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PERFECTIONNEMENTS AUX TRANSMISSIONS A DISTANCE'PAR ONDES PORTEUSES.
La présente invention se réfère à la transmission à distance par le moyen d'ondes porteuses utilisant les conducteurs de transport ou de distri- bution d'énergie électrique.
On dait que ce mode de transmission est couramment utilisé sur les lignes à haute tension pour la liaison des centrales, sous-stations, etcooo Elle s'effectue en général à des fréquences relativement élevées (quelques centaines de kilocycles). En raisonne la haute tension des conducteurs qu'elle utilise, elle nécessite un appareillage assez complexe pour assurer le couplage des li- gnes avec les émetteurs et récepteurs, ainsi que'pour éviter les phénomènes ac- cessoires indésirables.
On a également utilisé des ondes porteuses de fréquen- ce beaucoup plus basse pour assurer des transmissions sur les réseaux,, de distri- bution proprement dits (par exemple pour déclancher des sirènes d'alarme), mais là encore l'appareillage utilisé était relativement complexe en raison de la dif- ficulté de séparer la fréquence porteuse de la fréquence du réseau proprement dit et d'éviter que les appareils d'utilisation du courant ne forment court-cir- cuit pour cette fréquence porteuse.
L'invention vise à permettre de réaliser une transmission par ondes porteuses à petite distance, plus spécialement à l'intérieur d'un même immeuble ou groupe d'immeubles, mais éventuellement à l'intérieur d'un petit réseau, par le moyen d'un appareillage d'une extrême simplicité, ne nécessitant rigoureuse- ment aucun travail d'installation et tirant parti des appareils d'utilisation existants aussi bien que des lignes qui les alimentento
Suivant l'invention, on associe à un au moins desdits appareils d'utilisation, et plus particulièrement à une lampe d'éclairage, un-petit émet- teur d'ondes hertziennes alimenté en série avec l'appareil considéré et couplé aux fils d'amenée de l'énergie électrique à cet appareil,.
Cet émetteur est avantageusement réalisé sous forme d'un ensemble pourvu de raccords permettant d'une part de l'adapter au dispositif de branchement destiné à alimenter l'ap- pareil considéré, d'autre part d'adapter l'appareil lui-même, ou ses conducteurs
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d'alimentation, à cet ensembleo Plus particulièrement dans le cas d'une lampe . d'éclairage, l'ensemble en question est préférablement réalisé sous forme du dispositif intermédiaire qu'on est convenu d'appeler "douille voleuse".
On comprend que dans de telles conditions il soit possible de dis- poser immédiatement et sans aucun travail d'installation proprement dit, autant d'émetteurs qu'on le désire dans un bâtiment ou une série de bâtiments. Il est aisé de bloquer la propagation de leurs ondes le long des lignes par des filtres simples installés, par exemple, sur la ligne d'arrivée de l'énergie électrique au bâtiment considéréo En decà de tels filtres ces ondes peuvent être reçues sans aucune difficulté par des récepteurs identiques ou semblables à ceux établis com- mercialement pour la radiodiffusiono
Suivant une autre caractéristique, de l'invention, on incorpore à un émetteur. du genre sus-décrit un détecteur d'incendie qu'on lui combine de tel- le manière que ce détecteur détermine le fonctionnement dudit émetteur.
On réa- lise ainsi un dispositif de protection unitaire de mise en place immédiate, n'exigeant.aucune filerie particulière, pouvant en pratique se placer à peu près n'importe où (il est rare qu'il n'existe pas une lampe d'éclairage au voi- sinage du risque à surveiller) et susceptible d'être multiplié à un nombre d'exemplaires aussi élevé qu'il peut être nécessaire. Le détecteur peut être de tout type approprié, par exemple être constitué par une bilame simple ou compensée (thermovélocimétrique), un thermomètre à contact, un interrupteur bloqué par un alliage fusible ou par un cordonnet inflammable, etc,,..
