[0001] La présente invention a pour objets un procédé de contrôle d'un électrificateur de
clôture électrique et un électrificateur de clôture électrique pour la mise en oeuvre
de ce procédé.
[0002] Les clôtures électriques sont destinées à protéger des espaces, et notamment des
champs, contre l'intrusion ou la sortie d'un animal.
[0003] Pour augmenter la sécurité de garde en cas de végétation très intense (c'est à dire
de présence de pertes parallèles très importantes induisant une résistance équivalente
très faible aux bornes de l'électrificateur), le document
WO 88/10059 décrit un électrificateur de clôture électrique comportant deux condensateurs de
stockage, le deuxième condensateur étant destiné à être déchargé lorsque l'énergie
délivrée par la décharge du premier condensateur ne suffit plus.
[0004] Cependant, la sécurité de garde doit être conciliée avec la sécurité des personnes.
En effet, les clôtures électriques peuvent être, dans de très rares cas, à l'origine
d'accidents mortels. Parmi ces accidents mortels, on distingue les accidents « normaux
» et les accidents « anormaux ».
[0005] Les accidents « normaux » sont des accidents qui s'expliquent :
- par une erreur d'installation, ou
- par une anomalie au sein de l'électrificateur, par exemple suite à un coup de foudre
pouvant mener à la présence anormale d'un courant secteur 230 V sur la clôture électrique,
ou
- par le fait que la victime, généralement sous l'emprise de l'alcool ou de la drogue,
s'est empêtrée dans l'enclos au point de ne jamais réussir à se dégager physiquement
de la clôture après l'avoir touchée et est morte d'épuisement au bout d'un temps prolongé
à force de contracter à chaque impulsion tout ou partie des muscles de son corps.
[0006] Pour diminuer le risque d'accident mortel "normal", le document
WO 00/35253 propose un électrificateur de clôture électrique comportant un ou plusieurs condensateur(s)
dont le niveau de charge est contrôlé de manière que, lorsque le taux de variation
de la résistance équivalente observée aux bornes de l'électrificateur prend une valeur
supérieure à un seuil prédéterminé pendant une période prédéterminée, le niveau de
charge du ou des condensateur(s) est modifié pour augmenter les chances, par exemple,
de dégagement d'un animal empêtré dans la clôture.
[0007] L'électrificateur décrit dans ce document présente l'inconvénient que l'électronique
nécessaire à la gestion du niveau de charge d'un condensateur est relativement coûteuse
de même, dans une moindre mesure, que celle nécessaire pour suivre de façon précise
le taux de variation de la résistance équivalente.
[0008] De plus, la modification du niveau de charge ne permet pas de modifier instantanément
l'impulsion courante et ne peut donc s'appliquer que sur les cycles suivants.
[0009] Les accidents « anormaux » sont des accidents dus à une valeur particulièrement basse
(nettement inférieure à 500 Ω et dans certains cas aussi basse que 50 Ω) de l'impédance
du corps de la victime, ce qui est le cas lorsque l'impulsion circule à travers la
tête de la victime.
[0010] Jusqu'à récemment, l'industrie de la clôture électrique considérait la valeur 500
Ω comme un minorant de l'impédance possible du corps humain. Mais une étude récente
par la CEI (Instance internationale de normalisation - www.iec.ch) d'une série d'accidents
mortels non "normaux" (Document CEI 61H/212/MTG - sous document n°3) a conclu qu'à
l'évidence ces accidents non "normaux" s'étaient produits avec des impédances de corps
humain beaucoup plus basses que 500 Ω. La Norme CEI TS 60479-1 dans sa 4ème édition
de juillet 2005 complète cette nouvelle perspective en précisant (dans l'exemple 4
de l'Annexe D) que des valeurs d'impédance du corps humain aussi basses que 50 Ω sont
possibles. Bien que les seuils létaux n'aient pas pu être déterminés de façon certaine,
il est très probable que pour de si faibles impédances, une première impulsion, parfois
trop puissante, suffise dans certains cas à être mortelle.
[0011] Le risque létal n'est pas le seul contre lequel il faut lutter. Des informations
apparues lors de l'étude de la CEI permettent de soupçonner que pour ces mêmes impédances
de corps humain très basses, des impulsions d'énergie inférieure à 5 Joules pourraient
parfois suffire à assommer un être humain. Bien que celui-ci reprenne rapidement connaissance,
la multiplication de ce type d'incidents n'est pas souhaitable. Or il semble que plus
les impulsions circulant à travers la tête sont puissantes, plus le risque d'évanouissement
et/ou la durée de celui-ci sont importants.
[0012] Cette récente prise de conscience du risque létal d'impulsions trop puissantes en
très basse impédance s'est traduite par deux approches philosophiques différentes
au sein des nouvelles normes subséquemment révisées par les pays de l'hémisphère Sud
d'un côté (Australie et Nouvelle-Zélande) et par les pays Européens de l'autre.
[0013] En Nouvelle-Zélande et en Australie, la norme d'installation des clôtures électriques
AS/NZS 3014:2003 a été mise à jour par un amendement du 10 Mars 2006, qui prévoit
un ajout à l'Annexe A 5.1. relative au mode d'emploi des électrificateurs. Il informe
l'utilisateur de certains électrificateurs potentiellement dangereux qu'il doit mettre
en place un, ou plusieurs (suivant le nombre de conducteurs et/ou de branches à son
enclos) limiteurs de puissance locaux (sous forme de résistance(s) de 500 Ohm) en
amont de tout point de l'enclos où il juge possible que se présente un enfant non
encadré et/ou non sensibilisé aux risques de la clôture électrique. Sont spécifiquement
exemptés les enclos reliés à des électrificateurs pour lesquels un moyen équivalent
au(x) limiteur(s) de 500 Ohm est directement incorporé dans l'électrificateur: ces
électrificateurs sont intrinsèquement sûrs. En pratique cela revient à dire que ne
devraient être concernés par l'obligation de mettre en place des limiteurs que des
électrificateurs dont le maximum d'énergie est obtenu sur une résistance inférieure
à 500 Ohm. Les représentants à la CEI du comité de normalisation Néo-Zélandais ont
aussi fait savoir qu'ils allaient organiser dans leur pays une campagne systématique
d'information des agriculteurs et du grand public pour faire connaître cette évolution
récente de leur norme locale.
