FR2710404A1 - Procédé de commande de détonateurs du type à module d'allumage électronique à retard intégré, ensemble codé de commande de tir et module d'allumage codé pour sa mise en Óoeuvre. - Google Patents

Abstract

Dans le procédé de commande, l'unité de commande 17 interroge simultanément les modules d'allumage 15 qui lui renvoient les informations demandées selon une séquence temporelle qui correspond à la séquence temporelle de tir. L'ensemble codé de commande de tir et les modules d'allumage codés permettent la mise en œuvre du procédé.

Description

La présente invention est relative à un procédé de commande de détonateurs du type à module d'allumage à retard électronique intégré, ainsi qu'à un ensemble codé de commande de tir et à des modules d'allumage codés pour sa mise en oeuvre.

Dans la plupart des travaux à l'explosif, on provoque la détonation des charges selon une séquence temporelle bien précise, ceci afin d'améliorer le rendement du travail de l'explosif et d'en contrôler mieux les effets.

De façon classique, les divers temps de retard entre les explosions des charges sont obtenus par un procédé pyrotechnique au niveau des détonateurs eux-mêmes. Les détonateurs sont initiés simultanément par un exploseur qui délivre une certaine énergie électrique dans une ligne de tir qui relie en série ou en parallèle lesdits détonateurs.

Cependant, le retard pyrotechnique généré par la combustion d'une composition pyrotechnique retardatrice est d'une précision relative parfois insuffisante pour certaines applications.

Pour pallier cet inconvénient, il a été récemment proposé d'utiliser des dispositifs d'allumage de détonateur à retard intégré du type électronique, qui permettent de tirer partie de la précision qu'il est possible d'obtenir en électronique pour enrichir et affiner les gammes de temps de retard obtenus précédemment de façon pyrotechnique. Il a notamment été proposé dans le brevet US 4.674.047, ainsi que dans un article reprenant une conférence donnée par les inventeurs sur le même sujet, "The Development Concept of the Integrated Electronic
Detonator - Worsey-Tyler - Society of Explosives Engineers
Proceedings of the Conference of Explosives and Blasting
Technique 9th - 1983 January 31 - February 4" des détonateurs équipés de moyens électroniques leur permettant de dialoguer avec une unité de commande extérieure. Chaque détonateur est muni d'une capacité dont le déchargement active la charge explosive. Les temps de retard de chaque détonateur peuvent être programmés sur site, un code d'identification ayant été préalablement attribué à chaque détonateur, par exemple en sortie d'usine. Lors d'une séquence de tir, les détonateurs reçoivent de l'unité de commande de tir des ordres successivement de chargement de la capacité précitée, puis de tir. Il renvoie à l'unité de commande de tir des informations permettant à ladite unité de contrôler le bon déroulement de la séquence de tir. Les détonateurs sont munis à cet effet d'une intelligence locale par micro-processeur. Les temps de retard dont ils sont programmés sont stockées sur des mémoires non volatiles.

Le but de la présente invention est de proposer un procédé de commande des modules d'allumages électroniques à retard intégré, ainsi qu'un ensemble code de commande de tir et un module d'allumage codé pour sa mise en oeuvre, conférant aux détonateurs les avantages précités des détonateurs à retard électronique intégré, mais également une grande simplicité de fabrication et de fonctionnement. Compte-tenu de l'environnement dans lequel ces modules d'allumage sont destinés à être utilisés, la simplicité de structure des modules d'allumage proposée par l'invention permet d'assurer à ceux-ci une grande fiabilité d'utilisation. Notamment, les moyens de communication entre les modules d'allumage de l'invention et leur unité de commande en ligne de tir sont extrêmement simplifiés. Egalement, les modules d'allumage et les détonateurs seront en fabrication tous identiques et codés; ils pourront n'être individualisés que sur site lors de leur programmation du temps de retard.

Les modules d'allumage peuvent être utilisés en nombre important, en série ou en parallèle (200 et plus), sans qu'il n'en résulte des problèmes qui pourraient être dûs (en série) à une tension trop importante ou (en parallèle) à un courant de ligne trop important, au niveau de la ligne de tir, au moment de chargement des modules d'allumage.

Un autre avantage encore de l'invention tient en ce que les détonateurs des ensembles de tir sont d'une grande sécurité d'exploitation. Les modules d'allumage sont dépourvus de sources d'énergie internes et ne présentent pas de risques de mises à feu intempestives en dehors des séquences de tir.

