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Title:
SYSTEM FOR DETECTING INCIDENTS IN BUILDINGS OR VESSELS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/239739
Kind Code:
A1
Abstract:
The subject matter of the invention is a system for detecting incidents in buildings or vessels, as well as a method for detecting incidents, such as break-ins, damage, water leaks and possibly fire. In particular, the field of the invention relates to walls, façades or ceilings made from plasterboard, wood or cement and comprising such a detection system. The subject matter of the invention is also the use of the detection system for constructing buildings or vessels comprising smart walls. The invention is particularly advantageous since the different incidents can be detected using a single, low-cost, low-consumption system. The system is easy to install when laying walls and is invisible.

Inventors:
CHAUVIN DAVID (FR)
BENKEMOUN YVES (FR)
Application Number:
PCT/EP2020/064529
Publication Date:
December 03, 2020
Filing Date:
May 26, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SAINT GOBAIN PLACO (FR)
International Classes:
G01M3/16; G08B13/12; G08B17/06; G08B21/20
Domestic Patent References:
WO2010064753A12010-06-10
Foreign References:
US9910003B12018-03-06
EP2662845A22013-11-13
US4761638A1988-08-02
Attorney, Agent or Firm:
SAINT-GOBAIN RECHERCHE (FR)
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Claims:
Revendications

1. Système de détection de sinistres, tels que l'intrusion et les fuites d'eau, qui comporte au moins un premier, un deuxième et un troisième éléments conducteurs longiformes (Fl, F2, FS) disposés parallèlement et s'étendant entre une première extrémité (El) et une deuxième extrémité (E2) ; le deuxième élément conducteur (F2) situé entre les premier et troisième éléments (Fl et F3) étant alimenté électriquement par un dispositif électronique (27) ; le dispositif électronique (27) étant apte à mesurer la tension sur les au moins deux autres éléments conducteurs longiformes (Fl, F3); les deuxième et troisième éléments conducteurs longiformes (F2, F3) étant reliés à proximité de leur deuxième extrémité (E2) par une boucle conductrice (30) ; et la tension dans le premier élément conducteur longiforme Fl étant nulle en l'absence de sinistre.

2. Système de détection selon la revendication 1, dans lequel le dispositif électronique est adapté pour détecter des variations de potentiel sur chacun parmi le premier et le troisième élément conducteur longiforme (Fl, F3) et, en cas de variation de potentiel sur au moins l'un de ces éléments, de déduire la survenue d'un sinistre parmi plusieurs sinistres pouvant être détectés, à partir à la fois du potentiel sur le premier élément longiforme (Fl) et du potentiel sur le troisième élément longiforme (F3).

3. Système de détection selon la revendication 2, dans lequel le dispositif électronique est adapté pour distinguer entre trois sinistres différents, auxquels correspondent trois états différents des potentiels sur le couple formé par le premier et le troisième éléments conducteurs longiformes (Fl, F3).

4. Système de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le dispositif électronique est adapté pour distinguer entre une variation instantanée et une variation progressive de potentiel sur au moins un élément conducteur longiforme.

5. Système de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le dispositif électronique est adapté pour calculer au moins approximativement la position d'une fuite d'eau le long du premier élément conducteur longiforme (Fl) à partir de la valeur de potentiel mesuré sur cet élément conducteur longiforme et des caractéristiques de résistance électrique de cet élément.

6. Système de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la distance (dl) entre le deuxième élément longiforme (F2) et le premier élément longiforme (Fl) est plus petite que la distance (d2) entre le deuxième élément longiforme (F2) et le troisième élément longiforme (FS), de préférence le rapport entre la distance (d2) entre le deuxième élément longiforme (F2) et le troisième élément longiforme (F3) et la distance (dl) entre le deuxième élément longiforme (F2) et le premier élément longiforme (Fl) est supérieur à 4/3.

7. Système de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la distance (dl) entre le deuxième élément conducteur longiforme (F2) et le premier élément conducteur longiforme (Fl) est comprise entre 1 et 3 mm, de préférence entre 1,5 et 2,5 mm.

8. Système de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments conducteurs longiformes (Fl, F2, F3) ont des résistances à la rupture, mesurée selon la méthode Elmendorf, comprise entre 300 et 3000 mN.

9. Système de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments conducteurs longiformes (Fl, F2, F3) ont des résistances par mètre inférieures à IM W/m, de préférence comprise entre 20 W/m et 600 I<W/iti.

10. Système de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième élément conducteur longiforme (F2) situé entre les premier et troisième éléments conducteurs longiformes (Fl, F3) est alimenté avec une basse tension (Vsuppiy), de préférence entre 2 et 6 volts.

11. Système de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les au moins trois éléments conducteurs longiformes (Fl, F2, F3) sont insérés entre deux supports (11, 12) ayant une résistance à la rupture, mesurée selon la méthode Elmendorf comprise entre 300 et 3000 mN de manière à former une bande de détection (10).