[0014] En Europe, la norme EN est en cours de mise à jour. Son nouvel amendement vient d'atteindre
la phase de publication sous le numéro EN 60335-2-76:2005/A11:200X. Il prévoit qu'au
lieu de vérifier qu'un électrificateur ne dépasse pas 5 Joules sur le seul point 500
Ohm, il sera maintenant vérifié qu'il ne dépasse pas 5 Joules sur la plage allant
de 50 à 500 Ohm. De cette façon la sécurité du grand public circulant à proximité
d'une clôture électrique restera principalement du ressort des fabricants d'électrificateurs
et non du propriétaire de la clôture électrique. L'approche européenne consiste à
considérer comme plus efficace d'organiser la sécurité au niveau des quelques fabricants
qu'au niveau des centaines de milliers d'utilisateurs et des millions de membres du
grand public.
[0015] Pour diminuer le risque d'accident mortel « anormal », le brevet
FR 2 857 554 propose un électrificateur de clôture électrique contrôlé de manière que, lorsque
la résistance équivalente aux bornes de l'électrificateur se trouve dans la zone de
'haute impédance' (> 2000 Ω) ou dans la zone de 'basse impédance' (500 à 2000 Ω) la
décharge du condensateur est systématiquement interrompue pour maintenir une impulsion
faiblement énergétique, et, lorsque la valeur de la résistance équivalente aux bornes
de l'électrificateur se trouve pour la première fois dans la zone 'd'ultra basse impédance'
(0 à 500 Ω), une temporisation est lancée pendant laquelle l'énergie de l'impulsion
reste inchangée, puis, à l'issue de la temporisation, l'énergie de la décharge est
augmentée. Ce procédé de contrôle permet de faire face à une éventuelle poussée végétative
progressive tout en diminuant le risque d'accident lorsque la baisse de la résistance
est due au contact inopiné d'une personne, avec impulsion traversant sa tête.
[0016] L'électrificateur décrit dans ce document présente l'inconvénient que l'énergie de
l'impulsion, qui est de l'ordre de 500 mJ, ne suffit pas toujours à assurer une bonne
sécurité de garde en zone de 'haute impédance' ou de 'basse impédance' car l'énergie
peut s'y consommer dans des proportions importantes du fait du choix initial d'un
médiocre conducteur ou de l'apparition progressive de pertes 'séries' (par exemple
dégradations au niveau des jonctions, des conducteurs et/ou de la prise de terre).
Ces dégradations - qui peuvent apparaître au fil du temps, par exemple suite aux intempéries
- sont dites 'séries' car elles se comportent comme des résistances montées en série
tout au long de la clôture électrique. Les pertes 'séries' sont donc un passage obligé
de la partie de l'impulsion émise par l'électrificateur qui va effectivement traverser
l'animal.
[0017] Un autre inconvénient de l'électrificateur décrit dans ce document est que l'interruption
de la décharge d'un condensateur, une fois qu'elle a débuté, ne peut être réalisée
qu'avec des solutions électroniques particulièrement coûteuses.
[0018] Pour prévenir un autre type de risque d'accident mortel - très hypothétique car jamais
rencontré à ce jour - le brevet
FR 2 818 868 propose un électrificateur contrôlé de manière que, lorsque la résistance équivalente
aux bornes de l'électrificateur est descendue particulièrement bas pour se trouver
dans la zone 'd'ultra basse impédance', l'électrificateur emmagasine et délivre une
impulsion de très haute énergie, puis, lorsque la résistance équivalente aux bornes
de l'électrificateur remonte soudainement pour revenir dans la zone de 'basse impédance'
ou dans la zone de 'haute impédance', suite par exemple à l'ouverture par un utilisateur
d'un passage barrière en aval sur l'enclos, l'électrificateur empêche la délivrance
de cette impulsion de trop haute énergie. A chaque cycle une impulsion est préparée
en fonction de la résistance équivalente mesurée au cycle précédent, et, lorsque l'électrificateur
détecte pendant le cycle courant une énergie ou une tension supérieure à une limite
prédéterminée dépendant de la résistance équivalente mesurée au cycle précédent, l'électrificateur
bloque ou dérive une partie de l'impulsion du cycle courant.
[0019] Le type d'accident contre lequel cherche à lutter ce document est un accident ou
le corps humain présente une impédance classique c'est à dire supérieure à 500 Ohm.
Le procédé de contrôle de l'électrificateur décrit dans ce document ne permet pas
de diminuer le risque d'accident "anormal" car il ne décrit pas la détection d'une
diminution de la résistance équivalente aux bornes de l'électrificateur. De plus,
la préparation d'une impulsion en fonction de la résistance équivalente mesurée au
cycle précédent entraîne une limitation de la puissance disponible, ce qui peut être
préjudiciable en termes de sécurité de garde et/ou d'optimisation économique des coûts
de l'appareil.
[0020] En conclusion, aucun de ces documents ne permet de concilier efficacement la sécurité
de garde, la sécurité des personnes et la maîtrise des coûts.
[0021] La présente invention a pour but de proposer un procédé de contrôle d'un électrificateur
de clôture électrique qui évite, ou au moins réduise, certains des inconvénients précités,
qui permette de diminuer le risque d'accident mortel "anormal" - et/ou dans une moindre
mesure d'évanouissement - tout en conservant une sécurité de garde maximale, et qui
offre au consommateur un véritable choix en étant simple à mettre en oeuvre et économique.
L'invention a également pour but de proposer un électrificateur de clôture électrique
apte à mettre en oeuvre le procédé.
