FR2897949A1 - Systeme de caracterisation d'une surface routiere - Google Patents

Abstract

L'invention se rapporte à un système de caractérisation (1) d'une surface (S) comprenant un système (3) d'émission d'ondes électromagnétiques (gammaep) sur ladite surface et un système de détection (5) d'ondes électromagnétiques (gammar) provenant de ladite surface. Selon l'invention, le système de détection (5) d'ondes électromagnétiques comporte un dispositif de déplacement (13) de façon à le rendre mobile pour mesurer lesdites ondes magnétiques (gammar) provenant de la surface (S) selon sensiblement le même angle (alpha) que celles émises (gammaep).L'invention trouve son application notamment dans le domaine des détecteurs d'adhérence.

Description

Système de caractérisation d'une surface routière

[1] L'invention se rapporte à un système de caractérisation d'une surface routière et plus particulièrement de vérifier ses caractéristiques réflectométriques. [2] Dans le but de sécuriser les conditions de roulage, il est un besoin du constructeur de pouvoir prévoir des réactions de ses véhicules automobiles en toutes conditions. Cependant, il est difficile de mettre au point un véhicule automobile pour toutes les situations de roulage et n'est au final qu'un io compromis entre les différentes situations instrumentées. Cela est dû notamment au fait qu'il est difficile de vérifier l'adhérence réelle du véhicule car la structure de la route ou sa mouillure peuvent considérablement varier. Par conséquent, il n'est pas possible de sécuriser les conditions de roulage 15 finement lors de la mise au point du véhicule. [3] Le but de la présente invention est de pallier tout ou partie les inconvénients cités précédemment en proposant un système capable de déterminer les caractéristiques réflectométriques de la route de façon statique ou dynamique. 20 [4] A cet effet, l'invention se rapporte à un système de caractérisation d'une surface comprenant un système d'émission d'ondes électromagnétiques sur ladite surface et un système de détection d'ondes électromagnétiques provenant de ladite surface caractérisé en ce que le système de 25 détection d'ondes électromagnétiques comporte un dispositif de déplacement de façon à le rendre mobile pour mesurer lesdites ondes magnétiques provenant de la surface selon sensiblement le même angle que celles émises. [5] Conformément à d'autres caractéristiques avantageuses 30 de l'invention : - le système d'émission d'ondes électromagnétiques rayonne selon un angle sensiblement compris entre 15 et 25 degrés par rapport à la normale de ladite surface ; - le système d'émission d'ondes électromagnétiques comporte un dispositif de collimation pour lui permettre d'émettre un rayonnement parallèle ; - le système d'émission d'ondes électromagnétiques comporte un dispositif de focalisation sur ladite surface. ; - le dispositif de focalisation borne la section du rayonnement frappant ladite surface à un diamètre sensiblement égal à 400 pm ; - le système d'émission d'ondes électromagnétiques io comporte une source du type laser ; - le système de détection d'ondes électromagnétiques comporte un dispositif séparateur de polarisation pour permettre de différencier les rayonnements venant de ladite surface qui sont polarisés et/ou dépolarisés ; 15 - le système de détection d'ondes électromagnétiques comporte un dispositif de filtrage des rayonnements venant de ladite surface permettant de s'affranchir des rayonnements externes au système en limitant le spectre détecté autour de la longueur d'onde dudit système 20 d'émission d'ondes électromagnétiques ; - le dispositif de filtrage limite la longueur d'onde à sensiblement plus ou moins 50 nm par rapport à celle dudit système d'émission d'ondes électromagnétiques ; - les systèmes d'émission et de détection d'ondes 25 électromagnétiques sont montés solidaires l'un de l'autre ; - les systèmes d'émission et de détection d'ondes électromagnétiques sont montés l'un à côté de l'autre ; - le dispositif de déplacement du système de détection d'ondes électromagnétiques comporte des moyens du type 30 crémaillère ù pignon dont le rayon de courbure de la crémaillère correspond à la distance entre ladite surface et ledit système de détection ; - le dispositif de déplacement du système de détection d'ondes électromagnétiques est un véhicule automobile ; 35 - le système détection d'ondes électromagnétiques comporte un dispositif de variation de fréquence d'échantillonnage en fonction de la vitesse de déplacement dudit véhicule automobile afin de conserver tout au long du déplacement un pas d'échantillonnage spatial constant ;