Des procédures limitant l'accès à la programmation des modules et à la commande des séquences de tir sont notamment prévues, avec notamment un appairage codé entre d'une part, l'unité de programmation et l'unité de commande de tir, et d'autre part, l'ensemble de commande de tir et les modules d'allumage.

La présente invention a donc pour objet un procédé de commande de détonateurs du type à module d'allumage électronique à retard intégré, chaque module d'allumage codé comportant une capacité réservoir destinée, après chargement, à se décharger dans une tête d'amorce de son détonateur pour y générer une impulsion électrique de mise à feu, ainsi qu'une unité logique munie d'une mémoire pour le stockage dans ledit module d'allumage d'un temps de retard d'explosion dudit détonateur, lors d'une séquence de tir, lesdits modules d'allumage étant aptes à dialoguer avec une unité de commande de tir destinée à leur transmettre notamment un ordre de chargement de la capacité réservoir, ainsi qu'un ordre de tir et à recevoir desdits modules une ou des informations relatives à leur état, dans lequel, avant une séquence de tir, on mémorise avec une unité de programmation dans les modules d'allumage leur temps de retard, caractérisé en ce que lesdits temps de retard sont différents pour chaque module d'allumage et sont également mémorisés dans l'unité de commande de tir, lors du couplage entre l'unité de programmation et l'unité de commande de tir, et en ce que lorsque l'unité de commande de tir interroge simultanément plusieurs modules, ceux-ci renvoient la ou les informations demandées à ladite unité de commande de tir au bout d'un temps de retour d'informations fonction du temps de retard dont le module a été préalablement programmé, ladite unité de commande extérieure ouvrant pour chacun des modules des fenêtres temporelles de réception, correspondant aux temps de retour précités des modules d'allumage.

Avantageusement, les modules d'allumage renvoient à l'unité de commande de tir les informations qui leur sont demandées, selon une séquence temporelle qui correspond à la séquence temporelle de tir.

De préférence, l'unité de commande de tir interroge simultanément par un ordre de test les modules d'allumage en ligne, avant l'étape de chargement et l'étape de tir et les modules d'allumage renvoient à l'unité de commande de tir une information globale relative à leur état.

L'invention a encore pour objet un ensemble codé de commande de tir pour la mise en oeuvre du procédé précité, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de commande de tir, une unité de programmation et des modules d'allumage à retard électronique intégré pour détonateur, reliés électriquement en ligne à ladite unité de commande de tir, la liaison entre l'unité de commande de tir et les modules d'allumage servant à l'alimentation desdits modules d'allumage, ainsi qu'au dialogue entre ladite unité de commande de tir et lesdits modules d'allumage.

Celui-ci est avantageusement complété par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles:
- les modules d'allumage comportent des moyens leur permettant d'envoyer sur l'unité de commande de tir des informations sous forme d'une surconsommation du courant de ligne, l'unité de commande de tir étant munie de moyens pour la détection d'une surconsommation du courant de ligne par rapport à la consommation moyenne des modules d'allumage;
- l'unité de programmation est apte à dialoguer séparément avec chaque module d'allumage, pour la mémorisation des temps de retard d'explosion dans lesdits modules d'allumage et l'unité de commande de tir est apte à transmettre les phases de tirs lors d'une séquence de tir;
- l'unité de programmation est munie de moyens pour la mémorisation de l'ensemble des temps de retard qui lui sont programmés et qu'elle transfère séparément à chacun des modules d'allumage, et l'unité de commande extérieure et l'unité de programmation sont aptes à dialoguer pour permettre le transfert, avant une séquence de tir, de l'ensemble des temps de retard programmés;
- les unités de commande de tir et de programmation sont munies de moyens de codage destinés à limiter leur accès à des personnes autorisées;
- l'unité de commande de tir et l'unité de programmation sont munies de moyens pour, avant le transfert des temps de programmation de l'unité de programmation sur l'unité de commande de tir, leur reconnaissance mutuelle interne.

Un autre objet de l'invention est encore un module d'allumage pour la mise en oeuvre du procédé précité, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit d'alimentation, une interface de communication, un circuit de gestion de la charge pyrotechnique comportant notamment une capacité réservoir destinée, après chargement, à se décharger dans une tête d'amorce de détonateur, ainsi qu'une unité logique de gestion de l'ensemble.