[0022] A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de contrôle d'un électrificateur
de clôture électrique à impulsion périodique tel que définit dans la revendication
1 comportant un premier condensateur et au moins un autre condensateur, ledit premier
condensateur et ledit au moins un autre condensateur étant aptes à être déchargés
quasi simultanément au primaire d'un transformateur dudit électrificateur de façon
à former une macro-impulsion du point de vue d'un animal,
caractérisé en ce que, pour une série de cycles consécutifs de fonctionnement de l'électrificateur ou pour
tous ses cycles, il comprend les étapes consistant à :
- a) commander la décharge dudit premier condensateur dans le primaire dudit transformateur,
déterminer, à partir de la décharge dudit premier condensateur, une estimation de
la résistance équivalente aux bornes du secondaire dudit transformateur, et comparer
la valeur de ladite résistance équivalente avec un seuil prédéterminé, et
- b) tant que la valeur de ladite résistance équivalente est supérieure audit seuil
prédéterminé, commander à chaque cycle la décharge dudit au moins un autre condensateur
dans le primaire dudit transformateur, ou
- c) dès que la valeur de ladite résistance équivalente devient inférieure audit seuil
prédéterminé, lancer une temporisation et empêcher la décharge de tout ou partie dudit
au moins un autre condensateur dans le primaire dudit transformateur pendant le cycle
courant, et
- d) pendant ladite temporisation, empêcher à chaque cycle la décharge de tout ou partie
dudit au moins un autre condensateur dans le primaire dudit transformateur, et
- e) lorsque ladite temporisation est terminée et tant qu'elle ne se déclenche pas à
nouveau, commander à chaque cycle la décharge dudit au moins un autre condensateur
dans le primaire dudit transformateur.
[0023] Ainsi selon le procédé de l'invention, hormis pendant la temporisation, le premier
et ledit au moins un autre condensateur se déchargent systématiquement tous sur la
résistance équivalente présente aux bornes du secondaire que celle-ci évolue en 'haute
impédance', en 'basse impédance' ou en 'ultra basse impédance'. Cette configuration
est économique en ce qu'elle utilise simplement, et quasiment tout le temps, tous
les condensateurs.
[0024] Avantageusement, l'étape d) comprend une sous-étape f) consistant à terminer ladite
temporisation lorsque ladite résistance équivalente redevient supérieure audit seuil
prédéterminé.
[0025] Avantageusement, ledit électrificateur comporte des moyens de réglage permettant
de régler la durée de ladite temporisation.
[0026] Avantageusement, ledit électrificateur comporte des moyens de réglage permettant
de régler la valeur dudit seuil.
[0027] Selon un mode de réalisation de l'invention, les étapes c) et d) sont effectuées
en ne déclenchant pas la décharge de tout ou partie dudit au moins un autre condensateur.
[0028] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les étapes c) et d) sont effectuées
en dérivant la décharge de tout ou partie dudit au moins un autre condensateur vers
un shunt.
[0029] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les étapes c) et d) sont effectuées
en interrompant la décharge de tout ou partie dudit au moins un autre condensateur.
[0030] Selon une variante des modes de réalisation précédents la partie dudit au moins un
autre condensateur peut varier à l'occasion d'un ou plusieurs cycles subséquents de
la temporisation (sans jamais revenir à une situation où ledit au moins un autre condensateur
serait entièrement déchargé pendant l'un des cycles de la temporisation).
[0031] L'invention a également pour objet un électrificateur de clôture comportant un premier
condensateur tel que défini dans la revendication 7, au moins un autre condensateur,
et un module électronique de commande apte à exécuter les étapes du procédé de contrôle.
[0032] Avantageusement, l'électrificateur comprend un ou plusieurs condensateurs de décharge
supplémentaire(s) pour lesquels il existe au moins une plage de résistances équivalentes
sur laquelle lesdits condensateurs de décharge supplémentaire(s) ne sont jamais autorisés
à se décharger.
[0033] De préférence, ledit seuil prédéterminé est supérieur à 250 Ohm et inférieur à 2000
Ohm.
[0034] Selon un mode de réalisation de l'invention, ledit seuil prédéterminé est sensiblement
égal à 500 Ohm.
[0035] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages
de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée
qui va suivre, de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples
purement illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins schématiques annexés.
[0036] Sur ces dessins :
- la figure 1 est une vue schématique simplifiée d'un électrificateur connu ;
- la figure 2 est une courbe représentant les diverses valeurs possibles pour l'énergie
de l'impulsion émise par l'électrificateur de la figure 1 en fonction de la résistance
équivalente entre ses bornes de sortie ;
- la figure 3 est une vue schématique simplifiée d'un électrificateur selon un premier
mode de réalisation de l'invention ;
- les figures 4a et 4b sont des schémas fonctionnels représentant les étapes d'un procédé
de contrôle "de base" et d'un procédé de contrôle "préféré" de l'électrificateur de
clôture électrique de la figure 3 ;
- la figure 5 est une courbe représentant les diverses valeurs possibles pour l'énergie
de l'impulsion émise par l'électrificateur de la figure 3 en fonction de la résistance
équivalente entre ses bornes de sortie ; et
- la figure 6 est une vue schématique simplifiée d'un électrificateur de clôture électrique
selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
[0037] En se référant à la figure 1, on voit un électrificateur 1
A de clôture électrique comportant deux bornes d'entrée 2
A et 3
A reliées à un circuit d'alimentation connu et non représenté.
[0038] L'électrificateur 1
A comporte un transformateur dont le primaire 4
A est monté entre la borne d'entrée 2
A et un point commun 7
A. Un ensemble de condensateurs de stockage C
A,1 à C
A,n, n étant un entier supérieur ou égal à 2, est monté en parallèle entre le point commun
7
A et la borne d'entrée 3
A.
[0039] En parallèle sur le primaire 4
A et les condensateurs de stockage d'énergie C
A,1 à C
A,n, est branché un thyristor T
A,1 avec sa gâchette G
A,1.
[0040] Une diode 8
A est branchée entre les bornes 2
A et 3
A pour, de façon classique pour l'homme de l'art, protéger le thyristor T
A,1 lorsque le courant s'inverse dans le circuit L-C formé par le primaire 4
A et les condensateurs C
A,1 à C
A,n.
[0041] Le primaire 4
A du transformateur est couplé, par l'intermédiaire d'un circuit magnétique 6
A, au secondaire 5
A du transformateur. Les bornes de sortie 9
A, 10
A du secondaire 5
A alimentent les éléments conducteurs de la clôture (non représentés).
[0042] Les condensateurs C
A,1 à C
A,n sont chargés à une même tension V
c de plusieurs centaines de volts par un moyen connu (non représenté). Lorsqu'une impulsion
de commande est appliquée sur la gâchette G
A,1 du thyristor T
A,1, celui-ci devient conducteur et les condensateurs C
A,1 à C
A,n sont déchargés à travers le primaire 4
A du transformateur. Une impulsion apparaît alors aux bornes du secondaire 5
A.
