Domaine technique de l'invention L'invention est relative à un dispositif de protection individuelle contre les risques mécaniques, électrique ou thermique, pour la commande d'une machine dangereuse ou une intervention sur celle-ci par exemple.

La conception du dispositif garantit un maximum de liberté et de confort pour l'opérateur, tout en lui offrant une sécurité maximale, grâce à une définition précise du risque et de la proximité du danger.

Etat de la technique Le nombre de personnes concernées par des blessures aux mains, aux membres ou au corps ou victimes de chocs électriques ou thermiques, se chiffre dans le monde à plusieurs millions chaque année. Le coût financier direct qui en résulte est très élevé, tandis que le coût social reste lui- mme inestimable.

La sécurité des personnes travaillant sur des machines dangereuses (presses, cisailles, scies. machines à cylindres, robots...) est généralement assurée par des moyens mécaniques de protection, des barrières photoelectriques ou des capteurs capacitifs ou magnétiques. La protection

obtenue avec de tels dispositifs nécessite des contraintes opératoires et des pertes de productivité sans assurer une sécurité totale.

De mme, I'exposition aux risques électriques ou thermiques est normalement prévenue au moyen de procédures (identification, consignation...) adéquates. Ces procédures sont plus difficiles à appliquer en cas d'accident et d'intervention en urgence et restent sujettes à l'erreur humaine.

Des solutions interactives générales ont déjà été proposées dans le document US-A-5,315,289, mais les principes de liberté opératoire et de confort optimaux n'ont pas été abordés. íl décrit un détecteur destiné à détecter un signal source délivré par un transmetteur solidarisé à un gant. Le transmetteur est activé manuellement ou automatiquement dès que l'opérateur a mis le gant.

La détection capacitive ou magnétique peut tre très efficace mais elle ne distingue pas la pièce métallique de la main de l'opérateur, par exemple. Les émetteurs portés par l'opérateur, du type infrarouge ou électromagnétiques, doivent tre multipliés autant de fois que l'on souhaite protéger différentes parties du corps.

Dans le document DE-A-4410009, on a cherché à positionner les émetteurs portés par l'opérateur. Des antennes détectent dans une zone dangereuse un signal issu d'un émetteur.

Le document GB-A-2310977 fait mention de circuits souples, supports de circuits imprimés, mais qui ne sauraient servir de supports d'antennes déformables.

Objet de invention L'objet de la présente invention supprime les inconvénients précités, et consiste à améliorer la sécurité des personnes travaillant sur les machines outils ou dans des environnements dangereux.

Le dispositif de sécurité est caractérisé en ce qu'il comporte : -un support imprimé pliable faisant partie du gant, du vtement, ou accessoire, et servant de support auxdits circuits électroniques reliés soit au corps de l'utilisateur, soit à des antennes d'émission-réception constituant un réseau d'antennes réparties, -des premiers moyens pour isoler partiellement ledit corps afin de canaliser l'émission ou la réception d'un signal codé desdites antennes, -des seconds moyens pour avertir l'opérateur ou toute autre personne et changer le signal codé émis, ou l'inhiber lorsque ledit gant, vtement ou accessoire n'est pas enfiié ou porté correctement par l'utilisateur, ou lorsque la continuité du réseau antenne n'est pas assurée, -un premier détecteur solidaire du bâti de la machine, pour capter le signal codé et arrter la machine, déclencher I'alerte ou/et interposer un dispositif de protection, lorsque ledit gant, vtement ou accessoire franchit une zone dangereuse de débattement de l'outil, ou de proximité du risque, ou lorsque le signal codé de mesure reçu ne correspond pas à celui attendu, ou en l'absence dudit signal codé, -des troisièmes moyens d'alarme pour avertir le porteur du dispositif de sécurité ou/et toute autre personne, lorsque le signal codé de mesure est supérieur à un premier seuil d'alerte ou de danger, ou en cas de non- fonctionnement du système de protection, par franchissement d'un seuil bas prédéterminé.

Selon une caractéristique de l'invention, le signal est transmis ou reçu par le corps lui-mme, les limitations d'émission ou de réception étant matérialisées par des plaques ou tissus souples conducteurs reliés à la masse, dans le cas d'une isolation électromagnétique, ou isolantes, dans le cas de la détection de chaleur ou d'électricité.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le circuit imprimé ou les antennes sont déposés sur un tissu parfaitement souple. Le circuit ou les antennes peuvent tre constituées de pistes de cuivre ou un autre métal ou alliage conducteur déposées électrolytiquement sur un tissu recouvert de polymère conducteur, le polymère étant retiré après enlèvement de l'alliage ; les pistes de métal conducteur peuvent tre collées sur le tissu, à partir de fils, tresses, poudres ou gels colloïdaux ; le tissu constitutif des antennes peut aussi tre rendu conducteur par insertion de fibres de métal, imprégnation dans un bain conducteur, dépose par sédimentation, etc...).