Avantageusement, le circuit de gestion de la charge pyrotechnique comprend, montée en série avec la capacité réservoir, une source d'alimentation, par exemple en tension de ligne, un transistor pour la commande de la charge de ladite capacité réservoir et une résistance reliée par celle de ses bornes qui n'est pas directement reliée à la capacité réservoir à un transistor de commutation de décharge de ladite capacité réservoir à la terre.

De préférence, l'impédance entre l'alimentation du circuit de gestion de la charge pyrotechnique et la tête d'amorce est suffisamment importante pour que le courant généré par la tension de ligne dans la tête d'amorce soit, quel que soit l'état des transistors de commande, inférieur à la valeur du courant limite de fonctionnement de ladite tête d'amorce.

De façon avantageuse alors, la résistance de décharge du condensateur réservoir est d'une valeur suffisamment importante pour que le courant généré par ladite alimentation dans la tête d'amorce soit quel que soit l'état des transistors de commande inférieure à la valeur du courant limite de fonctionnement de la tête d'amorce.

La description qui suit est purement illustrative et non limitative. Elle doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels:
La Figure 1 est une représentation schématique d'un détonateur équipé d'un module d'allumage à retard électronique intégré conforme à un mode de réalisation de l'invention.

La Figure 2 est une représentation schématique d'un ensemble de tir comportant des détonateurs montés en parallèle du type de ceux représentés sur la Figure 1.

La Figure 3 est une représentation du circuit de gestion de la charge pyrotechnique, d'un module d'allumage conforme à l'invention.

La Figure 4 est une représentation de l'interface de communication du même module d'allumage.

La Figure 5 est une représentation du circuit d'alimentation du même module d'allumage.

La Figure 6 est une illustration schématique de l'émission d'impulsions temporelles renvoyées par plusieurs modules d'allumage sur l'unité de commande d'un ensemble de tir conforme à l'invention.

La Figure 7 est une illustration schématique de la réception des impulsions de la Figure 6 par ladite unité de commande.

Le détonateur à retard électronique intégré représenté sur la Figure 1 comporte un étui 1 qui lui sert de boîtier et dont le corps 2 a une forme cylindrique allongée terminée à une de ses extrémités par un fond 3. A son autre extrémité, cet étui 1 est obturé par un bouchon également allongé 4, les parois dudit étui 1 étant solidaires dudit bouchon 4 par l'intermédiaire d'un sertissage 5. L'étui 1 est en alliage d'aluminium, le bouchon 4 étant en PVC standard.

L'extrémité 3 de l'étui est associée à un opercule en aluminium 6 comportant un fond 7 disposé selon une section droite de l'étui 1 et bordé par une jupe 8 cylindrique s'étendant dudit fond 7 vers le fond 3, les parois externes de ladite jupe 8 épousant sensiblement les parois internes de l'étui 1. Le fond 7 de cet opercule 6 est traversé dans son épaisseur par un alésage 9 dont le contour est un cercle centré sur l'axe de l'étui 1. Cet opercule 6 délimite avec le fond 3 et les parois du corps 2 de l'étui 1 une chambre 10 contenant en son intérieur une charge 11, telle que de la pentrite, cette charge 11 étant complétée par un mélange amorçant 12 disposé dans ladite chambre 10 au niveau de l'opercule 6. Les proportions de pentrite et de mélange amorçant sont respectivement de 0,6g et de 0,2g.

Du côté de l'opercule 6 qui est opposé à la chambre 10 est disposée une tête d'amorce 13 s'étendant axialement dans l'étui 1 et protégée par une enveloppe cylindrique 14. Cette tête d'amorce 13 est directement reliée à un module d'allumage électronique à retard intégré 15 disposé dans ledit étui 1 entre l'enveloppe 14 et le bouchon 4. Ce module électronique 15 est alimenté, à son extrémité, au niveau du bouchon 4 par deux fils gainés 16a et 16b qui traversent le bouchon 4 dans sa hauteur et relient le module 15 au circuit d'allumage.

Un courant d'une intensité supérieure à l'intensité-seuil de fonctionnement initie la tête d'amorce 13, qui à travers l'opercule 6 dans l'ouverture 9 excite la charge 12 et déclenche la détonation.