L'invention a encore pour objet une disposition permettant d'as- surer le fonctionnement d'un émetteur du genre en question, pour quelque appli- cation qu'il soit prévu (incendie- ou autre) aussi bien quand l'appareil élec- trique auquel il est associé fonctionne que lorsqu'il est arrêté. Suivant l'in- vention, on shunte l'interrupteur de commande de cet appareil par une forte im- pédance permettant le passage d'un courant de très faible intensité, insuffisant pour faire fonctionner l'appareil, mais suffisant cependant pour alimenter l'é- metteur, tandis que des moyens sont prévus pour que la variation considérable d'intensité résultant de la fermeture de l'interrupteur soit sans effet sur l'é- metteur.
Comme impédance, on utilise préférablement un condensateur qu'on combine avantageusement avec l'interrupteur lui-même, par exemple avec le cou- vercle de celui-ci, ce qui évite encore tout travail d'installation et de pose.
On peut ainsi obtenir aisément le,passage d'un courant de l'ordre de 50 à 100 milliampères, suffisant pour assurer l'alimentation d'un tube à vide à faible consommation, mais insuffisant pour faire rougir le filament d'une ampoule d'é-, clairage'de puissance moyenne. Pour rendre le fonctionnement de l'émetteur à peu près insensible aux très fortes variations de courant résultant de la fer- meture de l'interrupteur, on assure l'alimentation de cet émetteur par l'inter- médiaire d'un transformateur travaillant à la saturation, ainsi que la chose .est bien connue en soi dans d'autres domaines.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le couplage en- tre l'émetteur et la ligne est assuré par l'intermédiaire d'un transformateur d'impédance abaisseur de tension, de telle manière que les ondes qui se propa- gent le long des fils soient à très faible tension, mais à intensité notable.
Cette disposition permet de transférer à la ligne une partie importante de l'é- nergie à l'émetteur ; elle réduit les pertes par capacité sur cette ligne et ac- croit ainsi la portée de la transmission ; réduit considérablement le rayon- nement de la ligne, de telle sorte que si l'émetteur lui-même est convenable- ment blindé, son fonctionnement (d'ailleurs exceptionnel dans le cas de la détec- tion des incendies) ne peut troubler les récepteurs usuels de radiodiffusion.
Bien entendu,le poste récepteur de %-transmission doit être équipé d'un trans- formateur élévateur agissant en sens inverse afin d'obtenir sur la grille d'en- trée de ce récepteur une tension aussi élevée que possible.
L'invention vise encore un procédé pour permettre, dans le cas d'une multiplicité d'émetteurs associés au même poste de réception, de détermi- ner à distance lequel de ces émetteurs a fonctionné, par exemple lequel a détec- té un incendie. Ce procédé consiste essentiellement à donner aux divers émet-
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teurs ou groupes d'émetteurs des fréquences de fonctionnement différentes et à prévoir au poste de réception soit autant dé récepteurs individuels-syntonisés qu'il y a de fréquences susceptibles d'être reçues, soit un récepteur assez peu syntonisé pour pouvoir recevoir toutes ces fréquences, mais associé à un récepteur réglable grâce auquel, une fois l'alerte donnée, il est possible de déterminer quelle est la fréquence qui l'a provoquée,
soit enfin un récepteur combiné avec un commutateur faisant varier périodiquement la fréquence sur la- quelle il est accordé de manière à la faire passer en un temps suffisamment court par toutes les fréquences susceptibles d'être reçues.
Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux com- prendre'l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer ;
Figo 1 est une vue schématique montrant l'ensemble d'une instal- lation comprenant un appareil détecteur d'incendie et émetteur hertzien asso- cié à une lampe d'éclairage, et un appareil de réceptiono
Figo 2 est un schéma montrant une forme d'exécution d'un appareil détecteur et émetteur hertzien du genre indiqué en fig. 1.
Fig. 3 est un schéma d'une forme d'exécution d'un récepteur.
Fig. 4 est un schéma partiel montrant une variante de cette forme d'exécutiono
Figo 5 indique une autre variante.
En figo 1, on a représenté en vue extérieure les éléments essentiels d'une. installation de détection d'incendie ou analogue comportant application de l'invention, A la douille 1 d'une lampe d'éclairage située en un point favo- rable pour la détection dans le local intéressé, on a fixé par simple emmanche- ment à baïonnette dans ladite douille un appareil 2 qui porte lui-même une douil- le 3 disposée en ligne avec la douille 1, à la façon connue dans les -prises di- tes "douilles voleuses". L'ampoule d'éclairage 4 est reportée sur la douille 3, de telle manière que l'appareil d'éclairage complet se trouve à peine modifié par un léger abaissement de son ampoule.