Selon une autre caractéristique de l'invention, les premiers moyens pour vérifier le port du gant, vtement ou accessoire, est formé par un ou des capteurs du tissu humain. Le capteur détecte le corps par voie capacitive, conductrice ou infrarouge, par détection du pouls ou identification d'empreinte, par examen d'iris ou au moyen d'un micro-contact mécanique.

Le placement du ou des capteurs s'assure du port adéquat du gant, vtement ou accessoire.

Selon un mode de réalisation préférentiel, un bracelet émetteur transmet un signal électrique au corps qui transmet lui-mme cette information radioélectrique à son environnement, sauf si interposition d'un « isolant », ledit bracelet émettant, lui-mme, à une autre fréquence, un signal de validation du port du dispositif.

Selon un autre mode de réalisation préférentiel, la transmission du signal codé issu du gant, vtement ou accessoire, s'effectue aussi par voie radioélectrique, le circuit électronique du gant, vtement ou accessoire comprenant au moins un circuit émetteur ou premier émetteur-récepteur associé à une première antenne ou réseau antenne, tandis que le premier détecteur sur la machine comporte un circuit récepteur ou un deuxième circuit émetteur-récepteur associé à une deuxième antenne ou réseau d'antennes à sensibilité réglable.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le capteur de champ électrique est réalisé à I'aide d'un condensateur ou d'un commutateur à effet Hall connecté au réseau antenne du vtement...

Selon une autre caractéristique de l'invention, les détecteurs thermosensibles sont constitués de diodes infrarouges ou de commutateurs thermostatiques répartis sur le réseau antenne du vtement...

Selon un autre caractéristique de l'invention, les détecteurs radiosensibles sont constitués de détecteurs de rayonnements ionisants répartis sur le réseau antenne.

Selon un mode de réalisation préférentiel, le gant, vtement ou accessoire comportent un émetteur à plusieurs voies : les fréquences élevées (> 1 M Hz) assurent la surveillance de la continuité d'émission, du port du gant, vtement ou accessoire, et du code, avec un minimum d'énergie et jusqu'à plusieurs mètres à centaines de mètres de distance, tandis que les fréquences basses (< 500 M Hz), transmises par le corps ou le réseau antenne, déclenchent l'arrt de la machine sur dépassement de seuil de réception sur la machine.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la position, l'orientation et la forme de !'antenne sont adaptées pour arrter la machine lorsqu'une partie définie, par un simple prolongement des antennes réparties ou par occultation des autres parties, du corps pénètre dans la zone de danger, que cette dernière soit définie par la norme ou l'expérience. Cette précision du positionnement garantit un maximum de liberté de mouvement à l'utilisateur.

Selon un mode de réalisation préférentiel, le capteur de champ électrique comprend un dispositif d'écoulement du courant électrique du réseau antenne vers un filtre passe-haut. Les moyens d'alarme comportent au moins un avertisseur sonore et/ou visuel à fonctionnement continu ou intermittent piloté par un commutateur et porté par l'utilisateur. En outre un vibreur en contact avec le corps peut aussi servir de signal d'alerte.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'équipement comporte des moyens de test pour émettre temporairement ou en permanence un signal radio ou un courant permettant de valider le fonctionnement du ou des récepteurs (capteurs IR à infra-rouge ou électriques ou antenne sur la machine). En cas de non fonctionnement, la machine est arrtée ou/et l'utilisateur est averti.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de protection interposé en cas de danger est un écran rigide ou semi-rigide, éventuellement composé de lamelles ou tiges indépendantes, conçu pour tomber ou tre propulsé entre l'opérateur et le danger : en cas d'inertie de la machine ou de l'opérateur le franchissement de la zone de danger et le déclenchement de t'arrt d'urgence libère l'écran qui vient s'interposer entre l'opérateur et le danger.