- le dispositif de variation de fréquence d'échantillonnage comporte un module de calcul utilisant la relation : FC Al

où F est la fréquence d'échantillonnage, C, est la vitesse du véhicule, Al est le pas d'échantillonnage permettant de compenser la vitesse du véhicule ;

- le pas d'échantillonnage constant sur ladite surface du io dispositif de variation de fréquence est compris entre 25 et 100 ,um ;

- la distance totale d'échantillonnage est comprise entre 0,5 et 2 m. [6] D'autres particularités et avantages ressortiront

15 clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

- la figure 1 est un organigramme du procédé selon l'invention et ;

20 - la figure 2 est une représentation schématique du système selon l'invention. [7] Comme illustré à la figure 2, on peut voir un système de caractérisation généralement annoté 1 d'une surface S. Il comporte principalement un système d'émission 3 d'ondes

25 électromagnétiques et un système de détection 5 d'ondes électromagnétiques et un support d'enregistrement (non représenté). Le principe utilisé par le système de

caractérisation 1 consiste à envoyer des ondes électromagnétiques yep sur la surface S puis récupérer les

30 ondes électromagnétiques réfléchies yrp, yYd sur la surface S. Une des premières caractéristiques selon l'invention réside en ce que, préférentiellement, les directions d'émissions E et de détection D forme un angle a identique dans le sens trigonométrique par rapport à la normale N. Selon l'invention,