[0043] L' électrificateur 1
A comporte un module électronique de commande (non représenté) destiné à déclencher
le thyristor T
A,1 par le biais de sa gâchette G
A,1 pour commander la décharge des condensateurs C
A,1 à C
A,n.
[0044] En se référant à la figure 2, on voit que l'énergie E de l'impulsion de sortie, c'est-à-dire
l'énergie délivrée à chaque impulsion par l'électrificateur 1
A, varie en fonction de la résistance équivalente R présente entre les bornes de sortie
9
A et 10
A.
[0045] Or, la résistance équivalente R est la résistance du circuit de bouclage, c'est-à-dire
la résistance correspondant aux divers composants de la combinaison de la clôture,
des herbes et autres pertes "parallèles", de l'animal et de la prise de terre de retour
et autres pertes "séries".
[0046] Les pertes "parallèles" sont une conséquence de l'apparition d'une résistance électrique
de perte entre le fil haute tension de la clôture électrique et la terre, par exemple
du fait d'une poussée végétative, de branches d'arbres tombées sur l'enclos, d'isolateurs
devenant progressivement défectueux, de l'accroissement de l'humidité, etc. Ces pertes
sont dites "parallèles", car en leur présence, une fraction de l'impulsion électrique
qui a été émise par l'électrificateur traverse la résistance électrique de perte pour
revenir à l'électrificateur via la prise de terre sans jamais avoir traversé le corps
de l'animal ou de la personne.
[0047] Sur la figure 2, on observe que pour les valeurs les plus élevées de la résistance
R, l'énergie E de l'impulsion sortant de l'électrificateur est inférieure à la valeur
maximale possible E
max.
[0048] On observe également que, lorsque la résistance R diminue depuis ces valeurs les
plus élevées (par exemple du fait de pertes parallèles augmentant au fil du temps)
l'énergie E s'accroît jusqu'à atteindre la valeur maximale E
max.
[0049] On observe en outre que, ayant passé la valeur maximale E
max, lorsque la résistance R continue à diminuer pour atteindre les valeurs les plus
basses, l'énergie E décroît depuis la valeur E
max.
[0050] On observe enfin que la courbe de la figure 2 ne varie pas en fonction du temps,
c'est-à-dire que, pour une valeur de la résistance R donnée, l'électrificateur 1
A délivre les mêmes impulsions à chaque cycle que celà soit celui de la première seconde,
celui au bout d'une minute ou d'une heure, par exemple.
[0051] En se référant à la figure 3, on voit un électrificateur 1
B de clôture électrique comportant deux bornes d'entrée 2
B et 3
B reliées à un circuit d'alimentation connu et non représenté. Une diode 8
B est branchée entre les bornes 2
B et 3
B et joue le même rôle que la diode 8
A de l'électrificateur 1
A. L'électrificateur 1
B comporte un transformateur dont le primaire 4
B est monté entre la borne d'entrée 2
B et un point commun 7
B.
[0052] Un ensemble de condensateurs de stockage C
B,1 à C
B,n, n étant un entier supérieur ou égal à 2, est monté en parallèle entre le point commun
7
B et la borne d'entrée 3
B. Le condensateur C
B,1 et le sous-ensemble de condensateurs C
B,2 à C
B,n sont respectivement montés en série avec une diode D
B,1 et D
B,2, pour éviter que le condensateur C
B,1 et le sous-ensemble de condensateurs C
B,2 à C
B,n puissent se décharger l'un dans l'autre. Le point commun des cathodes des diodes
D
B,1 et D
B,2 est relié d'une part à l'anode de la diode 8
B et d'autre part à la borne d'entrée 3
B.
[0053] En parallèle du primaire 4
B et du condensateur de stockage d'énergie C
B,1 est branché un thyristor T
B,1 avec sa gâchette G
B,1 . De manière similaire, en parallèle du primaire 4
B et du sous-ensemble de condensateurs C
B,2 à C
B,n est branché un thyristor T
B,2 avec sa gâchette G
B,2.
[0054] Entre le point commun 7
B du condensateur C
B,1 et du sous-ensemble de condensateurs C
B,2 à C
B,n et le point commun 11
B des anodes des thyristors T
B,1 et T
B,2 est monté le primaire 4
B du transformateur, qui est couplé, par l'intermédiaire d'un circuit magnétique 6
B, au secondaire 5
B du transformateur. Les bornes de sortie 9
B, 10
B du secondaire 5
B alimentent les éléments conducteurs de la clôture.
[0055] Le condensateur C
B,1 et le sous-ensemble de condensateurs C
B,2 à C
B,n sont chargés à une même tension V
c de plusieurs centaines de volts par un moyen connu et non représenté. Les diodes
D
B,1 et D
B,2 assurent que le condensateur C
B,1 et le sous-ensemble de condensateurs C
B,2 à C
B,n sont chargés à la même tension et que le condensateur C
B,1 d'un côté et le sous-ensemble de condensateurs C
B,2 à C
B,n de l'autre peuvent être déchargés séparément sans modification de l'état de l'autre
sous-ensemble restant. Par exemple, lorsqu'une impulsion de commande est appliquée
sur la gâchette G
B,1 du thyristor T
B,1, celui-ci devient conducteur et le condensateur C
B,1 est déchargé à travers le primaire 4
B du transformateur. Une première impulsion apparaît alors aux bornes du secondaire
5
B. Le sous-ensemble de condensateurs C
B,2 à C
B,n reste chargé du fait de la présence de la diode D
B,2 qui l'empêche de se décharger dans le condensateur C
B,1.
[0056] Lorsque pendant, ou vers la fin de, ou juste après cette première impulsion, une
commande est appliquée sur la gâchette G
B,2 du thyristor T
B,2, le sous-ensemble de condensateurs C
B,2 à C
B,n, est déchargé à travers le primaire 4
B du transformateur et une seconde impulsion apparaît aux bornes du secondaire 5
B.
[0057] L'impulsion aux bornes du secondaire 5
B est donc une impulsion complexe composée d'une suite de deux impulsions individuelles
successives très rapprochées ou éventuellement partiellement superposées. L'énergie
de l'impulsion complexe est la somme des énergies des impulsions individuelles.