Selon un autre développement de l'invention, I'antenne du détecteur sur la machine peut tre constituée d'une paire émetteur-récepteur en communication permanente que l'approche du gant, vtement, accessoire ou partie du corps vient perturber. Si le gant franchit la limite autorisée, la perturbation devient plus forte, et la machine est arrtée. Ce dispositif peut tre employé dans des environnements électromagnétiques perturbés.

Selon un autre développement de l'invention, un deuxième détecteur comporte une troisième antenne logée dans une zone de lecture de la machine et, couplé avec le premier détecteur, déclenche l'arrt de la machine en cas de modification du code reçu, ou en cas d'absence du signal, ou lorsque relié à un clavier, l'opérateur ne rentre pas le code attendu.

Selon un autre développement de l'invention, la dérivation simple ou double de l'intensité du signal en fonction du temps, ou l'utilisation d'abaques expérimentales, permettent d'estimer la position et la vitesse de la partie du corps émettrice et d'anticiper un freinage ou un arrt de la machine dangereuse.

Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement des descriptions qui vont suivre de divers modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés dans les dessins annexés, dans lesquels : -fa figure 1 est une vue schématique d'une machine-outil équipée d'un dispositif de protection suivant l'invention ; -la figure 2 est une variante de la figure 1 ;

-la figure 3 représente un schéma synoptique d'un circuit électronique à transmission radioélectrique du dispositif de la figure 1 ; -la figure 4 montre une variante de la figure 2 ; -la figure 5 est une vue schématique d'un vtement de protection pour une intervention électrique à haute ou basse tension ; -la figure 6 montre un schéma synoptique du circuit de détection électronique équipant le vtement de la figure 5 ; -la figure 7 représente une variante de la figure 5 représentant un schéma du vtement de protection thermique ; -les figures 8A et 8B représentent une machine équipée d'un écran d'interposition représenté respectivement en position inactive de fonctionnement normal, et en position active de sécurité.

Description détaillée de modes de réalisation préférentiels de l'invention Sur la figure 1, une machine 10, notamment une presse d'emboutissage choisie à titre d'exemple, est équipée d'une antenne A2 reliée à un circuit électronique 11 et à un dispositif d'arrt d'urgence 15.

L'opérateur est équipé d'un circuit électronique 22 émetteur bi- fréquence fixé sur un bracelet contact avec le poignet, et d'au moins un gant 20 comportant une feuille conductrice reliée à la masse du circuit d'alimentation 11. La feuiile conductrice peut tre avantageusement

constituée d'un circuit imprimé souple tel que décrit dans le document EP 592 285.

La première fréquence est émise par le bracelet 22 directement vers l'antenne A2, et le circuit 11 autorise la mise en marche de la machine 10. La machine fonctionnera tant que la main de l'opérateur ne rencontrera pas la zone D de détection, située à la lisière du risque. Si la main traverse cette zone de détection D, la deuxième fréquence d'émission du bracelet 22 déclenche l'arrt de la machine 10. Lors d'une opération normale de travail, si une tôle métallique est introduite à la main pour une opération d'emboutissage, la machine continue à fonctionner puisque l'isolation entre la main et la tôle inhibe l'émission du signal. Dans le cas du travail du bois, sur une scie par exemple, il n'est mme pas besoin de porter de gant pour protéger l'opérateur et permettre le travail, étant donné que le bois ne transmet pas le signal de la main. Seul le port du bracelet 22 est alors contrôlé.

La figure 2 montre un opérateur exposé à un risque similaire, mais protégé par un gant émetteur 20 qui porte lui-mme le circuit électronique 22 émetteur. Les composants sont montés sur un circuit imprimé souple de mme que les antennes de prolongement de l'émission jusqu'à l'extrémité des cinq doigts. La protection s'effectue de la mme manière et avec le mme confort que dans la description de la figure 1.

La figure 3 montre un premier mode de réalisation du circuit électronique 22 à transmission radioélectrique du signal codé. Un capteur 24 de présence de la main est connecté à un commutateur 26 de commande d'un circuit émetteur 28 à haute fréquence associé à une première antenne A1. Lorsque l'utilisateur enfile le gant 20, le capteur 24 délivre un signal logique de déblocage au commutateur 26 pour autoriser le fonctionnement

du circuit émetteur 28, lequel émet un signal codé à haute fréquence par la main ou la première antenne A1. La détection de la main à l'intérieur du gant 20 s'effectue au moyen d'un capteur 24 de détection du tissu humain.

Si l'opérateur oublie ou néglige de porter le gant 20, le capteur 24 reste inactif entraînant le blocage du commutateur 26 pour inhiber le fonctionnement du circuit émetteur 28.