Si l'on se réfère maintenant à la Figure 2, on voit que pour une séquence de tir, les modules 15 de détonateur sont montés en ligne selon un réseau parallèle avec une unité de commande ou console de tir 17. L'ensemble de tir comprend également une unité ou console de programmation 18. Celle-ci est destinée à permettre la programmation de chaque module 15, avant sa mise en place dans un trou, et notamment la mise en mémoire dans chaque module 15, du temps de retard qui lui est attribué.

Un module d'allumage 15 se décompose en quatre sous systèmes: un circuit de gestion de la charge pyrotechnique, une interface de communication, un circuit d'alimentation, une unité logique U de gestion de l'ensemble du micro-système.

Le circuit de gestion de la charge pyrotechnique a été représenté plus particulièrement sur la Figure 3. Ce circuit comprend principalement cinq transistors PNP référencés sur le schéma par 19, 20, 22, 23 et 24, et un transistor NPN 21. Le transistor 19 est monté en émetteur commun, son émetteur étant directement relié à la terre. Son collecteur est relié à l'une des bornes de la tête d'amorce 13 . A sa base, ce transistor 19 est reliée, d'une part à travers une résistance 26 à une tension V continue d'alimentation, que fournit le circuit d'alimentation représenté sur la Figure 5 et qui sera décrit plus loin plus en détail, et d'autre part, au collecteur du transistor 20. Ce transistor 20 est monté en émetteur commun et est directement relié par son émetteur à la terre. Sa base est reliée à l'unité logique U de gestion du micro-système de mise à feu du détonateur.

L'autre borne de la tête d'amorce 13 est reliée à la tension de ligne L par l'intermédiaire d'une résistance 27 montée en série avec une diode 28 et le transistor 21. La résistance 27 est une résistance de 220 ohms. La diode 28 est une diode anti-retour. Le transistor 21 est relié par son collecteur à la diode 28, qui est passante pour les courants la traversant dudit transistor 21 vers la résistance 27.

La résistance 27 et la tête d'amorce 13 sont encore reliés par leur borne commune à l'une des bornes d'un condensateur 29, dont l'autre borne est à la terre. Ce condensateur est de 100 microfarads de capacité. Par sa borne commune avec la diode 28, la résistance 27 est encore reliée au collecteur d'un transistor 22 monté à émetteur commun (son émetteur étant directement à la terre). La base de ce transistor 22 reçoit de l'unité logique U de gestion du microsystème l'ordre de décharge du condensateur 29. Ce condensateur 29 est appelé condensateur réservoir. Son déchargement est destiné à activer la tête d'amorce 13.

Par sa base, le transistor 21 est relié au collecteur d'un transistor 23 à émetteur commun à la terre. Une résistance 30 est montée en dérivation entre la base et l'émetteur du transistor 21. La base du transistor 23 est elle-même reliée au collecteur d'un transistor 24 à émetteur commun à la terre. Entre l'émetteur du transistor 21, d'une part, et la base du transistor 23, ainsi que le collecteur du transistor 24 est montée une résistance de dérivation 31. La base du transistor 24 est reliée à l'unité logique U de gestion du micro-système dont elle reçoit l'ordre de chargement du condensateur 29.

Les transistors 20, 23 et 24 ont uniquement pour fonction l'ajustement du niveau de tension entre les sorties de l'unité logique U de gestion du microsystème et les commandes des autres transistors. Le chargement du condensateur 29 réservoir est commandé par le transistor 21, qui est destiné à mettre ce condensateur 29 en liaison avec la tension de ligne L. L'ordre de fermeture est transmis au transistor 21 par l'intermédiaire des transistors d'adaptation de niveau 23 et 24.

Le transistor 22 réalise avec la résistance 27 un circuit de décharge sans mise à feu du condensateur réservoir 29.

Lorsque l'ordre de déchargement du condensateur 29 est donné audit transistor 22, ce transistor 22 se ferme et met le condensateur 29 à la terre par ses deux bornes. Le condensateur 29 se décharge alors à travers la résistance 27.

Le transistor 19 est l'organe de mise à feu de la charge.

Lorsque l'ordre de mise à feu lui est transmis par le transistor 20, le transistor 19 se ferme et met celle des bornes de la tête d'amorce 13 qui n'est pas reliée au condensateur à la terre. Le condensateur 29 se. décharge dans la tête d'amorce 13 et déclenche la mise à feu.