35 l'angle a est constant et est compris entre 15 et 25 . Préférentiellement, a est égale à 20 . [8] Le système d'émission 3 comporte principalement une source d'ondes électromagnétiques, un dispositif de collimation et un dispositif de focalisation. Tous ces moyens sont réunis en une seule référence 7. Préférentiellement, la source d'ondes électromagnétiques est une source laser pour permettre de rayonner selon une puissance suffisante sur la surface S. Le dispositif de collimation est utilisé pour émettre un rayonnement parallèle. Enfin, le dispositif de focalisation est utilisé pour borner la section du rayonnement yep à un io diamètre sensiblement égale à 400 ,um. [9] Selon l'invention, le système d'émission 3 rayonne, de façon continue, sur la surface S des ondes électromagnétiques polarisées yep selon une longueur d'onde îs constante. Préférentiellement, selon l'invention, la longueur d'onde est 15 égale à 980 nm car ce type de laser est très répandu dans le commerce. [10] Le système de détection 5 comporte principalement un dispositif séparateur de polarisation 9, un dispositif de filtrage 11 et un dispositif de déplacement 13. Le dispositif de filtrage 20 11 consiste essentiellement en un filtre optique qui limite le bruit engendré par les rayonnements extérieurs au système d'émission 3. Il est constitué de moyens lenticulaires teintés capables de limiter les longueurs d'onde des rayonnements qui le traversent. Préférentiellement selon l'invention, le dispositif 25 de filtrage 11 est capable de laisser passer la longueur d'onde îs du système d'émission 3 avec une tolérance de 50 nm. Dans l'exemple cité ci-dessus, cela correspondrait à une plage de valeurs comprise entre 930 et 1030 nm. [11] Le dispositif séparateur de polarisation 9 est utilisé en 30 aval du dispositif de filtrage 11 pour dissocier les ondes réfléchies y, selon qu'elles soient polarisées yYp ou dépolarisées yrd. Pour détecter et mesurer ces rayonnements dépolarisés et polarisés yrd, yYp, on utilise, respectivement, des moyens de détection 15 et 17. Ces moyens sont, selon 35 l'invention, des transducteurs du type des photodiodes capables de quantifier des intensités lumineuses en un signal électrique sensiblement proportionnel (UD, Up). Le système de détection 5 peut ainsi détecter les ondes réfléchies polarisées yrp et/ou dépolarisées yrd provenant de la surface S. Comme visible à la figure 2, on peut voir que ces ondes ne peuvent provenir cependant jusqu'aux moyens de détection 15 et 17 que si elles restent dans le cylindre de détection C centré sur la direction D. Par conséquent, les autres ondes électromagnétiques ne seront pas détectées. [12] Préférentiellement selon l'invention, le système de io détection 5 comporte également un dispositif de déplacement 13. Selon l'invention, le dispositif de déplacement 13 consiste en un véhicule automobile. Cela permet lorsqu'il se déplace selon une direction X d'émettre des rayonnements selon la direction E et de détecter ces rayonnements selon la direction 15 D, sensiblement équivalente à E, provenant de la portion de la surface S quelques instants plus tard. Bien entendu, la distance, entre les systèmes d'émission 3 et de détection 5 d'une part, et la surface S d'autre part, est liée la garde au sol du véhicule automobile. 20 [13] Le principe d'utiliser un véhicule automobile comme dispositif de déplacement 13 a nécessité des aménagements quant à la structure du système de caractérisation 1. Ainsi, il comporte spécifiquement un dispositif de variation de fréquence d'échantillonnage 19 et des moyens de protection 25 21. [14] Les moyens de protection 21 comportent essentiellement un hublot 23 incliné selon le même angle que les directions E et D par rapport à la normale N à la surface S. Ces moyens sont utilisés pour éviter les projections venant de la surface S 30 qui peut être une route ou un chemin empruntés par le véhicule automobile. Les moyens de protection 21 sont inclinés vers l'avant du véhicule automobile afin de minimiser les éclaboussures sur la section intérieure utile transparente et maximiser leur contact par rapport au bord distal inférieur 35 opaque. L'opacité est préférée afin de diminuer d'avantage le bruit optique, c'est-à-dire les rayonnements ne venant pas du système d'émission 3. On comprend alors que le rayon de la section minimale transparente du hublot est liée à l'éloignement entre les directions E et D.

[15] Le dispositif de variation de fréquence d'échantillonnage 19 est monté à même les moyens de détection 15 et 17. Il est utilisé pour que, en fonction de la vitesse Cv de déplacement du véhicule automobile, le pas d'échantillonnage Al reste constant. Préférentiellement selon l'invention, la fréquence F est calculée à partir de la relation : lo F=Cv Al

où

- F est la fréquence d'échantillonnage d'émission ;

- C, est la vitesse du véhicule ;

- Al est le pas d'échantillonnage. 15 [16] Préférentiellement selon l'invention, le pas d'échantillonnage Al est compris entre 25 et 100 ,um. De plus, de manière préférée, le système de caractérisation 1 comporte un support d'enregistrement capable de stocker des valeurs détectées sur une distance d'échantillonnage de la surface S

20 sensiblement compris entre 0,5 et 2 m le long de la direction X. [17] Nous allons maintenant expliquer le procédé de caractérisation de la surface S généralement annoté 31 à la figure 1. le procédé de caractérisation 31 comporte une étape

25 d'émission 33 d'ondes électromagnétiques et une étape de détection 35. L'étape d'émission 33 consiste à émettre du véhicule des ondes électromagnétiques yep polarisées. Cela est utile notamment pour les comparées à celles qui seront réfléchies sur la surface S. Comme expliqué lors de

30 l'explication du système de caractérisation 1, l'étape d'émission 33 n'est pas subordonnée à un quelconque pilotage, elle se borne à émettre en continue des ondes électromagnétiques yep sous l'angle a par rapport à la normale N. L'étape peut cependant être asservie à une commande de

