Procédé et dispositif pour détecter les incendies

Abstract

 La présente invention concerne un procédé et un dispositif de détection d'incendies par balayage angulaire, depuis un point (P) dominant la zone à surveiller qui l'entoure, celle-ci étant couverte par un angle solide résultant de la révolution de l'angle d'ouverture en site (A) délimité,pour un angle en gisement donné, par les deux angles de site (Aa) et (Ab) relatifs aux deux points extrèmes à surveiller: le plus proche et le plus éloigné du dit point d'observation.

Description

[0001] La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour détecter les incendies et notamment les incendies de forêts. Plus précisément l'invention concerne un procédé et un dispositif de détection d'incendie par balyage angulaire, depuis un point dominant de la zone à surveiller qui l'entoure, celle-ci étant couverte par un angle solide résultant de la révolution de l'ang­le d'ouverture en site délimité, pour un angle de gisement donné, par les deux angles de site relatifs aux deux points extrèmes à surveiller: le plus éloigné et le plus proche du dit point d'ob­servation.

[0002] A cet effet et suivant une disposition de l'invention le procédé consiste essentiellement à mesurer séparément les rayonnements émis et/ou réémis selon des angles égaux ou non dont l'ensemble couvre l'angle d'ouverture en site. La zone à surveiller est balayée à une vitesse angulaire constante.

[0003] Chaque tour est divisé en (L) secteurs et chaque secteur est divisé en (M) sous secteurs, un seul sous-secteur parmi chaque (M) sous-secteurs doit contenir les signaux dont la valeur cor­respond à la température la plus élevée.

[0004] Suivant une autre disposition, le dispositif mettant en oeuvre le procédé se caractérise essentiellement par :
- une surface réfléchissante convergente, par exemple paraboli­que, mise en mouvement angulaire constant de telle sorte qu'elle reçoit pendant un tour complet des rayonnements émis et/ou réémis de toute la zone à surveiller,
- des (n) capteurs sensibles aux rayonnements caractéristiques des incendies, rangés soit dans un plan parallèle au, et prés du, plan focal suivant une ligne droite destinée, elle-même dans un plan vertical soit en dehors du dit plan de telle sorte que leur projection sur lui se trouve sur la dite ligne droite.

[0005] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée ci-après accompagnée par des dessins dans lesquels :

- la figure (1) est un schéma qui présente la surface réfléchis­sante, le moyen optique de filtrage (2) et les capteurs (3).

-la figure (2a) présente les détails de rangement des capteurs présentés sur la figure (1).

- la figure (2b) est une vue selon AA de la figure (2a).

- la figure (3a) représente une autre possibilité pour ranger les capteurs par rapport au plan de rangement de la figure (2a).

- la figure (3b) est une vue selon BB de la figure (3a).

- la figure (4) est un schéma qui présente un point de surveil­lance (P) et son angle d'ouverture en site (A) qui est divisé aux plusieurs angles, chacun présente l'angle de vision en site d'un des capteurs (n) capteurs.

- la figure (5) est un schéma qui montre la division de la zone à surveiller par un point d'observation en sous zones concentri­ques. Chacune est surveillée par un capteur. La zone à surveiller est divisée en (L) secteurs chacun est divisé en (M) sous sec­teurs.

- la figure (6) est un schéma synoptique du dispositif.

[0006] Le procédé pour détecter les incendies est du type de ceux sui­ vant lesquels un balayage angulaire de la zone à surveiller est effectué à partir d'un point dominant d'observation. L'angle d'ouverture (A) du dit balayage (figure 4) est la différence ent­re les deux angles de site (Aa) et (Ab) relatifs aux deux points extrèmes à surveiller: le plus proche et le plus éloigné du point d'observation (P).
La révolution de cet angle couvre la zone à surveiller qui a une surface dont la forme dépend de sa topographie.
Pour un terrain plat à surveiller, l'angle solide qui résulte de la révolution de l'angle d'ouverture (A) couvre une surface d'une forme de couronne (figure 5).

[0007] Dans tous cas la zone à surveiller, d'une forme plus ou moins de couronne, est divisée en sous zones Z1, Z2...Zn concentriques.

[0008] Les rayonnements émis et/ou réémis de chacune de ces sous zones sont mesurés séparément.
L'angle d'ouverture (A) est divisé en plusieurs angles A1, A2,­....AX,...An. Chacun de ces angles a une révolution, en angle solide qui couvre la sous-zone correspondante.