La mise en tension des modules d'allumage impose à la borne de la résistance 26 qui n'est pas directement reliée aux transistors 19 et 20, la tension d'alimentation V fournie également à l'unité logique U par le circuit d'alimentation.

Le transistor 20 est donc fermé, tant qu'à sa base n'est pas appliquée la tension lui donnant l'ordre de mise à feu. Le transistor 19 sera par conséquent ouvert. Le transistor 22, dont le collecteur est relié à la tension de ligne, sera quant à lui fermé, de sorte que le condensateur 29, s'il est éventuellement chargé, se déchargera à travers la résistance 27 et ledit transistor 22 et que le courant de charge arrivant éventuellement au-delà de la diode 28 seront dérivés par ledit transistor 22. Notamment, si accidentellement, le transistor 21 est fermé, le courant se déchargera à travers le transistor 22 fermé. Il n'y aura, de même que lorsque transistor 21 est ouvert, pas de charge possible pour le condensateur à réservoir d'énergie 29.

Pour qu'un courant puisse éventuellement être considéré comme dangereux et mette à feux la tête d'amorce 13, il faudrait simultanément que le transistor 21 soit en panne fermé, que le transistor 22 soit en panne ouvert et que le transistor 19 soit en panne fermé. Cette éventualité est fort improbable. Si elle se présentait, la tête d'amorce serait reliée à la ligne de tension L au travers du transistor 21 et de la résistance 27 de 200 ohms. Compte-tenu de l'importance de l'impédance constituée de la tête d'amorce 13 et de la résistance 27, le courant maximum traversant ladite tête d'amorce 13 serait d'une intensité de l'ordre de 75 milliampères, c'est-à-dire bien inférieure à l'intensité seuil nécessaire pour le fonctionnement de ladite tête d'amorce 13, qui est de l'ordre de 0,13 ampères. Ainsi, la résistance 27 a dans le circuit pyrotechnique une double fonction: elle assure la limitation du courant au moment du chargement du condensateur 29; elle assure la protection de la tête d'amorce 13 dans le cas fort improbable d'une défaillance simultanée des transistors 19, 21 et 22.

L'interface de communication d'un module d'allumage a été plus particulièrement représentée sur la Figure 4. Elle comprend un sous-ensemble récepteur 32 et un sous-ensemble émetteur 33. Ces deux sous-ensembles 32 et 33 assurent la liaison bi-directionnelle avec d'une part la console de tir 17 et d'autre part la console de programmation 18 lorsqu'elle est reliée audit module 15. Le sous-ensemble récepteur 32 comporte principalement un transistor NPN 34 à émetteur à la terre et dont la base est reliée par une diode Zener 35 en série avec une résistance 36 à la tension de ligne L. Le collecteur du transistor 34 est relié d'une part par une résistance 37 à la tension V continue d'alimentation, et d'autre part à l'unité logique U de gestion du micro-système à laquelle elle fournit des impulsions correspondant aux ordres et informations envoyés par la console de tir 17 ou de programmation 18 sur les modules 15. Le transistor 34 sert à convertir les impulsions 12-6 volts envoyées dans la ligne tension L en impulsion de O à 5 volts compatible avec le micro-contrôleur de l'unité logique U.

Le sous ensemble émetteur 33 comporte quant à lui principalement un transistor PNP 38 dont l'émetteur est monté à la terre, dont la base reçoit des impulsions de sortie du micro-contrôleur et dont le collecteur est relié à la ligne L par l'intermédiaire d'une résistance 39 de 1 kilo-ohms. Cette résistance 39 crée une surconsommation de courant sur la ligne
L, lorsqu'une impulsion en tension est fournie par la ligne de sortie du microcontrôleur à la base du transistor 38.

Pour dialoguer avec la console de tir 17 ou la console de programmation 18, un module d'allumage 15 produit des surconsommations de courant sur la ligne L. La console, qui sera décrite plus loin plus en détail, détecte cette surconsommation par rapport à la consommation moyenne de tous les modules d'allumage 16 en fonctionnement.