35 mise en fonctionnement de la fonction de caractérisation ou du démarrage du véhicule automobile. [18] L'étape de détection 35 comporte principalement des étapes de mesure 37, de variation de fréquence 39, d'enregistrement 41 et de comparaison 43. Comme expliqué lors de l'explication du système de caractérisation 1, l'étape de mesure 37 des ondes électromagnétiques réfléchies sur la surface S permet de détecter celles qui sont polarisées yYp et/ou dépolarisées yrd. La mesure est réalisée selon le même angle a par rapport à la surface S que celles émises yep afin de déterminer les caractéristiques réflectométriques de la surface io S. L'étape de mesure 37 relève ainsi les intensités des ondes électromagnétiques réfléchies yrd, yYp qui sont quantifiées respectivement au moyen de la tension des signaux UD, UP provenant des moyens de détection 15 et 17. [19] Selon une variante de l'invention, on mesure également la 15 décélération y, lors de l'étape 37, du véhicule automobile si le véhicule est en phase de freinage. [20] Comme expliqué lors de l'explication du système de caractérisation 1, le fait que le dispositif de déplacement 13 soit le véhicule automobile entraîne un pas d'échantillonnage 20 Al qui varie suivant sa vitesse Cv. Il a donc été imaginé que l'étape de mesure 37 soit asservie à une fréquence F d'échantillonnage variable pour effectuer une mesure à distance régulière Al , par exemple 50 ,um, le long de l'axe X sur la surface S. 25 [21] Préférentiellement selon l'invention, la fréquence F est calculée lors de l'étape 39 à partir de la relation : F =C Al où - F est la fréquence d'échantillonnage d'émission ; 30 - C, est la vitesse du véhicule ; - Al est le pas d'échantillonnage. [22] A la suite de l'étape de mesure 37, il est prévue une étape d'enregistrement 41 dans un tableau des mesures UD et/ou UP et/ou leur somme UT (c'est-à-dire UD+UP) et/ou la décélération y du véhicule automobile en fonction d'une désignation de la mesure. Préférentiellement, toutes les valeurs UD, Up, UT et y sont enregistrées dans le tableau lors de l'étape 41 sur le support d'enregistrement du système de caractérisation 1.