12. Système de détection selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au moins un des deux supports (11, 12) est apte à absorber l'eau.

13. Système de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments conducteurs longiformes (Fl, F2, F3) sont constitués d'une matière ayant un point de fusion inférieur à 400°C, de préférence inférieur à 300°C, de sorte que le système puisse détecter les incendies.

14. Système de détection selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les éléments conducteurs longiformes (Fl, F2, F3) sont en étain.

15. Système de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les éléments conducteurs longiformes (Fl, F2, F3) sont des bandelettes en papier ou carton comportant une matière conductrice.

16. Système de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux bandes de détection (10) disposées parallèlement l'une au- dessus de l'autre et espacées l'une de l'autre.

17. Système de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un quatrième élément conducteur longiforme (F4) disposé parallèlement aux trois autres ; le deuxième élément conducteur longiforme alimenté électriquement (F2) étant situé à équidistance entre le premier élément longiforme (Fl) et le quatrième élément longiforme (F4) ; la résistance électrique par mètre de l'élément conducteur longiforme (Fl) étant différente de la résistance électrique par mètre de l'élément conducteur longiforme (F4).

18. Système de détection selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la distance entre le quatrième élément conducteur (F4) et le troisième élément conducteur (F3) est plus grande que la distance entre le quatrième élément conducteur (F4) et le deuxième élément conducteur (F2).

19. Utilisation du système de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour la fabrication de bâtiments comportant des parois intelligentes, les au moins trois éléments conducteurs longiformes parallèles (Fl, F2, F3) étant disposés de préférence de manière invisible, derrière les parois.

20. Utilisation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les au moins trois éléments conducteurs longiformes sont disposés horizontalement.

21. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 19 et 20, caractérisé en ce que le dispositif électronique (27) est relié au réseau électrique et disposé de manière accessible par un occupant.

22. Méthode de détection de l'intrusion dans un bâtiment équipé d'un système de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisée en ce qu'elle consiste à détecter une diminution de potentiel dans le troisième élément conducteur longiforme (F3).

23. Méthode de détection d'une fuite d'eau dans un bâtiment équipé d'un système de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisée en ce qu'elle consiste à détecter une augmentation de potentiel dans le premier élément conducteur longiforme (Fl).

24. Méthode de détection d'un incendie dans un bâtiment équipé d'un système de détection selon l'une quelconque des revendications 13 et 14, caractérisée en ce qu'elle consiste à détecter une augmentation de potentiel dans le premier élément conducteur longiforme (Fl) et une diminution de potentiel dans le troisième élément conducteur longiforme (F3).

25. Méthode de détection d'un incendie dans un bâtiment équipé d'un système de détection selon la revendication 15 et comportant plusieurs bandes de détection (10), caractérisé en ce que la méthode consiste à détecter l'apparition progressive sur les différentes bandes de détection (10), d'une diminution de potentiel dans les troisièmes éléments conducteurs longiformes (F3).

Description:
Description

Titre : SYSTEME DE DETECTION DE SINISTRES DANS LES BATIMENTS

L'invention concerne le domaine des systèmes de détections de sinistres dans les bâtiments, tels que l'intrusion, les fuites d'eau et éventuellement l'incendie. En particulier, le domaine de l'invention concerne les cloisons ou parois réalisées en plaques de plâtre, bois ou ciment qui permettent la détection de l'intrusion ou des dégradations, la détection de fuites d'eau ou infiltration d'humidité, et éventuellement la détection d'incendie avant que le sinistre n'apparaisse dans le bâtiment.

Le but de l'invention est de pouvoir intégrer le système de détection de manière simple et invisible lors de la pose des parois. Dans le cas des parois en plaque de plâtre, la pose du système de détection ne doit pas nécessiter de connaissance particulière en électronique par les installateurs-poseurs.

Un autre but de l'invention est de fournir un système de détection unique qui puisse détecter l'intrusion ou le défoncement des parois et les fuites d'eau, et avantageusement l'incendie. Un autre but est de fournir un système de détection de faible coût et de faible consommation. Un autre but de l'invention est de pouvoir détecter les sinistres le plus tôt possible, afin de minimiser les coûts de réparation du bâtiment.

Avantageusement, selon une variante d'exécution, le système de détection permet de localiser l'endroit où a eu lieu la fuite d'eau.

Les inventeurs ont découvert qu'il est possible de fournir un dispositif unique de détection permettant de détecter l'intrusion et les fuites d'eau et éventuellement l'incendie dans les bâtiments.

La détection des différents sinistres est basée sur la détection d'un changement et/ou d'une différence de potentiels par un dispositif électronique, dans une bande de détection disposée dans les parois d'un bâtiment ou de préférence derrière les parois d'un bâtiment.