A l'émission, la console de tir 17 ou la console de programmation 18 génère des bits par passage de tension d'une valeur de fonctionnement à une valeur inférieure. Aussi, si le microcontrôleur de la console de tir veut générer un "1" logique, il fait passer l'alimentation dans la ligne L de 12 à 6 volts. Le sous-ensemble de réception 34 de chaque module d'allumage 15 détecte les variations de la tension sur la ligne. En dessous de 9 volts, il est renvoyé au microcontrôleur du module d'allumage "0" logique; au-dessous, il est renvoyé un "1" logique. La durée d'une impulsion est de l'ordre de 10 micro-secondes.

L'alimentation d'un module d'allumage 15 a été représentée sur la Figure 5. Ce circuit est destiné à fournir à l'ensemble du circuit de gestion de la charge pyrotechnique, de l'interface de communication, ainsi qu'à l'unité logique U la tension d'alimentation V déjà citée, qui est une tension continue d'environ 4,5 volts. Il comprend une diode 40 reliée à l'une 16a des lignes de branchement du module, ainsi qu'un transistor 41 et une diode Zener 42. La diode 40 est montée sur le collecteur du transistor 41. Elle est passante de la ligne 16a vers ledit transistor 41. La diode Zener 42 est montée sur la base dudit transistor 41. Elle est reliée à la terre et à l'autre des lignes 16b du module d'allumage. Elle est passante de ladite ligne vers ledit transistor 41. En dérivation entre la base et le collecteur dudit transistor 41, est montée une résistance 43 de 2,3 kilo-ohms. L'émetteur dudit transistor 21 est à la tension V d'alimentation. Il est en outre relié à l'une des bornes d'un condensateur 44 ayant une capacité de 10 micro-farads et dont l'autre borne est reliée à la terre.

La diode 40 a pour fonction de protéger le circuit d'alimentation contre l'inversion des polarités. La diode
Zener 42 est choisie selon un critère de faible consommation.

Le condensateur 44 a pour mission d'alimenter le micro-système dès qu'il y a coupure de la ligne électrique après la première explosion, et ce pendant un temps de 4 secondes. Ce condensateur 44 est du type "double layer".

L'unité logique U qui assure la gestion de chaque module d'allumage 15 est quant à elle de type classique et n'a pas été représentée dans son détail. Elle gère les communications avec la ligne, ainsi que les commandes de la charge pyrotechnique. Elle comprend un micro-contrôleur, une mémoire programme, ainsi qu'une mémoire "temps de retard" qui est choisie de type EEPROM. La mémorisation du temps de retard est donc permanente, mais peut être à tout moment reprogrammée électriquement.

Le microcontrôleur permet une consommation aussi réduite que possible, une vitesse d'exécution et un nombre d'entrées et de sorties suffisant.

Les consoles de programmation et de tir 18 et 17 vont maintenant être décrites. Elles sont de structures voisines et diffèrent principalement par leur fonctionnalité et donc par les logiciels de gestion auxquels elles sont associées. Chaque console comprend:
- une unité logique organisée autour d'un microcontrôleur, par exemple du type de celui commercialisé par la société MOTOROLA sous la dénomination 68HC11, et qui intègre 512 octets de mémoires EEPROM permettant de stocker de manière non volatile certains paramètres de fonctionnement, tels que les retards des modules programmés, une mémoire vive RAM, une entrée et sortie, une communication de type RS232 pour permettre aux consoles de tir et de programmation de dialoguer ensemble;
- un afficheur à cristaux liquides lumineux;
- une alimentation qui fournit une tension de + 5 volts à l'unité logique, et de plus ou moins 10 volts à l'interface ligne, la tension amont nécessaire étant de 15 volts;
- une interface ligne constituée de deux sous-systèmes, dont une partie émission qui est une alimentation stabilisée pouvant commuter pour délivrer plus 12 ou plus 6 volts, et une partie réception qui mesure le courant consommé sur la ligne et qui détecte les surconsommations transitoires des modules d'allumage 15.

La console de programmation 18 comprend un clavier de 12 touches et un témoin lumineux rouge et dispose de six fonctions:
- programmation du temps de retard d'un module d'allumage 15;
- effacement de son écran;
- effacement du contenu de la mémoire de stockage de temps de retard d'un module d'allumage 15;
- test d'un module d'allumage;
- lecture du temps de retard d'un module d'allumage;
- transfert des temps de retard des modules d'allumage programmés vers la console de tir.