Cependant, dans un but de simplifier le procédé 31, une ou plusieurs valeur(s) parmi UD, UT, UT et y peuvent ne pas être enregistrées. [23] Préférentiellement, la désignation de la mesure est un chiffre entier qui est incrémenté à chaque étape de mesure 37. io Cependant, elle peut correspondre à la distance parcourue le long de l'axe X depuis la première étape de mesure 37. [24] A la suite de l'étape d'enregistrement 41, il est prévu une étape de comparaison 43 par rapport à ladite désignation de mesure. En effet selon l'invention, l'étape de mesure 37 et 15 d'enregistrement ne sont répétées que sur une distance d'échantillonnage prédéfinie, par exemple 1 m. Dès lors suivant l'une des méthodes de désignation de la mesure expliquées ci-dessus, on utilisera respectivement le cardinal des mesures présentes dans le tableau ou directement le 20 quantième de la désignation. Lors de l'étape 43, si la désignation de la mesure est en dessous d'un nombre seuil (c'est-à-dire indique que l'on est en dessous de 1 m d'échantillonnage) alors le procédé retourne à l'étape de mesure 37 sinon le procédé continue. 25 [25] Bien entendu, il peut être prévu une interface homme û machine afin de pouvoir moduler le pas constant d'échantillonnage Al ou la distance constante de caractérisation le long de l'axe X. Ils peuvent alors être compris respectivement entre 25 et 100 ,um et entre 0,5 et 2 m. 30 [26] Nous allons maintenant expliquer le procédé d'estimation de la mouillure 51 de la surface S généralement annoté 51 à la figure 1. Le procédé d'estimation de la mouillure 51 utilise les valeurs du tableau établit à l'aide du procédé de caractérisation 31 expliqué ci-dessus. Avantageusement selon 35 l'invention pour déterminer la mouillure (c'est-à-dire détecter si la surface S est humide), le procédé d'estimation 51 utilise uniquement les valeurs Up dudit tableau, c'est-à-dire les valeurs d'intensités des ondes électromagnétiques réfléchies de la surface S qui sont polarisées yrp. [27] Le procédé d'estimation 51 vise notamment à vérifier la distribution des valeurs Up en fonction de la distance d'échantillonnage. Le but de cette routine statistique est de vérifier qu'à l'état sec, aucune direction de réflexion sur la surface S n'est privilégiée. Cela signifie que la réflexion des io ondes électromagnétiques est dite diffuse à l'opposé de la réflexion dite spéculaire dans le cas de présence d'eau qui suit les lois de l'optique géométrique (également assimilée à la réflexion sur un miroir). [28] En effet dans le cas d'une réflexion diffuse, les valeurs Up 15 sont toutes sensiblement identiques tout au long de l'échantillonnage. En revanche dans le cas de présence d'eau, la réflexion dite spéculaire a tendance à privilégier des directions de réflexions qui vont évoluées au cours de l'échantillonnage. C'est pourquoi, préférentiellement, le 20 procédé de caractérisation 31 effectue une distance minimale d'échantillonnage comme par exemple 1 m. [29] Selon le procédé d'estimation 51, on vérifie la dissymétrie des valeurs Up par rapport à une valeur de référence VF prédéfinie afin de déterminer si les valeurs présentes dans le 25 tableau offre une répartition écartée ou sensiblement centrée. Préférentiellement selon l'invention, la valeur de référence VF est calculée lors de l'étape 53 et correspond à la moyenne arithmétique des valeurs Up, ci-après nommé Up . [30] A la suite de l'étape 53, on calcule lors de l'étape 55 le moment centré d'ordre 3. En effet comme expliqué ci-dessus, lors d'une réflexion diffuse, les valeurs Up ont tendance à être sensiblement égales. En prenant la valeur moyenne Up puis en vérifiant la dispersion de la répartition Up par rapport à cette valeur moyenne, on trouve que ladite dispersion est faible. Préférentiellement, le moment centré d'ordre 3 o de la valeur de référence est calculé à partir de la relation : -1 _ 63 =' L(UP(i)ùUP) n i=o où: 63 est le moment centré d'ordre 3 ; - n est le cardinal des valeurs d'intensité ; - Up(i) est la valeur d'intensité du point i de l'échantillonnage ; - UP - est la valeur de référence. [31] Selon une variante de l'invention dans laquelle on cherche uniquement à détecter l'humidité sur une surface S, le procédé d'estimation de la mouillure 51 comporte, à la suite de l'étape 55, l'étape 57 de comparaison et d'alerte de la valeur o obtenue à une valeur seuil 6s qui est représentative de la valeur empirique au-dessus de laquelle il est certain qu'il y a une présence d'eau sur la surface. L'étape 57 prévient alors le conducteur du véhicule qu'un fluide est présent sur la route. [32] Bien entendu, la valeur seuil 6s est à déterminer préalablement, cependant, à l'aide d'essais réalisés sur nombre de bitumes, la valeur 6s constante est généralement comprise entre 5 et 8. Préférentiellement selon l'invention, elle est égale à 6. [33] Nous allons maintenant expliquer le procédé d'estimation de la structure i de la surface S généralement annoté 61 à la figure 1. Le procédé d'estimation de la structure 61 utilise les valeurs du tableau établit à l'aide du procédé de caractérisation 31 expliqué ci-dessus. Avantageusement selon l'invention pour déterminer la structure (c'est-à-dire détecter le rapport entre microstructure et macrostructure sur la surface S), le procédé d'estimation 61 utilise uniquement les valeurs UT dudit tableau, c'est-à-dire la somme des valeurs d'intensités UP+UD des ondes électromagnétiques réfléchies polarisées yu et dépolarisées yrd. En effet, il est possible à l'aide de ces valeurs de vérifier quelle en est la répartition. [34] Le procédé d'estimation 61 comporte une première étape 63 consistant à déterminer le spectre énergétique du signal de la somme des ondes mesurées (UT) par bande de fréquence spatiale. Cela permet de se faire une représentation par fréquence de la répartition du signal pour les faire correspondre aux critères de micro- et macrostructure. [35] Selon l'invention, l'étape 63 de détermination du spectre est réalisée par calcul en utilisant la relation : D(UT) = DSP(UT)ô-1 Oë - D(UT) est le spectre énergétique de UT en fonction de la fréquence ; - DSP est la fonction mathématique de densité spectrale de puissance obtenue à partir de la transformée de Fourier discrète du signal de UT ; - n est le nombre d'échantillons de UT. [39] Préférentiellement selon l'invention, il est décidé que la microstructure représente des grains dont le diamètre est sensiblement inférieur ou égal à 380 ,um et, pour la macrostructure, sensiblement supérieur ou égal à 500 ,um. Préférentiellement par rapport à la densité spectrale de puissance calculée D(UT), cela revient à étudier, d'une part pour la microstructure, les bandes de fréquence v3.et v4 sensiblement entre 1 et 5 mm-' et, d'autre part pour la macrostructure, les bandes de fréquence vl.et v2 sensiblement entre 0,01 et 0,1 mm-1. [40] C'est pourquoi, dans une deuxième étape 65, à partir de la densité spectrale de puissance calculée D(UT), on discrimine les deux plages de fréquences, c'est-à-dire vl-v2 et 12 v3-v4. pour déterminer respectivement l'énergie basse fréquence EBF et l'énergie haute fréquence EHF. [38] Préférentiellement selon l'invention, l'énergie basse fréquence est obtenue par calcul en utilisant la relation ,z EBF = ù E (D(UT)(i)) NZ~,