L'émission du signal codé par la main ou la première antenne A1, est captée au niveau de la machine 10 par une deuxième antenne A2 fixe couplée à un circuit récepteur 30 constituant le premier détecteur des figures 1 et 2. Le circuit récepteur 30 est connecté à un circuit de décodage 32 destiné à piloter la mise en service ou l'arrt de la machine 10.

Le circuit de décodage 32 est agencé pour valider le fonctionnement de la machine 10 si la deuxième antenne A2 capte le signal codé à haute fréquence en provenance du gant 20, et si la distance séparant la main ou la première antenne A1 de la deuxième antenne A2 est suffisante. Cette distance est réglable depuis le circuit récepteur 30.

Selon la variante de la figure 4, le circuit de décodage 132 de la machine est doté d'un microprocesseur à sécurité positive, auquel sont raccordés un clavier 42 pour t'entrée de paramètres et du code d'accès, et un afficheur 44 de contrôle. L'ensemble clavier 42 et afficheur 44 est porté par un support fixé au bâti au voisinage de la table de travail 14.

Le gant 120 comporte un premier circuit émetteur-récepteur 128 associé à la main ou à la première antenne A1 pour émettre le signal codé à haute fréquence. L'émission est autorisée après validation par le capteur 24 de la présence de la main, lequel est branché à un circuit électronique de

codage-décodage 126. Un commutateur d'arrt d'urgence 45 est connecté au circuit 126 pour stopper l'émission en cas d'incident, entrainant l'arrt immédiat de la machine 10.

Au niveau de la machine, la deuxième antenne A2 est couplée à un deuxième circuit émetteur-récepteur 130 relié au circuit de décodage 132 pour détecter le signal codé en provenance de la main ou la première antenne A1, de manière à stopper la machine 10 lorsque la main ou le gant 20 atteint la zone dangereuse. L'utilisateur tape au préalable un code d'accès sur le clavier 42 pour éviter la mise en service de la machine 10 par une personne non habilitée.

Une troisième antenne A3 est placée dans une zone de lecture 48 située sur la table de travail 14 à l'avant ou sous la zone dangereuse. La troisième antenne A3 est associée à un circuit émetteur-récepteur 50, lequel est branché au circuit de décodage 132 pour constituer un deuxième détecteur 46 lequel vérifie en permanence t'émission par le gant 20 de signal codé à haute fréquence, signifiant le bon fonctionnement du premier circuit émetteur récepteur 128 lorsque le gant 20 se trouve dans la zone de lecture 48.

Un accumulateur est monté sur le circuit imprimé du gant 20 pour I'alimentation des circuits 126,128. Un circuit d'alimentation est prévu dans la machine 10 pour les différents circuits 130,132,50. I'accumulateur peut tre supprimé dans le gant 20, en cas d'utilisation d'un circuit d'alimentation par induction toge dans la zone de lecture.

En référence aux figures 5 et 6, un équipement 200 de protection individuelle pour un opérateur de maintenance intervenant sur des installations ou appareillages électriques à haute ou basse tension,

comporte un vtement 212 en matériau isolant, équipé d'un réseau antenne 214 à pistes conductrices réparties sur toute la surface. Le vtement 212 est formé à titre d'exemple par une combinaison à base de tissu souple, mais il est clair que la combinaison peut également tre complétée par une cagoule et des gants ou des surchausses.

Les pistes conductrices 216 du réseau antenne 214 sont connectées électriquement à un circuit de détection 218 électronique constituant le noeud du réseau antenne 214. Le circuit de détection 218 est doté d'un capteur de champ électrique 220 destiné à capter le courant engendré dans le réseau antenne 214 en présence d'un champ électrique extérieur dû aux conducteurs sous tension de l'installation.

Le capteur de champ électrique 220 comprend à titre d'exemple un dispositif d'écoulement du courant électrique du réseau antenne 214 à travers un filtre passe-haut. Ce dernier est connecté à un commutateur 222 électronique associé à un avertisseur sonore et/ou visuel, I'ensemble étant alimenté par un accumulateur 226. La fréquence du signal d'alarme émis par l'avertisseur 224 augmente lorsque le signal de sortie du filtre passe-haut croît.

Le capteur de champ électrique 220 peut aussi tre formé par un condensateur, une cellule à effet Hall, ou tout autre élément détecteur équivalent.