L'appareil 2 renferme un petit émetteur hertzien alimenté en série avec l'ampoule.4 par l'intermédiaire d'un transformateur saturé et combiné avec un détecteur de commande à bilame compensée ou non compenséeo Cet émetteur est convenablement couplé aux deux fils de ligne.
On a d'autre part remplacé le couvercle de l'interrupteur 5 comman- dant l'ampoule 4 par un couvercle adaptable 6 combiné avec un condensateur 7 que des lames de contact appropriées branchent automatiquement entre les deux bornes de l'interrupteur 5 quand on met le couvercle 6 en place.
Au poste général de surveillance affecté au bâtiment dans leqqell se trouve le local intéressé, on a branché un récepteur hertzien 8 entre les deux fils 9 du réseau.
Si un incendie se déclare dans le local considéré, l'émetteur ren- fermé par l'appareil 2 entre en fonctionnement, que l'interrupteur 6 soit fermé ou ouvert, et envoie des ondes à haute fréquence sur les fils de ligne 9. Ces ondes sont captées par le récepteur 8 qui actionne automatiquement une installa- tion d'alarme appropriés, non indiquée.
L'installation ..ainsi réalisée n'exige aucune filerie particulière, ni aucune modification de la filerie de distribution existanteo Elle utilise les appareils d'éclairage ou autres sans nécessiter aucune opération d'adapta- tiono On peut multiplier à volonté les points de détection en utilisant les lam- pes de l'installation d'éclairage, voire même au besoin en en installant de nou- velles,si la chose est exceptionnellement nécessaire. En raisonde la haute fré- quence utilisée, on peut aisément bloquer la propagation des signaux par le moyen d'un filtre simple (deux bobines de choc sur les fils 9 et un ou deux condensa- teurs branchés entre ces fils).
Figo 2 indique une réalisation possible d'un appareil émetteur tel que celui représenté en 2 en figo 1. Cet appareil est traversé par les deux fils de ligne 9 aboutissant à l'ampoule d'éclairage 4, l'un de ces fils comportant,
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en amont de l'appareil,l'interrupteur 5 shunté par le condensateur 7. La capa- cité de ce condensateur peut être, par exemple, de l'ordre de deux microfarads sur un réseau de 110 volts, de manière à laisser passer un courant d'environ 60 milliampères suffisant pour faire fonctionner l'émetteur, mais insuffisant pour faire rougir l'ampoule 4 qui, dans une installation usuelle, sera de l'or- dre de. 60 watts au minimum.
Sur l'un des fils 9 est inséré en série le primaire 10 d'un trans- formateur d'alimentation dont le noyau 11 est saturé au passage de l'intensité correspondant à l'ouverture de l'interrupteur 5 (soit 60 milliampères, dans l'exem- ple précité). Ce noyau peut être fait avec avantage en un alliage à très haute perméabilité de telle manière que cette saturation n'exige pas un grand nombre d'ampères-tours, n'entraîne donc pas une perte exagérée par effét ohmique et ne risque pas de provoquer des résonnances intempestives avec le condensateur 7 sur la fréquence du réseau ou sur ses premiers harmoniqueso Le primaire 10 est nor- malement court-circuité par l'intermédiaire d'une bilame 12 que, pour simplifier, on a supposée non compensée (détecteur à excès de température seul).
Le secon- daire 13 du transformateur précité est relié par deux cellules redresseuses 14 à deux condensateurs 15 de grande capacié, ces cellules et condensateurs étant branchés suivant la disposition bien connue dite doubleuse de tension. On sait que cette disposition permet de charger alternativement, et toujours dans le mê- me sens, les deux condensateurs 15 de maniera à réaliser une tension continue qui, abstraction faite des chutes de tension, est double de. celle qu'on obtien- drait par le redressement usuel du courant du secondaire 13. On peut, par exem- ple, s'arranger pour que les condensateurs puissent débiter 1 milliampère sous 70 volts.