La présente invention a pour objet un système de détection de sinistres, tels que l'intrusion et les fuites d'eau, qui comporte au moins un premier, un deuxième et un troisième éléments conducteurs longiformes (Fl, F2, F3) disposés parallèlement et s'étendant entre une première extrémité et une deuxième extrémité ; le deuxième 'élément conducteur (F2) situé entre les premier et troisième éléments (Fl et F3) étant alimenté électriquement par un dispositif électronique ; le dispositif électronique étant apte à mesurer la tension sur les au moins deux autres éléments conducteurs longiformes (Fl, F3); les deuxième et troisième éléments conducteurs longiformes (F2, F3) étant reliés à proximité de leur deuxième extrémité par une boucle conductrice ; et la tension dans l'élément conducteur longiforme Fl étant nulle en l'absence de sinistre.

Dans le système de détection selon l'invention, le dispositif électronique applique donc une tension (non nulle) sur le deuxième élément conducteur longiforme F2. En l'absence de sinistre, la tension sur le deuxième élément F2, de même que sur le troisième élément F3 relié électriquement à F2, est donc non nulle, alors que la tension sur le premier élément conducteur longiforme Fl - qui n'est pas relié électriquement à F2 - est nulle (autrement dit le potentiel sur le premier élément Fl est nul).

Le dispositif électronique du système de détection est adapté pour mesurer les tensions respectives sur le premier et sur le troisième élément conducteur longiforme, détecter des variations de ces tensions, et en déduire la survenue d'un sinistre.

Dans la présente demande, et sauf indication contraire, on entend par tension sur un élément conducteur la différence entre le potentiel de cet élément et le potentiel de la masse du dispositif électronique. Avec la masse du dispositif électronique égale à 0V, la tension mesurée sur l'élément conducteur correspond au potentiel de l'élément conducteur.

De plus, dans la suite, le premier élément conducteur longiforme Fl pourra, pour plus de simplicité, être dénommé simplement Fl, ou élément Fl, ou premier élément. Il en va de même pour les autres éléments conducteurs longiformes.

Enfin, dans toute la présente demande, on entend par tension nulle (=0), une tension nulle ou quasi-nulle, une tension résiduelle négligeable - de l'ordre de quelques millivolts - pouvant parfois être mesurée dans les éléments conducteurs en l'absence d'alimentation. Globalement, une tension mesurée à une valeur inférieure à 10 mV sera considérée comme nulle dans le contexte de l'invention. A contrario, et sauf indication contraire, une tension supérieure à 0 (>0) désigne dans le texte une tension significativement non nulle, clairement supérieure à la tension résiduelle maximale prédéfinie.

De préférence, la distance (dl) entre le deuxième élément longiforme F2 et le premier élément longiforme Fl est plus petite que la distance (d2) entre le deuxième élément longiforme F2 et le troisième élément longiforme F3, par exemple d2/dl >4/3.

En particulier, la distance dl entre le deuxième élément conducteur longiforme F2 et le premier élément conducteur longiforme Fl est comprise entre 1 et 3 mm, de préférence entre 1,5 et 2,5 mm, de telle sorte qu'une goutte d'eau puisse relier les deux éléments conducteurs Fl et F2.

La distance d2 entre les deuxième et troisième éléments longiformes F2 et F3 peut être très variable. Elle est typiquement supérieure ou égale à 1mm, et de préférence supérieure à 2 mm, et peut aller jusqu'à 500 cm. Elle est toutefois de préférence inférieure ou égale à 300 cm, encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 30 cm, et encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 15 cm. Une plage de valeur préférée est située entre 2 mm et 15 cm.

De préférence, les éléments longiformes (Fl, F2, F3) ont des résistances à la déchirure, mesurée selon la méthode Elmendorf, comprise entre 300 et 3000 mN, de préférence entre 500 et 1500 mN, de telle sorte qu'ils se rompent sous l'effet d'une intrusion.

En particulier, les éléments conducteurs longiformes (Fl, F2, F3) ont des résistances par mètre inférieures à IM W/m, de préférence comprise entre 20 W/m et 600 I<W/iti.

De préférence, la boucle conductrice qui connecte électriquement le deuxième élément (F2) et le troisième élément (F3) a une résistance inférieure à 1000 Ohms, de préférence inférieure à 500 Ohms, encore préférentiellement inférieure à 100 Ohms. Avantageusement, l'élément conducteur longiforme (F2) situé entre les deux autres éléments conducteurs longiformes (Fl et F3) est alimenté avec une basse tension (V SU ppiy), de préférence entre 2 et 6 volts.

En particulier, les au moins trois éléments conducteurs longiformes (Fl, F2, F3) sont insérés, par exemple par laminage, entre deux supports ayant une résistance à la rupture, mesurée selon la méthode Elmendorf, comprise entre 300 et 3000 mN, de préférence entre 500 et 1500 mN de manière à former une bande de détection. La résistance doit être suffisamment faible pour qu'une intrusion provoque la rupture de la bande de détection.

La résistance totale à la rupture, mesurée selon la méthode Elmendorf, de la bande de détection est de préférence également comprise entre 300 et 3000 mN.

De préférence, au moins un des deux supports est apte à absorber l'eau. Avantageusement, les deux supports sont aptes à absorber l'eau.