où - EBF est l'énergie basse fréquence de UT ; - DSP est la fonction mathématique de densité spectrale de puissance de UT ; -N est le nombre d'échantillons entre les basses fréquences vl.et v2. [39] Par conséquent, l'énergie haute fréquence est obtenue consécutivement par un calcul similaire en utilisant la relation : V4 EHF = ù L (D(UT)(i)) Ni 3 où - EHF est l'énergie basse fréquence de UT ; - DSP est la fonction mathématique de densité spectrale de puissance de UT ; -N est le nombre d'échantillons entre les hautes fréquences v3.et V4. [40] On remarque que, selon l'invention, on réalise une moyenne arithmétique sur la plage de fréquence considérée pour obtenir les valeurs d'énergie EBF et EHF. [41] A la suite de l'étape 65, on estime la structure i par une étape 67 de détermination de la répartition entre la microstructure et la macrostructure de la surface. Préférentiellement, l'étape 67 est réalisée par calcul en utilisant la relation _ EBF EHF où - ~ représente la répartition de l'énergie ; - EBF est l'énergie basse fréquence ; - EHF est l'énergie haute fréquence. [42] L'étape 67 permet donc de se faire une idée de la répartition qui est, au travers d'essais sur nombre de bitumes, systématiquement majoritairement sous forme de microstructure, c'est-à-dire que q, le rapport entre EBF et EHF, est toujours inférieur à 1. [43] Nous allons maintenant expliquer le procédé d'estimation de la polarisation et de la dépolarisation de la surface S respectivement annoté 71 et 75 à la figure 1. Les facteurs de polarisation MPN et de dépolarisation MDN sont liés en ce qu'ils utilisent le même calcul mais à partir des valeurs différentes d'intensité du tableau obtenu, par exemple, par le procédé de caractérisation 31. En effet, pour la détermination du facteur de polarisation MPN, on utilise les valeurs d'intensité Up des ondes électromagnétiques réfléchies polarisées yu et de la somme UT de toutes les ondes électromagnétiques réfléchies yr. On comprend alors que pour la détermination du facteur de dépolarisation MDN, on utilise les valeurs d'intensité UD des ondes électromagnétiques réfléchies dépolarisées yrd et de la somme UT de toutes les ondes électromagnétiques réfléchies yr. [44] Préférentiellement selon l'invention, le procédé d'estimation du facteur de polarisation 71 comporte une étape principale 73 consistant à déterminer la valeur du signal polarisé normalisé, c'est-à-dire MPN, en utilisant la relation : ( m n- 1 2 MPN = n-m 2u (i m 2 1 m+1 EUT Ci) 2 ~ où - MPN est la moyenne du signal polarisé normalisé ; 30 - UP(i) est la valeur d'intensité du point i des ondes polarisées yu ; - U TU) est la valeur d'intensité du point j de la somme des ondes polarisées yu et dépolarisées yrd - n est le cardinal des valeurs d'intensité - m est un intervalle centré sur un des n points. [45] Comme expliqué ci-dessus, de façon similaire le procédé d'estimation du facteur de dépolarisation 75 comporte une étape principale 77 consistant à déterminer la valeur du signal dépolarisé normalisé, c'est-à-dire MDN, en utilisant la relation : m n- 1 2 MDN = n-m 2 oùUD (i m Z 1 m+1 LU (j) 2 -MDN est la moyenne du signal polarisé ; - UD(i) est la valeur d'intensité du point i des ondes dépolarisées yrd ; - UT(j) est la valeur d'intensité du point j de la somme des ondes polarisées yu et dépolarisées yrd - n est le cardinal des valeurs d'intensité - m est un intervalle centré sur un des n points. [46] Préférentiellement selon l'invention, les intervalles m sont égaux à 20 points, cependant ils peuvent être compris entre 10 et 40 points. Cela signifie que l'on effectue une double moyenne arithmétique pour obtenir MPN ou MDN (sur m/2 autour du point n pour UT et sur les points n pour respectivement Up et (ID). [47] Nous allons maintenant expliquer le procédé d'estimation de l'adhérence ,u de la surface S généralement annoté 81 à la figure 1. Le procédé 81 représente une synthèse des procédés d'estimation de la mouillure 51 et/ou de la structure 61 et/ou du facteur de polarisation 71 et/ou du facteur de dépolarisation. Il consiste essentiellement à corréler les différentes valeurs calculées par rapport à une adhérence mesurée ,1m pour estimer a posteriori l'adhérence ,u de la surface S échantillonnée. [48] Préférentiellement selon l'invention, l'adhérence ,u, lors de l'étape 87, est obtenue en utilisant la relation : =ki •63+k2•1i2+k4•MPN2+k5•MDN2+k3 où