La procédure de mise en oeuvre est la suivante: l'opérateur programme sur le clavier le temps de retard désiré en milli-secondes. Les temps de retard peuvent aller de 1 à 3000 milli-secondes. Ils sont différents pour chaque module d'allumage et servent à les identifier lors des dialogues entre les modules d'allumage et les consoles. Pour des artificiers, une différence de 8 milli-secondes entre deux temps de retard de détonateur n'est pas significative. Il est donc possible, si l'on souhaite faire exploser plusieurs détonateurs de façon pyrotechniquement synchrone, de leur affecter des temps de retards décalés les uns par rapport aux autres de milli-seconde en milli-seconde.

L'opérateur valide ensuite le temps de retard en appuyant sur la touche de validation correspondante. La console 18 envoie alors l'ordre de programmation au module d'allumage 15 et lui demande une lecture du temps de retard programmé. Si les informations retournées par le module correspondent à une milli-seconde près à celles programmées, l'écran de la console 18 affiche que la programmation est correcte. Sinon, la console 18 demande que la programmation soit reprise.

La fonction effacement est utilisée si l'opérateur s'est trompé dans l'opération de saisie du temps de retard. Après chaque programmation d'un module d'allumage 15, le temps de retard est stocké dans une mémoire EEPROM de la console de programmation 18. Une fois l'ensemble des temps de retard programmé et mémorisé, ceux-ci sont transférés à la console de tir 17, automatiquement lors de la connexion entre les deux consoles, au moyen de la liaison série de type RS232, par une fonction transfert prévue sur la console de programmation 18.

Un autotest permet également de tester chaque module d'allumage 15. L'indication en retour est globale. Un témoin rouge signale toute procédure incorrecte ou demandant confirmation.

La console de tir 17 comprend trois touches test/armement/tir, deux voyants vert et rouge témoins pour la phase test et une carte magnétique approprié à la console de tir; elle dispose de cinq fonctions: transfert automatique des données de la console de programmation 18; test des modules d'allumage 15; annulation du tir; charge des condensateursréservoirs 29; tir.

La mise en oeuvre d'une séquence de tir est la suivante.

Une fois la programmation des modules d'allumage 15 réalisée à l'aide de la console de programmation 18, et ainsi qu'indiqué précédemment, les temps de retard programmés seront transférés des mémoires EEPROM de stockage de ladite console de programmation 18, sur les mémoires de stockage EEPROM de ladite console de tir 17, après l'introduction de la carte magnétique appropriée à la console de tir autorisant le raccordement avec la console de programmation. Une fois le transfert effectué, l'opérateur donne à la console de tir 17 un ordre de test des modules d'allumage 15 en ligne.

Chaque module d'allumage 15 renvoit sur la ligne une information binaire relative à son état de fonctionnement: information du type "module correct" ou "module incorrect", ou éventuellement plus compliqué.

Les impulsions émises vers la console de tir 17 sont renvoyées pour chaque module d'allumage 15 avec un temps de retard correspondant au temps de retard dont ledit module 15 a été programmé. En réception, la console de tir 17 ouvre pour chaque détonateur une fenêtre temporelle autour du temps de retard programmé par la console 18 et dont elle dispose en mémoire. C'est dans le temps de retard avec lequel la console 17 reçoit une information qui permet d'identifier le module 15 dont elle provient, ce temps de retard correspondant au temps de retard de tir dont le module a été programmé. Ceci suppose donc que le transfert en mémoire de console de tir des temps de retard par la console de programmation a bien été effectué.

Ce transfert d'informations des modules d'allumage 15 en ligne a été plus particulièrement illustrée sur la Figure 6. A la réception de l'ordre de test, les modules 15, référencés par Ml, M2... Mn, renvoient sur la console de tir 17 une ou plusieurs impulsions binaires correspondant à l'information à transmettre à la console de tir 17. Les impulsions sont décalées par rapport à un temps zéro identique pour chaque module d'allumage 15 d'un temps Tel, T2 Tm correspondant au temps de retard de tir, dont le module Mm renvoyant l'information a été programmé. La console de tir 17 ouvrira autant de fenêtres F1, F2, Fm d'observation temporelles qu'il y a de modules d'allumage MN. Pour une impulsion durant 250 micro-secondes, les fenêtres d'observation temporelles F1, F2,
Fm ouvertes par la console de tir 17 pourront être de l'ordre de 750 micro-secondes (250 micro-secondes avant et après l'impulsion).