Un des deux supports peut être discontinu. De cette manière, les éléments conducteurs sont alors apparents sur une face des bandes, ce qui facilite leur connexion aux deux extrémités du système de détection.

Suivant un mode de réalisation de l'invention, les éléments conducteurs longiformes (Fl, F2, F3) sont constitués d'une matière ayant un point de fusion inférieur à 400°C, de préférence inférieur à 300°C, de sorte que le système puisse détecter les incendies. Au plus le point de fusion sera bas, au plus l'incendie sera détecté rapidement. Par exemple, les éléments conducteurs longiformes (Fl, F2, F3) peuvent être en étain.

D'autres matières sont toutefois envisageables, tel que le cuivre qui possède une bonne conductivité mais un point de fusion plus élevé. Dans ce cas, il peut être avantageux, pour détecter l'incendie, de munir le système de détection d'un ou plusieurs capteurs de température.

Suivant un autre mode de réalisation, les éléments conducteurs longiformes sont des bandelettes en papier ou carton comportant une matière conductrice. Les bandelettes peuvent être enduites ou imprégnées d'une matière conductrice, par exemple du carbone. Le système de détection selon l'invention comporte en général au moins deux bandes de détection disposées parallèlement l'une au-dessus de l'autre et espacées l'une de l'autre.

La présence de plusieurs bandes de détection offre des informations complémentaires permettant de confirmer/valider la détection et la catégorisation d'un sinistre :

Selon un exemple, le dispositif électronique est adapté pour analyser la cinétique de modification des tensions sur les bandes de détection respectives. Il peut par exemple détecter quelle bande va en premier connaître une ou plusieurs modifications de tension sur ses éléments conducteurs ou l'ordre dans lequel les bandes vont connaître des modifications. Le dispositif électronique est alors adapté pour différencier entre plusieurs types de sinistres, à partir de l'observation de cette cinétique. Par exemple, le dispositif électronique peut être adapté pour mesurer la durée entre un instant Tl où la casse d'une bande de détection est constatée et un instant T2 où la casse d'une bande de détection adjacente est constatée (la casse d'une bande étant par exemple constatée lorsque tension sur Fl = VI =0 et tension sur F3= V3=0) : par exemple, si la durée mesurée est supérieure à un certain seuil (typiquement une minute), le dispositif pourra conclure à la survenue d'un incendie, plutôt qu'à une intrusion (délai de casse généralement moindre).

Selon un autre exemple, le dispositif électronique peut être adapté pour observer l'ordre dans lequel les bandes de détection sont impactées par un éventuel sinistre, et en déduire ainsi la nature dudit sinistre : il est ainsi supposé qu'un incendie déchirera la bande la plus proche du sol en premier, puis déchirera les bandes de la plus basse à la plus haute, ce qui n'est pas le cas d'une intrusion lors de laquelle les bandes situées au centre du mur seront déchirées en premier, avant celles situées en bas de mur (le cas échéant).

Selon un exemple, le dispositif électronique est adapté pour calculer au moins approximativement la position d'une fuite d'eau le long du premier élément conducteur longiforme Fl à partir de la valeur de potentiel mesuré sur cet élément conducteur longiforme (préférentiellement à une extrémité de cet élément) et des caractéristiques de résistance électrique de cet élément. Dans le cas où le système de détection comprend trois éléments conducteurs longiformes, et si une augmentation de potentiel est détectée dans le premier élément Fl et si dans le même temps le potentiel sur le troisième élément F3 reste inchangé (cas d'une fuite d'eau), alors on calcule le chemin L parcouru par le courant dans les premiers et deuxième éléments Fl et F2 à partir de la résistance électrique totale entre Fl et F2 (déduite du potentiel mesuré sur Fl), la distance entre Fl et F2 et une valeur de résistivité de l'eau, soit approximative (basée sur une valeur de résistivité moyenne), soit issue d'un étalonnage précis effectué directement sur site au moment de l'installation du système de détection.

Selon une variante de réalisation, pour permettre la mesure de l'emplacement d'une fuite d'eau, le système de détection comporte un quatrième élément conducteur longiforme F4 disposé parallèlement aux trois autres ; l'élément conducteur longiforme alimenté électriquement (F2) étant situé à équidistance entre l'élément longiforme Fl et l'élément longiforme F4 ; la résistance électrique par mètre de l'élément conducteur longiforme Fl étant différente de la résistance électrique par mètre de l'élément conducteur longiforme F4. Avec cette variante, la distance entre le quatrième élément conducteur F4 et l'élément conducteur F3 est, de préférence, plus grande que la distance entre l'élément conducteur F4 et l'élément conducteur F2.

De façon similaire au premier élément conducteur longiforme Fl, le quatrième élément conducteur longiforme F4 n'est pas relié électriquement au deuxième élément conducteur longiforme F2, en l'absence de sinistre. En l'absence de sinistre, la tension sur ce quatrième élément F4 est donc nulle.