[0009] Le balayage est effectué à une vitesse angulaire constante et à un angle d'ouverture en gisement très petit de telle façon qu'on obtient chaque tour, une image thermique décrivant le changement de la température de la bande radiale observée par l'angle d'ou­verture en gisement en fonction de son orientation.
Suivant un aspect du procédé, les rayonnements à mesurer sont préalablement filtrés optiquement en vue de laisser passer, en majorité ceux correspondant à des températures bien plus élevées que l'ambiance.

[0010] Les rayonnements à laisser passer sont de préférence ceux corres­pondants à des températures situées entre 100 et 1500°C.
Des signaux électriques traduisant le changement de température de chaque sous zone, en fonction de l'orientation sont produits.

[0011] Suivant un autre aspect du procédé ces signaux électriques sont filtrés temporellement de sorte que seuls ceux dont la variation dans le temps est rapide sont autorisés à passer. Ceci pour éli­miner les rayonnements dont la variation correspond à la varia­tion normale, en température, du paysage d'un endroit à l'autre.

[0012] Les signaux qui ont, jusqu'alors une forme continue dans l'espace c'est-à-dire dans l'angle parcouru, sont transformés en "L" valeurs représentatives de chaque tour de balayage.

[0013] Pour choisir ces valeurs représentatives, chaque tour est divisé en (L) secteur et chaque secteur est divisé en (M) sous- sec­teurs. Dans chaque (M) sous-secteurs appartenant à un secteur, un seul sous-secteur est choisi pour le présenter.
Plus précisément le sous-secteur dont les valeurs de signaux cor­respondant à la température la plus élevée, parmi les (M) sous-­secteurs, est choisi pour représenter le secteur en question. Donc, pour chaque tour, on a (L) valeurs représentant les (L) secteurs, chaque valeur représente la température la plus élevée dans le secteur concerné.

[0014] Le fait de choisir la température du sous-secteur le plus chaud comme représentative du secteur en question au lieu de prendre par exemple la température moyenne de chaque secteur, mène à aug­menter la sensibilité de la détection des foyers d'incendies de petites surfaces, c'est-à-dire avant que l'incendie prenne une grande taille.

[0015] En effet, le fait de diviser chaque secteur en plusieurs sous-­secteurs et de comparer les températures de ceux-ci conduit à détecter les incendies avant que leur surface s'étende sur plu­sieurs sous-secteurs. Les (L) valeurs représentatives de chaque tour sont comparées avec d'autres (L) valeurs relatives à un tour antérieur:
Les valeurs, de même orientation, sont ainsi comparées deux à deux et un signal d'alerte est émis lorsque la différence entre elles dépasse un certain seuil.

[0016] Un signal confirmant la détection d'un incendie peut être émis soit à la suite du signal d'alerte soit à la suite de l'émission ,pour une orientation donnée,de deux ou plusieurs signaux d'aler­te pendant deux ou plusieurs tours successifs.

[0017] Il est bien évident que le signal confirmant la dite détection peut être exploité de toutes façons connues.
Le dispositif pour mettre le procédé en oeuvre possède une surfa­ce réfléchissante convergente (1) mise en mouvement angulaire dont la vitesse angulaire est constante.
La dite surface est placée à un point d'observation (P) dominant et orientée de façon à couvrir la zone à surveiller,figure(4),en effectuant son mouvement angulaire.

[0018] Les rayonnements reçus, pour un angle en gisement donné, par la dite surface correspondent à un angle d'ouverture en site (A). Ce dernier est constitué par la différence entre les deux angles de site (Aa) et (Ab) relatifs aux deux points extrèmes à surveiller; le plus proche et le plus éloignés du point d'observation.

[0019] L'image formée par les rayonnements reçus, peut être accueillie sur une surface située sur le plan focal ou sur un plan parallèle à et près de celui-ci.
Des capteurs (3) sont rangés sur la dite surface suivant une lig­ne droite dessinée elle-même dans un plan vertical et croisant la ligne de symétrie (4) de la surface réfléchissante (1) pour recevoir l'image d'une bande radiale de la zone à surveiller.
La largeur de cette bande est liée directement à la largeur des capteurs utilisés.

[0020] Sur la figure (2A) sont présentés selon une première possibilité les (n) capteurs 3A1, 3A2, 3A3,...,3An rangés suivant la dite ligne droite ci-dessus définie.
La figure (2B) est une vue selon CC de la rangée des capteurs présentés sur la figure (2A).

[0021] Sur la figure (3A) sont présentés,selon une deuxième possibilité, les (n) 3B1, 3B2, 3B3...3Bn capteurs rangés sur plusieurs plans parallèles au plan focal.