Après ce test, l'opérateur donne, de la console de tir 17, aux modules d'allumage 15, l'ordre de chargement des condensateurs. Un message valide la réalisation de ce chargement.

A tout moment l'opérateur a la possibilité d'annuler le tir et de donner l'ordre aux modules d'allumage 15 de décharger leur condensateur-réservoir. Après chargement, la console 17 attend l'ordre de tir. Après validation, l'ordre de mise à feu est donné aux différents modules d'allumage.

Un des avantages du module d'allumage qui vient d'être décrit tient en ce qu'il ne comporte aucune source d'énergie.

Il est donc d'une grande fiabilité, puisqu'il ne présente aucun risque de mise à feu intempestive de la charge pyrotechnique tant que le détonateur auquel ledit module d'allumage est associé n'est pas monté en ligne. On notera également que la console de programmation, qui est alimentée en 6 ou 7 volts, ne permet pas non plus de réaliser la mise à feu, le courant à travers la tête d'amorce que pourrait éventuellement engendrer cette alimentation de 6 ou 7 volts étant inférieure à la valeur de courant nécessaire pour le fonctionnement de la tête d'amorce (0,13 ampères). La décharge du condensateur 29 d'un module d'allumage 15 sera commandée soit directement par un opérateur à partir de la console de tir 17, soit de façon interne par le module d'allumage luimême, au bout des quatre secondes suivant la coupure des fils de ligne, après explosion du premier détonateur.

De nombreuses procédures de sécurité sont également prévues. L'accès aux consoles de tir et aux consoles de programmation supposera que l'opérateur soit muni de codes de reconnaissance. Les consoles de tir et de programmation, ainsi que les modules d'allumage peuvent être personnalisés avant la sortie d'usine. Il pourra être également prévu une reconnaissance entre les consoles de programmation et les consoles de tir. En cas de vol notamment, un opérateur ne pourra ainsi utiliser une console de tir que si celle-ci correspondant à la console de programmation qui a servi à programmer les modules d'allumage 15. Une reconnaissance par un code interne de la console de programmation par la console de tir sera prévue à cet effet. Si le code n'est pas reconnu, la console de tir n'enregistrera pas les informations relatives au temps de retard mémorisé dans la console de programmation. Le tir sera bloqué.

De plus, la console d tir peut être munie d'une carte magnétique autorisant son utilisation.

On aura également noté que, bien -que l'ensemble ait été prévu pour une programmation sur site, une programmation en usine, pour les personnes ne souhaitant pas de programmation sur site sera également possible.

Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières, et n'en limitent aucunement la portée.

Claims (2)

REVENDICATIONS

1. Module d'allumage (15) électronique à retard intégré pour la commande d'un détonateur muni d'une charge pyrotechnique, le module comprenant un circuit d'alimentation destiné à être relié à une source d'alimentation en tension de ligne (L), une interface de communication destinée à assurer la liaison bi-directionnelle entre le module d'allumage (15) et soit une console de tir (17), soit une console de programmation (18), un circuit de gestion de la charge pyrotechnique, comportant une capacité (29) réservoir destinée, après chargement, à se décharger dans une tête d'amorce (13) de son détonateur pour y générer une impulsion électrique de mise à feu, ainsi qu'une unité logique (U) munie d'une mémoire pour le stockage dans ledit module d'allumage (15) d'un temps de retard d'explosion dudit détonateur, le circuit de gestion de la charge pyrotechnique comprenant un transistor de commutation (21) pour la commande (17) de la charge de ladite capacité (29) réservoir par la source d'alimentation (L) et une résistance (27) reliée par celle de ses bornes qui n'est pas directement reliée à la capacité (29) réservoir à un transistor (22) de commutation de décharge de ladite capacité (29) réservoir à la terre, la résistance (27) ayant une valeur suffisamment importante pour que le courant généré par ladite alimentation dans la tête d'amorce (13) soit, quel que soit l'état des transistors de commande, inférieur à la valeur du courant limite de fonctionnement de la tête d'amorce.

2. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'impédance entre l'alimentation du circuit de gestion de la charge pyrotechnique et la tête d'amorce (13) est suffisamment importante pour que le courant généré par la source d'alimentation (L) dans la tête d'amorce (13) soit, quel que soit l'état des transistors de commande (21, 22), inférieur à la valeur du courant limite de fonctionnement de ladite tête d'amorce (13).