Le dispositif électronique est adapté pour appliquer une tension sur F2, et pour mesurer une tension sur Fl, F4 et F3.

La variante de réalisation dite « à quatre fils » permet de s'affranchir de variables, telles que la résistivité de l'eau, qui peut varier, notamment en fonction du lieu géographique. Elle permet également de s'affranchir des variations de température, et du volume de la fuite d'eau (quantité d'eau effectivement présente entre les éléments conducteurs longiformes). Cette variante permet donc une évaluation précise de l'emplacement du sinistre.

Le dispositif électronique comprend par exemple un microcontrôleur, avantageusement doté d'un convertisseur analogique-numérique. Avantageusement, le dispositif électronique est adapté pour détecter des variations de potentiel sur chacun parmi le premier et le troisième élément conducteur longiforme (Fl, F3) et, en cas de variation de potentiel sur au moins l'un de ces éléments, de déduire la survenue d'un sinistre particulier parmi plusieurs sinistres pouvant être détectés, à partir à la fois du potentiel sur le premier élément longiforme (Fl) et du potentiel sur le troisième élément longiforme (F3).

Le dispositif électronique peut avantageusement exécuter un programme qui détecte lesdites variations de potentiel et en déduit la survenue d'un sinistre, le cas échéant.

Le dispositif électronique est avantageusement adapté pour émettre un signal correspondant au sinistre détecté.

Selon un exemple, le dispositif électronique est adapté pour distinguer entre trois sinistres différents, auxquels correspondent trois états différents des potentiels sur le couple formé par le premier et le troisième éléments conducteurs longiformes (F1,F3).

On comprend que, dans le système selon l'invention et en situation normale, le dispositif électronique mesure : tension VI dans Fl = 0 ; tension V3 dans F3 >0

Selon un exemple, le dispositif électronique est capable de détecter

une augmentation de potentiel sur le premier élément conducteur longiforme (Fl) avec le potentiel sur le troisième élément conducteur (F3) resté inchangé, qui correspond à la détection d'une fuite d'eau;

une diminution de potentiel sur le troisième élément conducteur longiforme (F3) avec le potentiel sur le premier élément conducteur (Fl) resté inchangé, qui correspond à la détection d'une intrusion;

dans le cas où les éléments conducteurs ont un point de fusion inférieur à 400°C : de façon simultanée, une augmentation de potentiel sur le premier élément conducteur longiforme (Fl) et une diminution de potentiel sur le troisième élément conducteur longiforme (F3), ce qui correspond à la détection d'un incendie Selon un exemple, le dispositif électronique est adapté pour analyser la cinétique de modification de la tension sur au moins l'un des éléments conducteurs longiformes. Il est ainsi adapté pour détecter une variation progressive du potentiel sur au moins l'un des éléments conducteurs longiformes.

En particulier, il est avantageux qu'il puisse distinguer entre une variation instantanée et une variation progressive de potentiel sur au moins un élément conducteur longiforme (F3 en particulier), de façon à distinguer entre deux sinistres différents.

Ainsi, en particulier lorsque les éléments conducteurs sont en papier ou carton imprégné de matière conductrice, le dispositif électronique est avantageusement capable de détecter une diminution progressive de potentiel dans l'élément conducteur longiforme F3 (situation 3') qui correspond à la détection d'un incendie, et de distinguer cette situation d'une diminution brutale de potentiel dans F3 (situation 1) qui correspond à une rupture nette du circuit et donc à une situation d'intrusion.

La présente invention a également pour objet l'utilisation du système de détection décrit ci- dessus pour la fabrication de bâtiments comportant des parois intelligentes, les au moins trois éléments conducteurs longiformes parallèles (Fl, F2, F3) étant disposés de préférence horizontalement, de préférence de manière invisible derrière les parois, ou éventuellement dans les parois.

Le microcontrôleur est relié au réseau électrique et avantageusement disposé de manière accessible par un occupant.

La présente invention a également pour objet des méthodes de détection de sinistres, en particulier :

1) la détection de l'intrusion dans un bâtiment équipé d'un système de détection tel que décrit ci-dessus, consiste à détecter une diminution de potentiel dans l'élément conducteur longiforme F3 ;

2) la détection d'une fuite d'eau dans un bâtiment équipé d'un système de détection tel que décrit ci-dessus, consiste à détecter une augmentation de potentiel dans l'élément conducteur longiforme Fl ; 3) la détection d'un incendie. Lorsque les éléments conducteurs ont un point de fusion inférieur à 400°C, la méthode consiste à détecter une augmentation de potentiel dans l'élément conducteur longiforme Fl et une diminution de potentiel dans l'élément conducteur longiforme F3. Lorsque les éléments conducteurs sont en papier ou carton imprégné de matière conductrice, la détection de l'incendie consiste à détecter l'apparition progressive sur les différentes bandes de détection, d'une diminution de potentiel dans les éléments conducteurs longiformes F3.