[0058] Une impulsion individuelle peut avoir une durée comprise entre quelques centaines
de microsecondes et 1 à 2 millisecondes. Les phénomènes physiologiques, causes de
la sensation douloureuse ressentie par un animal lorsqu'il est en contact avec le
fil de clôture, ont des temps de réponse de plusieurs dizaines à plusieurs centaines
de millisecondes. En conséquence, tant que la durée totale de l'impulsion complexe
reste typiquement inférieure à environ 20 ms la sensation ressentie par l'animal est
identique à celle ressentie lorsqu'il reçoit une impulsion unique dont l'énergie est
égale à la somme des énergies des impulsions individuelles.
[0059] L'électrificateur 1
B comporte un module électronique de commande (non représenté) destiné à déclencher
chaque thyristor T
B,1 et T
B,2 par le biais de sa gâchette G
B,1 et G
B,2 pour commander la décharge, respectivement, du condensateur C
B,1 et du sous-ensemble de condensateurs C
B,2 à C
B,n. En se référant à la figure 4a, on va maintenant décrire les étapes du procédé de
contrôle "de base" de l'électrificateur 1
B, qui est exécuté par le module électronique de commande. On appelle K
t un cycle correspondant à une exécution du procédé entraînant la génération d'une
impulsion complexe I
t à l'instant t.
[0060] A l'étape 100, le procédé est initialisé. L'étape 100 est effectuée périodiquement,
la période étant par exemple d'environ un petit peu plus d'une seconde. Cette étape
100 s'étale sur la majeure partie de la période et permet au condensateur C
B,1 et au sous-ensemble de condensateurs C
B,2 à C
B,n de se recharger. Les étapes suivantes du procédé sont, elles, très peu étalées dans
le temps du fait que la norme applicable aux électrificateurs de clôture limite en
général à un maximum de 10 ms la durée d'une impulsion complexe et requiert un écart
d'au moins une seconde entre deux impulsions complexes.
[0061] A l'étape 101, le module électronique commande la décharge du premier condensateur
C
B,1 dans le primaire 4
B.
[0062] A l'étape 102, le module électronique détermine une estimation de la résistance électrique
équivalente R
t aux bornes 9
B, 10
B du secondaire 5
B. Le premier condensateur C
B,1 sert donc de « poisson pilote » permettant de déterminer la résistance R
t aux bornes 9
B, 10
B du secondaire 5
B.
[0063] Du fait que la courbe des énergies de décharge possibles d'un électrificateur en
fonction de la résistance R est une courbe en cloche (voir figure 2), le franchissement
à la hausse d'un seuil d'énergie prédéfini n'est pas équivalent au franchissement
à la baisse d'un seuil de résistance prédéfini R
o.
[0064] En outre, du fait que la tension de pic de l'impulsion de décharge en sortie d'électrificateur
présente des sur-oscillations en fonction de la présence plus ou moins importante
de composantes imaginaires dans l'impédance complexe équivalente aux bornes 9
B, 10
B du secondaire 5
B, il est préférable de ne pas assimiler trop grossièrement un recul sous une limite
prédéfinie de tension à un passage sous le seuil R
o.
[0065] De préférence, la détermination ou estimation de la résistance R
t est réalisée comme décrit dans le document
FR 2 863 816. Une telle détermination est économique et relativement fiable.
[0066] A l'étape 103, le module électronique teste une condition de temporisation en cours
qui est vérifiée lorsqu'une temporisation a été lancée lors d'un passage précédent
à l'étape 107. Lorsque la condition est vérifiée, le procédé passe à l'étape 112 sinon
le procédé passe à l'étape 104.
[0067] On considère par exemple que, au cycle K
t, la condition de temporisation en cours n'est pas vérifiée et le procédé passe donc
à l'étape 104.
[0068] A l'étape 104, le module électronique teste la condition "Depuis la dernière temporisation,
R
t est (il) remonté au dessus de R
o(?)". Cette condition est explicitée de la manière suivante : depuis le dernier déclenchement
d'une temporisation, la valeur de R
t est-elle devenue supérieure à R
o (même à titre transitoire). Lorsque la condition est vérifiée (ou par condition initiale,
suite à la mise en marche de l'électrificateur), le procédé passe à l'étape 105, sinon
le procédé passe à l'étape 109.
[0069] On considère, par exemple, que depuis la mise en route de l'électrificateur la temporisation
n'a jamais eu l'occasion de se déclencher (le procédé n'est pas encore passé par l'étape
107) et donc on passe à l'étape 105.
[0070] A l'étape 105, le module électronique teste une condition de résistance suffisante
qui est vérifiée lorsque la résistance R
t déterminée à l'étape 102 est supérieure au seuil R
o. Lorsque la condition est vérifiée, le procédé passe à l'étape 106, sinon le procédé
passe à l'étape 107.
[0071] On considère par exemple que, au cycle K
t, la condition de résistance suffisante est vérifiée et le procédé passe donc à l'étape
106.
[0072] A l'étape 106, le module électronique commande la décharge du sous-ensemble de condensateurs
C
B,2 à C
B,n. L'étape 106 est effectuée de façon quasi simultanée à l'étape 101 de sorte que l'impulsion
complexe soit ressentie par l'animal comme une unique impulsion, comme cela a été
décrit précédemment. Lorsque l'étape 106 a été effectuée, le procédé retourne à l'étape
100.
[0073] Le cycle K
t tel que décrit correspond au fonctionnement le plus fréquent de l'électrificateur
1
B, c'est-à-dire au fonctionnement de l'électrificateur 1
B sur une bonne ou une médiocre clôture de taille raisonnable et non complètement envahie
par la végétation: la résistance R
t est alors au-dessus du seuil critique R
o. Les étapes 100 à 106 sont ainsi exécutées à chaque cycle K tant que la résistance
R reste supérieure au seuil R
o. L'électrificateur 1
B délivre une impulsion I dont l'énergie est égale à plusieurs Joules en zone 'basse
impédance', l'énergie pouvant même s'approcher de la valeur classique des 5 Joules
à condition que les caractéristiques des condensateurs C
B,1 à C
B,n et du transformateur le permettent, et que les éventuelles conditions fixées par
la norme sur la zone d'impédance correspondante soient respectées. La décharge du
sous-ensemble de condensateurs supplémentaires C
B,2 à C
B,n permet ainsi d'obtenir une sécurité de garde maximale en zone 'haute impédance' et
en zone 'basse impédance'. Le fait que tous les condensateurs C
B,1 à C
B,n soient utilisés lorsque la résistance R
t reste supérieure au seuil R
o confère à l'invention son meilleur rapport sécurité de garde/coût.