Le primaire 10 agit d'autre, part en auto-transformateur pour ali- menter le filament 16 d'un tube triode 17 à faible consommation (par exemple 50 milliampères sous 1,25 volt). Ce filament est relié au pôle négatif des conden- sateurs 15 par l'intermédiaire d'une résistance de polarisation 18 shuntée par un condensateur de découplage 19.
La plaque 20 du tube 17 est reliée au pôle positif.des condensateurs 15 par l'intermédiaire d'un circuit oscillant comprenant un condensateur 21 et un enroulement 22 établi sur un noyau magnétique 23 pour haute fréquence (noyau en poudre de fer agglomérée, par exemple). Sur ce même noyau, se trouve,un enroulement 24 branché entre le pôle négatif des condensateurs 15 et la grille 25 du tube 17, de manière à assurer la réaction nécessaire à 1-'entretien des os- -êillations dans le circuit 21-22.
Sur le noyau 23 est encore monté un enroulement double 26-26' dont les deux parties sont branchées en série par un condensateur de liaison 27. Cet enroulement double, à très petit nombre de spires, est branché entre les fils de ligne 9, le condensateur 27 bloquant le passage du courant du réseau.
Le fonctionnement d'un tel émetteur se conçoit sans peine. Norma- lement, le primaire 10 du transformateur d'alimentation est court-circuit',-de telle sorte que le tube 17 reste au repos, En cas d'élévation anormale de la température ambiante, la bilame 12 coupe le court-circuit et le tube 17 entre en fonctionnement. Les oscillations du circuit 21-22 sont transmises aux fils 9 par l'enroulement 26-26', sous la forme d'ondes de tension relativement faible et d'intensité relativement importante, qui se propagent de façon satisfaisante le long des lignes, sans subir un amortissement par trop élevé par l'effet de la capacité répartie des fils entre eux.
Grâce à la saturation du noyau 11 du transformateur d'alimentation les tensions de chauffage et d'anode du tube 17 varient peu quand on ferme l'in- terrupteur.5 et que l'intensité dans les fils 9 passe ainsi, par exemple, de 60 milliampères à 1 ampère au pluso
Le tube 17 et ses accessoires d'alimentation sont préférablement enfermés dans un carter de blindage, la bilame 12 pouvant être à l'intérieur ou à l'extérieur de ce carter, suivant les cas, mais étant toujours intimement associée à l'ensemble électrique de manière à constituer avec lui l'appareil unitaire- 2 de figa 1. Par exemple, si la bilame est disposée extérieurement au coffret de blindage, elle peut être enfermée dans un carter protecteur perforé
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rapporté sur le côté de ce coffret.
Il est important de noter que la consommation à vide de l'ensemble de l'apparei12et du condensateur 7 quand le lampe est éteinte est extrêmement réduite. En effet, le primaire 10 étant court-circuité, le courant qui circule ne rencontre comme résistance que celle de la ligne et celle du filament de l'ampoule 4 à froid, ce qui peut représenter en gros une. vingtaine d'ohms en moyen- ne. Il est facile de calculer que dans ces conditions, les pertes ohmiques sont de l'ordre du milliwatto Ce courant est donc pratiquement du courant magnéti- sant dont la présence ne peut qu'être avantageuse dans la plupart des cas, puis- qu'il contribue à relever le cos.Ó de l'installation.
Figo 3 indique schématiquement une réalisation possible d'un pos- te de réception des signaux transmis par des appareils tels que celui décrit en référence à la fig.2 Ce'poste comporte tout d'abord un transformateur d'entrée qui est la réplique de celui qui, dans l'appareil de fig. 2, assure le couplage de l'oscillateur avec la ligne, mais est disposé en sens inverse de manière à fonctionner en multiplicateur de tension. Ce transformateur comporte ainsi un enroulement primaire double 28-28' dont les deux parties sont reliées en série entre les fils de ligne 9 par un condensateur 29 bloquant.le courant alternatif du réseau. Le secondaire 30 à grand nombre de spires est accordé sur la fréquen- ce à recevoir par un condensateur d'accord 31. Le noyau 32 est prévu pour la haute fréquence (noyau en poudre de fer agglomérée).