L'invention concerne aussi l'utilisation du système de détection selon l'invention pour la fabrication de bâtiments comportant des parois intelligentes, les au moins trois éléments conducteurs longiformes parallèles (Fl, F2, F3) étant disposés de préférence horizontalement, de manière invisible, derrière les parois. Alternativement, il est envisageable de disposer les bandes de détection devant ou dans les parois. Lorsqu'il s'agit de parois en plaques de plâtre, le système de détection selon l'invention peut être disposé entre le plâtre et la feuille de papier recouvrant le plâtre, de préférence du côté extérieur de la plaque de plâtre.

La réalisation de parois intelligentes comportant le dispositif selon l'invention comporte au moins la succession des étapes suivantes :

Pose d'une ossature de support des parois ;

Déroulement d'au moins une bande de détection comportant au moins trois éléments conducteurs longiformes, entre une extrémité El et une extrémité E2 ; (et fixation sur l'ossature, notamment au moyen d'un ruban adhésif)

Pose d'une boucle conductrice sur les éléments conducteurs longiformes F2 et F3 de chaque bande de détection, à une de leurs extrémités E2;

Connexion des éléments conducteurs longiformes à un système électronique, à leur extrémité El ;

Pose des plaques plâtre, bois ou ciment.

Le système de détection selon l'invention est particulièrement avantageux car il permet avec un système unique, peu coûteux et facile à monter, de fournir la détection de plusieurs sinistres. Un des avantages du système de détection selon l'invention est qu'il est indépendant des plaques de paroi. En plaçant les bandes de détection derrière les plaques, il est possible d'avoir des bandes continues sur plusieurs plaques et même sur plusieurs murs, sans nécessité de réaliser des connexions électriques entre les plaques.

Le système consomme peu d'énergie.

Seul le boîtier du dispositif électronique est visible et le dispositif électronique accessible à l'utilisateur. Son remplacement peut être réalisé sans démonter les parois.

Les exemples qui suivent illustrent l'invention de manière non-limitative.

Dans les figures ci-dessous, les représentations ne sont pas nécessairement à l'échelle.

La Figure 1 représente une bande de détection comportant trois éléments conducteurs longiformes en vue de face ;

La Figure 2 représente la même bande de détection en coupe ;

La Figure 3 représente une paroi intelligente en cours de montage ;

La Figure 4 représente une paroi intelligente terminée ;

La Figure 5 représente une variante de réalisation où la bande de détection comporte quatre éléments conducteurs longiformes.

La Figure 6 représente, en coupe, la même bande de détection qu'à la Figure 3.

Exemples Exemple 1 : trois fils

Les Figures 1 et 2 illustrent une bande de détection enroulable 10 comportant deux supports 11, 12 en matière électriquement isolante, par exemple en papier et trois fils conducteurs Fl, F2, F3, laminés entre les deux supports 11 et 12. Les supports en papier utilisés pour l'exemple de réalisation ont une épaisseur de 0.4 mm.

Les supports en papier ou carton ont l'avantage d'absorber l'humidité et d'être facilement déchirables.

Les supports peuvent aussi être réalisés dans d'autres matières pour autant qu'ils soient facilement rompus lors d'une intrusion ou de l'endommagement de la paroi et qu'au moins un des deux absorbe l'eau. Les fils conducteurs Fl, F2, F3 sont réalisés dans une matière conductrice et leur diamètre doit être suffisamment réduit pour obtenir une résistance mécanique faible tout en conservant une résistance électrique par mètre appropriée.

Plus la résistance par mètre est faible, plus la bande de détection pourra être longue.

Dans l'exemple de réalisation, les trois fils sont identiques. Ils sont en étain, leur diamètre est d'environ 0,1 mm et leur résistance électrique par mètre (p) est d'environ 10 W/m.

La résistance à la rupture de l'ensemble de la bande « Lorentzen & Wettre L&W Tearing tester ». Pour obtenir une valeur moyenne, le test est réalisé 3 fois sur un empilement de 10 bandes. Une valeur moyenne de 800mN a été obtenue.

La distance entre le fil Fl et le fil F2 (par exemple 2 mm) est moins importante que la distance entre le fil F2 et le fil F3 (par exemple 10 mm).

La Figure 3 illustre de manière schématique une paroi 20 pour deux plaques de plâtre 21. La paroi comporte une armature sur laquelle des plaques de plâtre 21 peuvent être fixées. L'armature comporte des montants verticaux 22 et des rails horizontaux 23. Quatre bandes de détection 10 sont positionnées horizontalement, fixées sur les montants de l'armature et espacées de manière équidistante. Chaque bande de détection 10 s'étend d'une extrémité El à une extrémité E2. Elles peuvent s'étendre sur plusieurs murs d'une même pièce.

A l'extrémité El, les fils conducteurs Fl, F2, F3 de chaque bande sont connectés à un connecteur 26. Chaque connecteur 26 est relié à un microcontrôleur 27, via un câble 28. Le microcontrôleur 27 est inséré dans un boîtier 29. Le boîtier 29 est apte à être encastré dans une plaque de plâtre 21, de telle sorte que le microcontrôleur 27 soit accessible aux occupants de la pièce délimitée par les parois 20.