[0074] On considère maintenant que, par exemple, au cycle K
t+5, la condition de résistance suffisante de l'étape 105 n'est plus vérifiée, c'est-à-dire
que la résistance R
t vient de passer en dessous du seuil critique R
o, et le procédé passe donc à l'étape 107.
[0075] A l'étape 107, le module électronique lance une temporisation. La temporisation a
une durée prédéterminée, qui correspond à un nombre entier N supérieur ou éventuellement
égal à 1 de cycles K. Le nombre N correspond à un nombre de cycles postérieurs au
cycle en cours. Ils vont permettre à une personne éventuellement sous l'emprise de
l'alcool ou de la drogue ou limitée dans ses capacités de recul et en train de recevoir
l'impulsion en cours à travers la tête (donc susceptible d'être partiellement étourdie)
de se retirer avec moindre douleur et donc moindre panique, de la clôture. Une valeur
de N équivalente à une minute au moins est préférablement envisagée mais des valeurs
plus petites ou plus grandes de N peuvent être choisies.
[0076] A l'étape 108, le module électronique empêche la décharge de tout ou partie du sous-ensemble
de condensateurs C
B,2 à C
B,n dans le primaire 4
B, par exemple en commandant le non déclenchement de la décharge du sous-ensemble de
condensateurs C
B,2 à C
B,n. En variante, la décharge, ou une partie de la décharge, du sous-ensemble de condensateurs
C
B,2 à C
B,n est dérivée dans un shunt (non représenté), ou est interrompue. Une telle interruption
peut être réalisée par exemple par un sous-circuit électronique à base d'IGBT (non
représenté sur la figure 3) en lieu et place du thyristor T
B,2. Cette étape permet de diminuer fortement l'énergie de l'impulsion en cours I
t+5. Lorsque l'étape 108 a été effectuée, le procédé retourne à l'étape 100.
[0077] On notera que l'adaptation de l'énergie de l'impulsion I, ici l'impulsion I
t+5, est réalisée instantanément en temps réel, c'est-à-dire que le module électronique
empêche la décharge du sous-ensemble de condensateurs C
B,2 à C
B,n dans le cycle courant même, ici le cycle K
t+5, dans lequel le franchissement vers le bas du seuil R
o a été détecté.
[0078] Lors du franchissement vers le bas du seuil R
o on considère en effet que le risque d'accident mortel "anormal" apparaît et que,
tant que l'on n'est pas certain que le franchissement de ce seuil R
o ne résulte pas uniquement d'un accroissement des pertes parallèles, il est temporairement
plus important de privilégier la sécurité des personnes que la sécurité de garde.
[0079] Au cycle K
t+6, la condition de l'étape 103 est vérifiée, puisqu'une temporisation a été lancée
au cycle K
t+5 lors du passage à l'étape 107. Le procédé passe donc à l'étape 112.
[0080] A l'étape 112, le module électronique teste une condition de temporisation terminée
qui est vérifiée lorsque la durée prévue pour la temporisation, correspondant au nombre
N de cycles, est écoulée. Lorsque la condition est vérifiée, le procédé reprend à
l'étape 104, sinon le procédé passe à l'étape 113.
[0081] On considère par exemple que N=2. Dans l'exemple, la temporisation a été lancée au
cycle K
t+5, donc au cycle K
t+6 la condition de l'étape 112 n'est pas vérifiée et le procédé passe à l'étape 113.
[0082] A l'étape 113, le module électronique empêche la décharge de tout ou partie du sous-ensemble
de condensateurs C
B,2 à C
B,n dans le primaire 4
B. Lorsque l'étape 113 a été effectuée, le procédé retourne à l'étape 100. Au cycle
K
t+7, on considère que la condition de l'étape 112 est vérifiée et le procédé reprend
donc à l'étape 104.
[0083] On suppose alors que, par exemple, jamais depuis le lancement de la temporisation
au cycle K
t+5 la résistance équivalente observée à l'étape 102 à chaque cycle successif n'est remontée
au dessus du seuil R
o, alors on passe à l'étape 109.
[0084] A l'étape 109, le module électronique commande la décharge du sous-ensemble de condensateurs
C
B,2 à C
B,n. De manière similaire à ce qui a été décrit pour l'étape 106, l'étape 109 est effectuée
de façon quasi simultanée à l'étape 101 de sorte que l'impulsion complexe soit ressentie
par l'animal comme une unique impulsion. Lorsque l'étape 109 a été effectuée, le procédé
retourne à l'étape 100. Et pour les cycles suivants, tant que la résistance équivalente
R ne remonte pas au dessus de R
o - par exemple tant que la végétation ne diminue pas avec le retour des saisons froides
-, le procédé continue à boucler par les étapes 100 à 104 puis 109.
[0085] Ainsi, on a vu que dès le premier cycle K marquant la fin d'une temporisation, la
décharge du sous-ensemble de condensateurs C
B,2 à C
B,n est à nouveau autorisée - sauf bien sûr dans le cas exceptionnel où ce cycle K remplit
à son tour les conditions successives nécessaires pour passer par les étapes 104 puis
105 et 107 et présente dès lors à nouveau un risque trop élevé pour la sécurité des
personnes. Hormis selon cette exception, l'électrificateur 1
B est de nouveau en fonctionnement « classique », ce qui permet de ramener dès ce cycle
K la sécurité de garde à son plus haut niveau possible pour cette valeur de la résistance
R < R
o ou R ≥ R
o tout en sachant la sécurité des personnes respectée.
[0086] En effet, si à l'issue de la temporisation la résistance R est restée sous la valeur
seuil R
o, le plus probable est que le passage initial de la résistance R sous le seuil R
o n'a pas résulté du contact par la tête d'un corps humain avec la clôture électrique,
et on peut raisonnablement supposer qu'un être humain se serait déjà retiré. Compte
tenu de cette très forte probabilité, la sécurité de garde peut se voir attribuer
à nouveau la priorité sur les précautions nécessaires quant à la sécurité des personnes.