[0022] Les projection de ces capteurs sur un plan quelconque parallèle lui aussi au plan focal, se trouvent sur une ligne droite remp­lissant les conditions de celle selon laquelle sont rangés les capteurs présentés sur la figure (2).

[0023] La figure (3B) montre les projections des capteurs selon DD sur un plan parallèle au plan focal.

[0024] Cette deuxième possibilité peut être envisagée dans le cas où la géométrie des capteurs ne permet pas de les ranger dans un même plan.

[0025] Chacun de ces capteurs a une surface sensible d'une forme allongée. Ils sont rangés de telle sorte que leur grand axe soit parallèle à la dite ligne droite figures 1, 2 et 3.

[0026] Les distances qui séparent les surfaces sensibles de ces cap­teurs, dans le cas où ils sont rangés dans le même plan, ou qui séparent leurs projections sur un plan parallèle au plan focal, dans le cas où les capteurs sont rangés suivant plusieurs plans, doivent être minimales.
Ceci pour minimiser la surface de terrain non couvert par les capteurs.

[0027] L'avantage d'utiliser plusieurs capteurs chacun couvrant une par­tie du rayon à surveiller au lieu d'utiliser un seul capteur long est d'augmenter la sensibilité de la détection aux incendies,aut­rement dit de diminuer le rapport entre la surface surveillée à la fois par un capteur et celle de la partie occupée d'un éven­tuel incendie de la même surface.

[0028] Selon une forme préférentielle de réalisation les détecteurs uti­lisés sont des détecteurs pyroélectriques.

[0029] Un moyen de filtrage optique (2) est mis entre la surface réfléc­ hissante (1) et les capteurs. Ce moyen a pour rôle de laisser passer, en majorité,les rayonnements correspondants à des tempé­ratures entre 100 et 1500°C environ.

[0030] L'avantage de ce filtrage optique qui laisse passer en majorité les rayonnements correspondants à des températures plus élevée que celles caractérisant le paysage est d'augmenter la différence ,sentie par un capteur donné et pour une orientation donnée,entre les rayonnements reçus dans le cas d'un incendie et ceux reçus normalement.

[0031] Chacun des capteurs 31, 32,...,3n produit des signaux électri­ques représentant la température de la sous zone concernée en fonction de l'orientation de la surface réfléchissante.

[0032] Les signaux électriques émis par chacun de ces capteurs sont amp­lifiés par un des amplificateurs A1, A2,...,An.

[0033] Des filtres F1, F2, ..Fn, reçoivent, chacun, les signaux électri­ques représentant la température en fonction de l'orientation du capteur concerné et laissent passer uniquement ceux dont la variation dans le temps est rapide. En effet les signaux dont la variation en fonction de l'angle d'orientation est faible indi­quent généralement le changement en température des paysages d'un endroit à un autre.

[0034] Un échantilloneur (5) figure 6 divise chaque tour en (L) secteurs (figure 5). La valeur du signal électrique présentant chacun de ces(L X M)sous-secteurs est enrigistrée dans une mémoire (7) après avoir été codée par un codeur (6). Dans chaque (M) sous secteurs appartenant à chacun des (L) secteurs, un seul sous-sec­teur est choisi pour représenter le secteur en question (figure 5).

[0035] Un moyen de recherche (8) choisit le secteur dont les signaux électriques représentent la température la plus élevée parmi cha­que (M) sous-secteurs appartenant au même secteur.

[0036] Les (L) sous secteurs dont les valeurs sont choisies pour repré­senter les (L) secteurs d'un tour complet sont enregistrées dans une mémoire (9).

[0037] Dans une autre mémoire (10) sont aussi enregistrées d'autres (L) valeurs maximales relatives aux (L) escteurs et concernant un tour précédent.

[0038] Un comparateur (11) compare les (L) enregistrées dans la mémoire (9) avec celles enregistrées dans la mémoire (10); chaque valeur de la mémoire (9) est comparée à celle de la mémoire (10) corres­pondant au même sous-secteur.

[0039] Le résultat de cette comparaison est transmis après avoir été décodé au moyen à seuil (13) qui émet un signal d'alerte chaque fois que la différence entre deux valeurs comparées dépasse un certain seuil.

[0040] Les signaux d'alerte sont transmis à un moyen de décision (14) pour qualifier ou non une ou plusieurs alertes comme une détec­tion d'incendie confirmée.
Aprés avoir détecté un nombre prédéterminé d'alertes soit une soit plusieurs venant du même secteur en plusieurs tours suc­cessifs, le moyen de décision emet un signal qui peut déclencher une alarme (15) ou qui peut être traité avec toutes formes de traitement.