Le microcontrôleur 27 comporte un circuit électronique comportant des entrées et des sorties afin d'alimenter les fils F2 et mesurer les tensions sur les autres fils.

A l'extrémité E2, les fils F2 et F3 sont reliées par une boucle conductrice 30 (voir Fig 3)

Les bandes de détection 10 sont de préférence disposées dans la partie inférieure de la paroi 20 (jusqu'à une hauteur d'environ 1,5 m) là où les risques de défoncement de la paroi et les risques de fuites d'eau sont les plus importants et pour ne pas interférer avec la fixation d'objets sur la partie haute de la paroi (meubles ou décoration).

La réalisation de la paroi intelligente comporte les étapes suivantes : positionnement des montants 22 et rails 23 de l'ossature (généralement métallique) de manière traditionnelle;

fixation des éléments adhésifs sur les montants 23 aux différentes hauteurs voulues ; pose des bandes de détection 10 horizontalement sur les adhésifs des différents montants 23; la bande 10 est continue entre ses deux extrémités El et E2 et peut se continuer sur plusieurs murs ;

A une extrémité El de la bande 10, les trois fils sont rassemblés dans un câble 28 via un connecteur 26 ;

A l'autre extrémité E2 des bandes 10, une boucle conductrice 30 est posée de manière à relier les fils F2 et F3 et à former un circuit fermé. Le fil Fl est suffisamment espacé du fil F2 pour ne pas entrer en contact avec le circuit fermé.

Le microcontrôleur 27 est placé dans un boîtier d'encastrement 29 ;

Les câbles 28 sont branchés sur le circuit électronique du microcontrôleur 27 ;

Les plaques de plâtre 21 sont posées contre les bandes de détection 10 et fixées sur les montants 22 et les rails 23 de l'ossature ;

Le boîtier d'encastrement 29 est inséré dans une des plaques de plâtre (voir Fig. 4) comme réalisé habituellement pour les boîtiers d'encastrement des appareillages électriques.

Lorsqu'il n'y a pas de sinistre et que le microcontrôleur est alimenté électriquement, une tension V2 ou V SUppiy (par exemple 5 volts) alimente les fils F2 de chaque bande 10. La tension VI sur les fils Fl est nulle car les fils Fl ne sont pas en contact avec les fils F2. Les fils F3 étant reliés aux fils F2 par l'intermédiaire de la boucle conductrice 30, une tension V3 supérieure à 0 apparaît sur les fils F3.

La tension V3 sera fonction de la résistance par mètre des fils F2 et F3 et de leur longueur. Le microcontrôleur détecte donc le signal : VI = 0 Volt ; V3 > 0 Volt.

En cas d'intrusion, la plaque de plâtre est défoncée à au moins un endroit et les 3 fils d'au moins une bande sont rompus de manière nette et rapide. La tension V3 passe d'une tension supérieure à 0 V à 0 volt.

Le microcontrôleur détecte donc le signal : VI = 0 Volt ; V3 = 0 Volt. En cas de fuite d'eau, au moins un des supports des bandes de détection étant perméable à l'eau, l'humidité va pénétrer à l'intérieur des bandes de détection. Les fils Fl et F2 étant très rapprochés, la ou les gouttes d'eau vont faire conduction entre les fils Fl et F2 d'au moins une bande impactée par l'humidité. La tension VI du fil Fl passe de 0 à une tension supérieure à 0V.

Le microcontrôleur détecte donc le signal : VI > 0 Volt et VB > 0 Volt.

En cas d'incendie, les fils Fl, F2 et F3 vont fondre, créant une connexion entre les fils rapprochés Fl et F2 et créant la rupture de la boucle conductrice 30. La tension VI de Fl passe de 0 une tension supérieure à 0 Volt et la tension V3 de F3 passe d'une tension supérieure à 0 Volt à 0 Volt car la distance entre F2 et F3 est suffisamment grande pour que les fils F2 et F3 n'entrent pas en connexion.

Le microcontrôleur détecte donc le signal : VI > 0 Volt et V3 = 0 Volt.

Lorsque le microcontrôleur détecte une de ces variations de potentiels, il envoie un signal (sonore et/ou lumineux) ou un message et/ou courriel à une personne déterminée (propriétaire, voire service de police ou de sécurité).

Il est possible de réaliser les fils conducteurs dans d'autres matières conductrices, éventuellement disponibles à un coût plus faible.

Si le point de fusion des fils conducteurs est supérieur à 400°C, voire supérieur à 300°C, (fil en acier par exemple), la détection d'un incendie pourrait être trop lente. Il est alors envisageable d'ajouter un capteur de température au niveau du microcontrôleur.

Selon cet exemple de réalisation, il n'est pas possible de détecter l'endroit exact de la fuite d'eau.