Le circuit oscillant 30-31 alimente un amplificateur approprié 33 dont on n'a pas détaillé la constitutiono Cet amplificateur peut être de tout ' type approprié; à résonnance, à super-réaction, à changement de fréquence, etc...
De toute manière, il comporte un dernier circuit oscillant 34-35 qui est le siè- ge des oscillations amplifiées. L'un des pôles de ce circuit est relié direc- tement à la cathode 36 d'un tube amplificateur 37, tandis que l'autre pôle est relié à la grille de commande 38 de ce tube par l'intermédiaire d'un redresseur 39 (par exemple une pastille redresseuse). Un condensateur 40 régularise le courant redressé appliqué à la grille 38, tandis qu'une forte résistance 41 fixe le potentiel de cette gille au repos. La cathode 36 est reliée à l'un des fils 9. de la ligne par un fil 42, tandis que la plaque 43 est reliée à l'autre fil 9 par un autre fil 44 sur lequel est inséré l'enroulement 45 d'un petit relais dont la palette mobile 46 commande une sonnerie d'alarme 47alimentée par les fils 42 et 4.
Le relais 45-46 comporte encore un.enroulement auxiliaire 48 alimenté par les fils 42 et 44 à travers un petite redresseur 49 disposé de ma- nière à fonctionner sur la même alternance que le redresseur constitué par la plaque 43'et la cathode 36. L'enroulement auxiliaire 48 est agencé de manière à compenser exactement l'effet de l'enroulement principal 45 quand la grille de commande 38 est au repos.
Le fonctionnement est le suivant :
Au repos le tube 37 fonctionne en redresseur à forte résistance in- terne les deux enroulements 48 et 45 se compensent exactement et la sonnerie 47 ne fonctionne pas. Quand l'appareil détecteur-émetteur 2 fonctionne, les on- des circulant sur les fils de ligne 9 déterminent des courants à haute fréquence et sous faible tension dans le primaire 28-28'. Ces courants sont transmis sols. une tension plus élevée au circuit 30-31 dont les oscillations sont amplifiées par l'amplificateur 33 et transmises au circuit 34-35 (éventuellement avec chan- gement de fréquence). Les oscillations amplifiées et détectées en 39 détermi- nent une tension positive de la grille de commande 38, c'est-à-dire une augmen- tation notable du courant redressé débité par le tube 37 et passant dans l'en- roulement 45.
L'action de cet enroulement devient ainsi prépondérante et le relais fonctionne, mettant en marche la sonnerie d'alarme.
Le poste comporte encore préférablement,m petit relais à manque de tension 50, directement branché entre les fils de ligne 9, et dont la palette mobile 51 commande une sonnerie 52 alimentée par une pile 53, de telle manière. que le surveillant soit averti quand une panne de secteur vient à mettre l'ins- tallation hors service.
Il peut enfin être prévu sur l'arrivée de la ligne dans l'immeuble protégé des petites bobines de self 54 combinées avec des condensateurs 55 pour
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former filtre-bouchon arrêtant la propagation des ondes le long des fils 9.
Ce filtre ne comporte, bien entendu, pas de condensateur en aval des bobines 54 afin de ne pas former court-circuit shuntant le primaire 28-28'.
Dans une installation comprenant un grand nombre d'appareils 2 ré- partis, par exemple, dans les divers locaux d'un vaste immeuble, il y a intérêt à savoir immédiatement où se trouve l'appareil qui a fonctionné. Dans ce but, on peut répartir les appareils en un nombre approprié de groupes et affecter à chaque groupe une fréquence déterminée. Pour recevoir toutes ces fréquences au poste de réception et cependant pouvoir les discriminer, plusieurs moyens peuvent être mis en oeuvre.