- ,u représente l'adhérence de la surface ;

- k1 k2, k3, k4 et k5 sont des valeurs constantes de corrélation de l'adhérence ; -63 représente la mouillure de la surface ;

- q représente la structure de la surface ;

- MPN représente le facteur de polarisation ;

- MDN représente le facteur de dépolarisation. [49] On remarque que le facteur de mouillure 6-3 est privilégié par rapport aux autres valeurs calculées. En effet, les autres valeurs, qui sont toujours inférieures à 1, sont toutes montées au carré afin de minimiser leur influence. C'est un parti pris en faveur de la mouillure qui a été jugée comme le facteur le plus important pour l'adhérence, cependant, il peut être envisagé de laisser toutes les valeurs à la même puissance. [50] Selon l'invention, les valeurs constantes de corrélation kl, k2, k3, k4 et k5 sont à calculer, lors de l'étape 85, afin que le procédé d'estimation 81 puisse déterminer l'adhérence ,u. Les valeurs de corrélations sont obtenues par itérations successives par rapport à une mesure de l'adhérence ,um effectuée lors de l'étape 83. [51] Préférentiellement selon l'invention, l'étape de mesure 83 de l'adhérence ,um est obtenue à partie de la relation : II M•yù0,01.g•Mar H g MQY+M y L

où :

