ci).

L’apprentissage du programme P se déroule de la manière suivante :

Dans un premier temps, les données nécessaires à la phase d’apprentissage du réseau de neurones sont collectées et regroupées au sein d’une base de données d’apprentissage. Une stratégie de collecte de données est mise en oeuvre afin d’assurer que la base d’apprentissage contienne des données suffisamment variées, qui couvrent l’ensemble du domaine de mise en oeuvre voulu pour le système de mesure.

La base de données d'apprentissage doit être suffisamment large et variée pour assurer que les variables calculées par le réseau de neurones présentent la précision voulue.

Ces données peuvent par exemple être collectées en réalisant des acquisitions des valeurs produites par les capteurs du ou des dispositifs d’acquisition du système de mesure, dans tout ou partie des circonstances suivantes :

Plusieurs passages d’un même véhicule (par exemple un camion), la masse du véhicule restant constante ;

Plusieurs passages d’un même véhicule, avec des masses différentes aux différents passages ;

Plusieurs passages d’un même véhicule, la masse du véhicule restant constante, mais dans des conditions différentes : heures différentes, température, hygrométrie, etc., différents.

Lors du passage d’un véhicule, pour chaque capteur du ou des dispositifs d’acquisition du système de mesure, une séquence de valeurs de sortie du capteur produites à des intervalles de temps successifs est enregistrée.

Simultanément, la ou les grandeurs que l’on souhaite que le réseau de neurones apprenne à déterminer pour le véhicule sont enregistrées. Par exemple, à chaque passage on enregistre de plus la masse et la vitesse du véhicule. Dans la base de données d’essais, ces dernières valeurs sont classées avec les séquences des valeurs de sortie des capteurs du système de mesure acquises lors du passage du véhicule.

Une fois la base de données d’apprentissage constituée, un ou plusieurs modèles (un modèle est constitué par un programme informatique susceptible d’être exécuté par un ordinateur, qui réalise une fonction fournissant en sortie la ou les valeurs de variables que doit déterminer le système de mesure, à partir des valeurs de sorties des capteurs de celui-ci) peuvent être entraînés en

apprentissage supervisé grâce à la base de données. Ces modèles peuvent être de manière générale des modèles d’apprentissage machine (‘machine learning’), fondés sur tout type de méthode mathématique, et notamment des modèles d’apprentissage profond (‘deep learning’), qui mettent en oeuvre un réseau de neurones profond.

Les hyperparamètres du modèle utilisé, notamment du réseau de neurones le cas échéant, peuvent être optimisés de manière classique par des méthodes de type ‘grid search’.

D’autre part, dans certains modes de réalisation les caractéristiques sous-jacentes principales (‘features’) des signaux temporels produits par les capteurs, et fournis au modèle en entrée sont préalablement identifiées. Le modèle est alors défini en prenant en compte les caractéristiques ainsi identifiées. Cette procédure permet d’augmenter la précision du modèle.

Dans certains modes de réalisation dans lesquels le modèle est fondé sur un ou plusieurs réseau(x) de neurones, l’ensemble des valeurs de sortie des capteurs, aux différents instants d’acquisition successifs, est fourni en entrée au modèle.

Des tests sont effectués pour évaluer la qualité de l’apprentissage et veiller à éviter un surapprentissage.

Quoique la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des différentes modifications et changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En outre, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation évoqués peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.