La sortie du commutateur 222 peut également tre reliée à un actionneur 228 local constitué à titre d'exemple par un vibreur électromagnétique toge dans un boîtier 230 distinct en contact avec le corps de l'utilisateur.

Un circuit émetteur-récepteur à radiofréquences est associé au circuit de détection 218 pour transmettre à distance le signal d'alarme du commutateur 222 vers un poste de surveillance. Le commutateur 222 est connecté à cet effet à un circuit de transmission 234 associé à une première antenne 236 coopérant par voie radioélectrique avec un récepteur 238 muni d'une deuxième antenne 240. Le récepteur 238 est en liaison avec un écran de signalisation 242 ou tout autre dispositif d'analyse du signal d'alarme.

Le fonctionnement correct de l'équipement 200 est assuré par des moyens de test formés à titre d'exemple par des générateurs de courant 243, lesquels sont répartis sur le vtement 212 pour injecter en permanence un courant de base dans le réseau antenne 214. Le circuit de détection 218 électronique comporte un filtre passe-bas destiné à capter le courant de base pour valider le fonctionnement normal de l'équipement 200. Un signal de non-fonctionnement est transmis par le filtre passe-bas en cas d'absence du courant de base.

Sur la figure 7, un équipement 300 individuel de protection est conçu pour un pompier ou tout autre opérateur soumis à des risques d'exposition thermique. Des détecteurs thermosensibles 302 sont répartis sur le vtement 312, en étant connectés électriquement au réseau antenne 314 en liaison avec le circuit de détection électronique 318. La sortie de ce dernier fournit un signal d'alarme en cas de dépassement d'un seuil haut ou bas de température.

A la température ambiante, les détecteurs thermosensibles 302, par exemple des photodiodes infrarouge ou des commutateurs thermostatiques, constituent les moyens de test qui fournissent en permanence le courant de base détecté par le filtre passe-bas 44 pour valider le fonctionnement de l'équipement 300.

Dans les deux cas d'utilisation des équipements 200 et 300, le filtre passe-haut du circuit de détection électronique 218 et 318, déclenche t'avertisseur 24 de danger avec l'émission d'un premier signal d'alarme, tandis que le filtre passe-bas 44 signale le non-fonctionnement du système de protection, par exemple au moyen d'un deuxième signal d'alarme sonore ou visuel différent du premier.

La transmission vers un récepteur extérieur des premier et deuxième signaux d'alarme au moyen du circuit émetteur-récepteur 234 à radiofréquences, permet une intervention locale additionnelle ou une élimination du risque électrique ou thermique, par exemple par ouverture du disjoncteur ou du sectionneur alimentant l'installation électrique, ou par ouverture des vannes du circuit d'incendie.

Les figures 8A et 8B illustrent l'utilisation d'un écran E1 complémentaire de protection sur une machine 10 équipée d'une scie à ruban, pour laquelle il n'est pas possible d'arrter la lame instantanément, sauf à la détériorer, par un dispositif de freinage par exemple.

Ici, l'opérateur travaille avec un bracelet émetteur 22 en contact avec son poignet. La main 20 n'est pas nécessairement gantée, puisque la pièce à travailler est en matériau non transmetteur, notamment en bois ou en polymère. La détection de l'émission à haute fréquence par t'antenne A2 et le circuit électronique 11 valide le port du bracelet émetteur 22, et autorise le fonctionnement de la scie à ruban (figure 8 A).

Derrière t'antenne A2 se trouve l'écran E1 constitué de barres 49 retenues à I'aide d'un électro-aimant (non représenté).

Si la main pénètre dans la zone de danger correspondant à la détection de l'émission à basse fréquence par !'antenne A2 (figure 8 B), la commande d'arrt de la scie est déclenchée par le circuit électronique 11, mais la scie ne peut s'arrter immédiatement. L'électro-aimant cesse d'tre alimenté, et les barres 49 tombent rapidement (environ 20 ms de temps de chute, en général). Les barres 49 font alors obstacle au passage de la main et préviennent I'accident.

Cette protection est utilisable sur tout type de machine présentant une inertie à l'arrt, et l'écran peut prendre toute forme et arriver de n'importe quel côté, de son propre poids ou sous l'influence d'un ressort ou de n'importe quelle autre force. La forme divisée de l'écran lui permet de défendre l'accès, mme autour de pièces de forme plus complexe. On peut aller jusqu'à l'utilisation d'un coussin gonflable, dans des cas d'extrme urgence, plus particulièrement pour défendre l'accès aux machines à cylindres.