Un premier consiste à prévoir un récepteur d'attente peu syntonisé @ qui répond à toutes les fréquences susceptibles d'être émises par les appareils et donne l'alarme. Une fois le surveillant ainsi averti, ce récepteur est rem- placé par un autre comportant un circuit d'accord réglable (ou bien le circuit faiblement syntonisé du premier récepteur est modifié de manière à devenir sus- ceptible d'accord) et en manoeuvrant l'organe d'accord, par exemple un condensa- teur variable usuel, il est possible de déterminer la fréquence reçue de façon suffisamment exacte pour savoir quel est l'appareil ou le groupe d'appareils qui a -Fonctionne. Par exemple le cadran du condensateur variable peut directe- ment porter les indications nécessaires.
Un second moyen consiste à utiliser autant de récepteurs accordés que de fréquences à recevoir. Pour simplifier ces récepteurs, on peut les faire précéder d'un amplificateur commun sensiblement apériodique. Figo 4 indique schématiquement une telle dispositiono L'amplificateur 33 sera par exemple un @ amplificateur à résistances dont les circuits sont pratiquement apériodiques..
La sortie de cet amplificateur alimente une série de bobinages de liaison 56 . qui transmettent les oscillations amplifiées à des récepteurs accordés 57a, 57b,
57c. Si ces récepteurs sont convenablement syntonisés, celui d'entre eux qui correspond à la fréquence de l'appareil émetteur répond seul et donne l'alarme de façon sélective. En-raison de l'amplification préalable, chaque récepteur final peut ne comporter qu'un seul tube.
Fig. 5 indique un troisième moyen consistant à remplacer le con- densateur variable d'accord 31 de fig. 3 par une série de petits condensateurs
31a, 31b, 31c, etc... (fig. 4) convenablement étalonnés de manière à assurer respectivement l'accord du circuit sur les différentes fréquences à recevoir.
Ces condensateurs sont branchés en succession par l'intermédiaire d'un commuta- teur tournant 58 entraîné à vitesse lente par un moteur électrique 59 alimenté par l'intermédiaire du plot de repos du relais 45-46 sus-décrit. Quand un ap- pareil 2 fonctionne, il déclanche le relais 45-46 dès que le commutateur 58 pas- se sur le plot correspondant au condensateur 31a, 31b etc... correspondant lui- même à la fréquence de l'émetteur de l'appareil en question. Le moteur 59 s'ar- rête aussitôt (il peut d'ailleurs être prévu un frein pour assurer son arrêt brus- que) et l'alarme persiste. La position du commutateur 58 indique alors au sur- veillant le groupe d'appareils intéressé et lui permet donc de trouver aisément le local dans lequel s'est produit le commencement d'incendie.
Il doit au reste être entendu q e la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. C'est ainsi que l'émetteur peut se réa- liser de bien dès façons autres que celle décrite en référence à la fige 2.
On peut, par exemple, utiliser un émetteur à cristal. Au lieu de réaliser cet émetteur sous forme d'une douille voleuse, on peut en faire un ensemble se mon- tant par le moyen de fiches sur une prise de courant usuelle, et comportant des fiches femelles pour permettre de brancher l'appareil d'utilisation. Un tel émetteur pourrait encore être prévu pour pouvoir se monter éventuellement par le moyen d'une filerie propre bien que l'un des avantages de l'invention consis- te précisément à éditer l'installation d'une telle filerie.
La réception elle aussi peut se faire suivant une infinité de variantes d'exécution; le tube' am- plificateur final 37 peut fonctionner en courant continu ; peut être suffisam- ment polarisé pour qu'il soit inutile de compenser l'enroulement principal du relais détecteur 45-46; on peut même amplifier suffisamment les oscillations et
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les faire agir,directement sur un relais convenablement établi pour pouvoir fonctionner en fréquence élevée.
Bien qu'on ait décrit ci-dessus l'application de l'invention à la détection des incendies et à leur signalisation à l'intérieur d'un même immeu- ble ou groupe d'immeubles, on conçoit parfaitement que ces indications ne soient nullement limitatives. La transmission peut se faire à une distance notable moyennant emploi de récepteurs suffisamment sensibles et il est notamment pos- sible de l'étendre à une fraction, voire même à l'ensemble, d'un petit réseau urbain, par exemple pour alerter les pompiers ou des postes de premier secours.
Bien que tout particulièrement prévue pour la lutte contre le feu, l'invention peut encore s'utiliser dans tout autre domaine posant des problèmes analogues.