C'est pourquoi tous les condensateurs C
B,1 à C
B,n se déchargent à nouveau systématiquement. On note qu'un corps humain de trop basse
impédance arrivant dans ce contexte au contact de l'enclos ne sera plus soumis à un
risque excessif. On est en effet à ce stade assuré que l'impulsion émise par l'électrificateur
1
B est consommée pour partie dans des pertes parallèles importantes. L'énergie complémentaire
restant disponible pour traverser le corps, les caractéristiques des condensateurs
C
B,1 à C
B,n et du transformateur ne doivent cependant pas être choisies excessives sur cette
plage d'ultra basses impédances si l'on veut que cette proportion résiduelle de l'impulsion
- toujours susceptible de circuler un jour via une tête - reste raisonnable.
[0087] Ainsi, dans la plage des basses impédances, l'impulsion peut être réduite ou non
selon que l'on se trouve dans le cas où l'impédance « devient » inférieure au seuil
R
0 ou non. En d'autres termes, lorsque l'impédance devient inférieure au seuil R
0 l'impulsion est réduite, mais lorsque l'impédance reste inférieure au seuil R
0 pendant un temps prédéterminé, l'impulsion est de nouveau augmentée.
[0088] Cette caractéristique permet de concilier la sécurité des personnes et l'efficacité
de garde, notamment en présence de végétation.
[0089] Le procédé "de base" a donc pour but de privilégier à moindre coût la sécurité des
personnes lorsqu'un risque d'accident a été détecté et d'optimiser la sécurité de
garde lorsque le risque d'accident est moindre.
[0090] En se référant à la figure 4b, on va maintenant décrire les étapes spécifiques du
procédé de contrôle "préféré" de l'électrificateur 1
B, qui est exécuté par le module électronique de commande.
[0091] Toutes les étapes non spécifiques et portant donc les mêmes numéros que sur la figure
4a sont strictement identiques et ne sont donc pas décrites à nouveau si celà n'est
pas nécessaire pour la bonne compréhension du procédé "préféré".
[0092] On se place donc directement au cycle K
t+6, où la condition de l'étape 103 est vérifiée, puisqu'une temporisation a été lancée
au cycle K
t+5 lors du passage à l'étape 107. Le procédé passe donc à l'étape 110.
[0093] A l'étape 110, le module électronique teste une condition de résistance suffisante
qui est vérifiée lorsque la résistance R déterminée à l'étape 102, ici la résistance
R
t+6, est supérieure au seuil R
o. Cette étape est similaire à l'étape 105. Lorsque la condition est vérifiée, le procédé
passe à l'étape 111, sinon le procédé passe à l'étape 112.
[0094] On considère par exemple que, au cycle K
t+6, la condition de résistance suffisante de l'étape 110 n'est pas vérifiée et le procédé
passe donc à l'étape 112 puis, peu après, soit reprend à l'étape 104 soit passe à
l'étape 113, toutes deux déjà décrites.
[0095] On considère maintenant que par exemple une temporisation a été lancée à l'étape
107 du cycle K
t+10. A l'étape 103 du cycle K
t+11, la condition de temporisation en cours est vérifiée et le procédé passe à l'étape
110. Mais on considère cette fois que, par exemple, à l'étape 110, la condition de
résistance suffisante est vérifiée. Dans ce cas, le procédé passe à l'étape 111.
[0096] A l'étape 111, le module électronique commande l'arrêt de la temporisation et le
procédé passe ensuite à l'étape 112 déjà décrite.
[0097] Ainsi, dans ce mode "préféré" du procédé, dès le premier cycle de la temporisation
où la résistance R repasse au-dessus du seuil R
o, la décharge du sous-ensemble de condensateurs C
B,2 à C
B,n est à nouveau autorisée, c'est-à-dire que l'électrificateur 1
B est de nouveau en fonctionnement « classique », ce qui ramène instantanément la sécurité
de garde à son plus haut niveau possible.
[0098] L'étape 111 est donc, par exemple, effectuée suite au contact d'un corps humain de
très basse impédance avec la clôture électrique suivi d'un retrait rapide, ou suite
à une fluctuation de R au voisinage du seuil R
o du fait de pertes parallèles instables comme souvent en présence de vent. On note
cependant que si la végétation continue par la suite à progresser, le franchissement
vers le bas du seuil R
o deviendra franc et une temporisation complète réussira finalement à s'écouler: la
sécurité de garde pourra alors prendre de façon établie la priorité.
[0099] En d'autres termes, le procédé "préféré" de contrôle a pour but de privilégier la
sécurité des personnes lorsqu'un risque d'accident a été détecté et de maximiser la
sécurité de garde dans tous les autres cas, en particulier dès le premier cycle ou
il est détecté que le risque initialement avéré d'accident est devenu moindre.
[0100] En se référant à la figure 5, on voit que l'énergie E délivrée à chaque impulsion
par l'électrificateur 1
B varie, d'une part, en fonction de la résistance équivalente R, et, d'autre part,
pour les résistances inférieures à R
o, en fonction du temps. L'énergie E des impulsions diffère en effet dans ce cas selon
que l'on se trouve ou non dans la période de temporisation.
[0101] En d'autres termes, pendant la temporisation, l'énergie E est momentanément restreinte
à celle d'un électrificateur nettement moins puissant que ce qui pourrait être délivré
si tous les condensateurs C
B,1 à C
B,n se déchargeaient, et, hors de la temporisation, pour toute valeur de la résistance
R, l'énergie E est nominale.
[0102] Pour une valeur de la résistance R donnée, l'électrificateur 1
B peut donc fournir deux impulsions de sortie très nettement différentes selon que
l'on se trouve ou non dans la période de temporisation. Hormis lors de la temporisation,
l'énergie de l'impulsion est celle résultant de la décharge de tous les condensateurs
présents dans l'électrificateur ce qui confère à l'invention son optimal rapport sécurité
de garde/coût.
[0103] On notera que le seuil R
o peut avoir été programmé par le fabricant de l'électrificateur ou être enregistré
par l'utilisateur à l'aide de moyens de réglage connus de l'homme de l'art (clavier,
écran, par exemple.).
[0104] De même l'électrificateur peut comporter des moyens de réglage (non représentés)
de la temporisation permettant à un utilisateur de choisir une nouvelle durée de celle-ci.