Exemple 2 : trois bandelettes

Il est possible de réaliser le même dispositif en remplaçant les fils conducteurs par des bandelettes en papier ou carton imprégnées, ou enduites sur une face, d'une matière conductrice. Dans ce cas, la distance entre les bandelettes Fl et F2 reste de l'ordre de 2mm. La distance entre les bandelettes F2 et F3 peut être augmentée en gardant le même principe que pour l'exemple 1.

Tout comme à l'exemple 1, les bandelettes Fl, F2, F3 sont insérées entre deux supports en papier 11, 12 (voir Figure 2) pour former une bande de détection 10.

Si la distance entre les bandelettes F2 et F3 est suffisante, il est possible de couvrir suffisamment la hauteur souhaitée de la paroi en plaçant seulement deux ou trois bandes de détection 10, sur la partie inférieure des montants 22.

En cas d'intrusion ou de fuite d'eau, le système fonctionne comme à l'exemple 1.

En cas d'incendie, l'augmentation de la température entraînera une rupture progressive des différentes bandes de détection (et des bandelettes conductrices) par combustion des supports 11, 12 et des bandelettes Fl, F2, F3.

Le microcontrôleur détecte une apparition progressive dans les différentes bandes du signal : VI = 0 Volt et V3 = 0 Volt.

Le retard de rupture entre deux bandes de détection 10 peut être de l'ordre de la minute alors que l'intrusion entraînera une rupture de plusieurs bandes simultanément ou quasi simultanément. Le microcontrôleur pourra donc différencier la rupture des bandes dues à une intrusion de la rupture des bandes due à l'incendie, par la cinétique de rupture.

Exemple 3 : quatre bandelettes

Les Figures 3 et 6 illustrent une variante qui permet, en plus, de détecter précisément l'endroit d'une fuite d'eau. La résistivité de l'eau peut varier d'un facteur 10 d'en endroit à l'autre. L'ajout d'un élément conducteur d'une résistivité différente des autres permet de supprimer l'influence des variations de résistivité de l'eau.

Les bandes de détection comportent donc quatre éléments conducteurs longiformes Fl, F2, F3 et F4, par exemple des bandelettes de 2 cm de large.

Les bandelettes sont en papier imprégnées d'un métal conducteur tel que le Carbone.

Suivant la quantité de métal conducteur déposé, on peut obtenir des bandelettes de conductivités différentes. Dans l'exemple illustré, la résistance électrique par mètre de chacune des bandelettes Fl, F2 et F3 est (p fi n) de 25 kQ/m et la résistance électrique par mètre de la bandelette F4 (p fi n) est de 20 W/m.

Les bandelettes Fl, F2 et F4 sont disposées parallèlement. Les bandelettes Fl et F4 sont à équidistance (par exemple 2mm) de F2. La distance entre la bandelette F4 et la bandelette F3 doit être plus grande, par exemple de l'ordre de 10 mm.

La bandelette F2, située entre les bandelettes Fl et F4 est alimentée avec une tension V SU ppiy. Les bandelettes Fl et F4 sont à égale distance de la bandelette F2. Comme pour les exemples précédents, cette distance doit être suffisamment faible pour qu'une goutte d'eau fasse connexion électrique entre les bandelettes Fl, F2 et F4 sans atteindre la bandelette F3.

Le microcontrôleur va mesurer une tension V outi (en Fl) et une tension V out 2 (en F4) selon le principe d'un pont diviseur de tension. La distance, L, entre le microcontrôleur et la fuite d'eau pourra être mesurée à l'aide de l'équation suivante : où R2 est une résistance de rappel (« pull down » en anglais) entre Fl (et F4) et la masse sur le dispositif électronique, ajoutée au microcontrôleur.

Cette disposition permet de s'affranchir de la résistivité de l'eau qui peut varier fortement d'un endroit à l'autre.

Grâce à cette disposition à quatre éléments conducteurs, il est possible pour une bande de détection de 100m de long de localiser une fuite d'eau avec une précision de 2m près, quel que soit la résistivité de l'eau à l'endroit où le système de détection est installé et sans que l'installateur ait besoin d'effectuer un étalonnage du système.

L'invention ne se limite pas à ces exemples de réalisation.

Pour limiter la consommation du système lorsque l'utilisateur occupe le bâtiment, un interrupteur peut être ajouté au microcontrôleur, de telle sorte que l'utilisateur peut interrompre le système en ouvrant le circuit F2-F3. De cette manière, il conserve la détection du dégât des eaux mais il supprime la détection de l'intrusion. Si un capteur de température est ajouté, on maintien la détection de l'incendie.

Les parois peuvent être d'une autre nature, comme des plaques ou lames de bois, de matière organique ou polymérique. Les parois peuvent être recouvertes d'une finition telle que peinture, carrelages, etc.

Le système de détection selon l'invention peut être installé aussi bien dans des bâtiments terrestres que marins, tels que par exemple des bateaux ou plateformes offshore. D'autres modes de réalisation peuvent encore être imaginés sans sortir du cadre de la présente invention.