[0041] Plusieurs dispositifs comme celui qu'on vient de décrire peuvent être reliés à une unité centrale qui reçoit les alertes ou les signaux d'alarme individuels et qui prend des décisions cent­rales.

[0042] En effet, plusieurs dispositifs peuvent coopérer pour surveiller ensemble une surface de telle façon que deux dispositifs ou plus couvrent en même temps les mêmes points.

[0043] L'avantage d'une telle disposition est qu'une décision rapide peut être prise et que la précision de localisation du foyer est plus grande.

[0044] Le bon fonctionnement de chaque point d'observation est testé d'une façon périodique par l'envoi des rayonnements par exemple similaire à ceux caractérisant un incendie et l'observation de la réaction du dispositif par exemple par l'unité centrale.

[0045] Le procédé et le dispositif,faisant l'objet de cette invention, peuvent recevoir toutes modifications rentrant dans le champs d'opérations connues de l'art, sans pour autant sortir du cadre du présent brevet.

Revendications

1. Procédé pour détecter les incendies dans une région éten­due, par exemple une forêt, suivant lequel on balaye angulai­rement, depuis un point dominant d'observation la zone qui l'en­toure, celle-ci étant couverte par la révolution d'un angle d'ou­verture constitué par la différence entre les deux angles de site relatifs aux deux points extrèmes à surveiller le plus éloigné et le plus proche du dit point d'observation, procédé caractérisé en ce que l'on mesure séparément les rayonnements émis et/ou réémis de la zone à surveiller selon des angles égaux ou non dont l'en­semble couvre l'angle d'ouverture en site.

2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on balaye angulairement et à une vitesse angulaire constante la zone à surveiller.

3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on filtre optiquement avant d'effectuer les mesures le rayon­nement reçus pour laisser passer en majorité, ceux correspondant à des températures bien plus élevées que celle de l'ambiance.

4. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on filtre temporellement, les signaux issus de la mesure de rayonnements de façon à favoriser le passage de ceux dont la variation dans le temps est rapide .

5. Procédé selon les revendications 1, 3 et 4 caractérisé en ce qu'on divise chaque tour complet de balayage en (L) secteurs et chaque secteur en (M) sous secteurs et qu'on choisit parmi les (M) sous secteurs de chaque secteurs celui dont la valeur de sig­naux représente la température la plus élevée ceci pour retenir (L) valeur maximale de température, pour chaque tour, chacune représentant un des (L) secteurs.

6. Procédé selon la revendication (5) caractérisé en ce qu'on compare à la fin de chaque tour des L valeur retenues avec d'aut­res L valeurs relatives à un tour antérieur et qu'on emet un sig­nal d'alerte lorsque la différence entre une des valeurs retenues et la valeur correspondante du tour antérieur dépasse certain seuil.

7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé délimité par les revendications de 1 à 6 caractérisé par:
- une surface réfléchissante convergente, par exemple une surface parabolique, mise en mouvement angulaire à une vitesse angulaire constante de telle sorte qu'elle reçoit pendant un tour complet des rayonnements émis et/ou rémis de toute la zone à surveiller.
- des (n) capteurs sensibles aux rayonnements caractéristiques des incendies rangés soit dans un plan parallèle au et prés du plan focal suivant une ligne droite dessinée elle même dans un plan vertical et passant par la ligne de symétrie de la surface réfléchissante soit en dehors du dit plan de telle façon que leur projection sur lui se trouve sur la dite ligne droite.

8. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que les dits capteurs ont chacun une surface sensible d'une forme allongée rangée de telle sorte qu'elle soit parallèle à la dite ligne droite.

9. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé par un moyen de filtrage optique situé entre la dite surface et les dits capteurs pour laisser passer en majorité les rayonnements corres­pondants à des températures entre environ 150 et 1500°C.

10. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé par des moyens de filtrage temporel recevant de chaque capteur, les sig­naux électriques indicatifs de la température en fonction de l'o­rientation du dit capteur et laissant passer uniquement ceux dont la variation est rapide .

11. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé par un échantillonneur divisant chaque tour complet de balayage en (L) secteurs et chaque secteur en (M) sous secteurs.

12. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que un moyen de recherche (8) choisit parmi chaque (M) sous secteurs celui dont la valeur de signaux représente la température la plus élevée pour représenter le secteur concerné.

Dessins