[0105] Le seuil R
o, est typiquement, mais non nécessairement, inférieur à 2000 Ohm et doit être préférablement
égal à, ou de l'ordre de, 500 Ω. On notera que le seuil R
o peut néanmoins être choisi supérieur, ou inférieur, par exemple 400 Ω voire 250 Ω,
de façon que la temporisation ne soit pas lancée inutilement à chaque contact d'un
animal avec la clôture alors que le risque d'accident « anormal » n'est pas avéré.
Un contact d'un animal "classique" sur une clôture médiocre ou sur une clôture parfaite,
ces deux clôtures étant normalement soumises à la végétation, entraîne en effet une
résistance équivalente d'environ 700 Ω à 1000 Ω. Plus le seuil R
o est choisi bas, plus la probabilité que la résistance R passe en-dessous du seuil
R
o à l'occasion d'un contact d'un animal est faible. De cette manière, la sécurité de
garde est augmentée puisque la probabilité est minime qu'un contact d'un animal déclenche
la temporisation, et par conséquent que l'animal ne reçoive une décharge éventuellement
trop faible.
[0106] Inversement, il vaut mieux en général ne pas abaisser le seuil R
o trop bas, par exemple plus bas que 250 Ω, si on ne veut pas compromettre la sécurité
des personnes. En effet, la Norme
CEI TS 60479-1 dans sa 4ème édition de juillet 2005 permet d'observer que la résistance d'un corps humain est toujours comprise entre
typiquement 50 Ω et 250 Ω en cas de trajet de l'impulsion à travers la tête.
[0107] Les valeurs évoquées pour le seuil R
o peuvent être adaptées en fonction du type d'animal principalement gardé, du type
d'enclos envisagé, des choix technologiques retenus pour les caractéristiques des
condensateurs C
B,1 à C
B,n, et du transformateur, par exemple. Les valeurs mentionnées pour le seuil R
o ne sont donc pas limitatives.
[0108] Dans le mode "préféré" du procédé de l'invention, à chaque cycle K, tous les condensateurs
C
1 à C
n sont rechargés. De cette manière le potentiel d'impulsion complète est toujours disponible.
Cette caractéristique permet un retour instantané à la décharge « normale » de forte
énergie dès que la résistance R repasse au-dessus du seuil R
o pendant une temporisation.
[0109] Le condensateur « poisson pilote » C
1 est choisi pour, lors d'une temporisation, maximiser la sécurité de garde tout en
restant raisonnable en termes de risque, c'est-à-dire en prévenant un accident mortel
"anormal". La baisse de l'énergie de l'impulsion pendant cette phase doit être nette,
par exemple d'au moins 20 % et de préférence de 50%, par rapport à l'impulsion « normale
» qui aurait été générée si le nombre de condensateurs n'avait pas été momentanément
réduit. Cette impulsion doit néanmoins rester suffisamment forte pour limiter au mieux
les problèmes de sécurité de garde. Le condensateur « poisson pilote » C
1 est par exemple choisi pour permettre une décharge de l'ordre de 1 voire 2 Joules.
[0110] Grâce à l'invention, un contact d'un corps humain de trop basse impédance sur la
clôture électrique ne présente pas de risque d'être mortel ni de risque excessif d'évanouissement.
Le choc s'il déclenche la temporisation, est en effet limité à la seule puissance
de l'impulsion de décharge du "poisson pilote" C
B,1. On notera que, plus la temporisation est longue plus la sécurité des personnes est
élevée (sans que la sécurité de garde ne soit considérablement diminuée car des animaux
déjà dressés à la clôture électrique la respectent un long moment même si sa puissance
est temporairement réduite).
[0111] La figure 6 illustre un deuxième mode de réalisation de l'invention. Les éléments
de l'électrificateur 1
C identiques au premier mode de réalisation sont désignés par le même chiffre de référence
et ne sont pas décrits à nouveau. Ici, le condensateur C
B,1 est remplacé par la réunion de deux condensateurs C'
C,1 et C"
C,1 destinés à être déclenchés simultanément par le même thyristor T
C,1, ou, en variante (non représentée) par deux thyristors indépendants.
[0112] Dans le deuxième mode de réalisation, les condensateurs du sous-ensemble de condensateurs
C
C,2 à C
C,n sont commandés par plusieurs thyristors T
C,2 à T
C,n. L'utilisation de plusieurs thyristors T
C,2 à T
C,n permet de faire varier le nombre de condensateurs C
C,2 à C
C,n à l'occasion d'un ou plusieurs cycles de la temporisation. On notera que dans ce
cas au moins un condensateur du sous-ensemble de condensateurs C
C,2 à C
C,n n'est pas déchargé pendant chaque cycle de la temporisation (mais ce n'est pas nécessairement
toujours le même qui n'est pas déchargé).
[0113] L'électrificateur 1
C comporte un ou plusieurs condensateur(s) supplémentaire(s) C
C,x à C
C,z dont la décharge dans le primaire (4) dudit transformateur est commandée, par le
biais d'un (ou de plusieurs), thyristor(s) T
Cx (à éventuellement T
Cz) sous certaines conditions de résistance équivalente R et uniquement hors de la période
de temporisation. En variante, la décharge des condensateurs C
C,x à C
C,z peut être commandée systématiquement y compris pendant la temporisation, ou encore
seulement pour certains cycles donnés (1 cycle sur N, suite de cycles aléatoires,
suite préenregistrée de cycles, par exemple.) de la temporisation et/ou de la post
temporisation.
[0114] D'autres variantes sont possibles. Par exemple à l'aide d'IGBT peut être commandée
l'interruption de la décharge, ou d'une partie de la décharge, du condensateur C
1 et/ou d'une partie du sous-ensemble de condensateurs C
2 à C
n et/ou des condensateurs C
x à C
z.
[0115] En outre, le taux de charge du condensateur C
1 et/ou d'une partie du sous-ensemble de condensateurs C
2 à C
n et/ou des condensateurs C
x à C
z peut également être contrôlé, en supplément du contrôle de la décharge, pour certaines
ou pour toutes les valeurs possibles de la résistance R, et/ou pendant, ou à l'exclusion
de, la temporisation, ou encore pour toute autre raison possible telle que par exemple
une fonction aléatoire à chaque cycle, ou encore l'état de l'alimentation de l'électrificateur,
par exemple.
[0116] Bien que l'invention ait été décrite en relation avec plusieurs modes de réalisation
particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend
tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si
celles-ci entrent dans le cadre de l'invention, tel que défini par les revendications.