- y est la décélération obtenue lors du freinage d'un véhicule ;

- M est la masse totale du véhicule ; - Mav est la masse sur l'essieu avant ; - Mar est la masse sur l'essieu arrière ; - H est la hauteur du centre de gravité du véhicule ; - L est l'empattement du véhicule ; -g est l'accélération de la pesanteur. [52] On comprend que le procédé d'estimation 81 nécessite une liaison avec le procédé de caractérisation 31 afin de récupérer la valeur y de décélération obtenue lors du freinage du véhicule. Selon une première variante, après chaque étape 37 de mesure, la valeur y est transmise à l'étape 83 qui mesure l'adhérence réelle. Selon une seconde variante, lors de l'étape 41, la valeur y est enregistrée sur ledit tableau en même temps que les valeurs d'intensitésUp et/ou UD et/ou UT. L'étape 83 n'a alors plus qu'à la récupérer. [53] Il faut comprendre de ce qui expliqué ci-dessus qu'il n'est pas possible de réaliser des mesures d'adhérence ,um en permanence mais uniquement en phase de freinage et selon des conditions particulières. C'est pourquoi, selon l'invention, les étapes 83 et 85 sont préférentiellement réalisée en sortie de ligne de montage du véhicule automobile afin d'obtenir des valeurs k1, k2, k3, k4 et k5 parfaitement calibrées. Un exemple de calibration fait correspondre à kl; k2; k3; k4 et k5, les valeurs numériques respectives -0,005; 9,8; 1,14; -0,97 et -0,45. [54] Selon l'invention à la suite de l'étape de calcul 87 du procédé d'estimation 81, une étape finale 89 de réinitialisation du tableau de valeur est effectuée. L'étape 89 consiste essentiellement en un effacement des valeurs présentes dans le tableau afin d'effectuer un nouvel échantillonnage à l'aide du procédé de caractérisation 31. [55] Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l'exemple illustré mais est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, le système de détection 5 peut être non pas monté sur un véhicule automobile mais à un endroit fixe. Dans ce cas, le dispositif de déplacement 13 peut alors consister en des moyens du type crémaillère ù pignon sur lesquels sont montés les systèmes d'émission 3 et de détection 5 et dont le rayon de courbure de la crémaillère correspond à la distance entre la surface S et ledit système de détection. [56] Il peut également être prévu que selon une variante de l'invention, les valeurs constantes de corrélation k1, k2, k3, k4 et k5 sont préenregistrées et utilisée directement par le procédé d'estimation 81 pour déterminer l'adhérence ,u sans avoir à effectuer de mesure de décélération lors de freinage. io [57] Selon une autre variante, l'étape de calcul 87 de l'adhérence ,u n'utilise pas tous les facteurs et se contente d'utiliser la relation =kl'63+k2''12+k3 où 15 -,u représente l'adhérence de la surface ; - k1 k2 et k3 sont des valeurs constantes de corrélation de l'adhérence ; - 63 représente la mouillure de la surface ; - q représente la structure de la surface ;

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Système de caractérisation (1) d'une surface (S) comprenant un système (3) d'émission d'ondes électromagnétiques (yep) sur ladite surface et un système de détection (5) d'ondes électromagnétiques (yr) provenant de ladite surface caractérisé en ce que le système de détection (5) d'ondes électromagnétiques comporte un dispositif de déplacement (13) de façon à le rendre mobile pour mesurer lesdites ondes magnétiques (yr) provenant de la surface (S) io selon sensiblement le même angle (a) que celles émises (yep).

2. Système (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système d'émission (3) d'ondes électromagnétiques rayonne selon un angle sensiblement compris entre 15 et 25 degrés par rapport à la normale (N) de ladite surface. 15

3. Système (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le système d'émission (3) d'ondes électromagnétiques comporte un dispositif de collimation (7) pour lui permettre d'émettre un rayonnement parallèle.

4. Système (1) selon l'une des revendications 1 à 3, 20 caractérisé en ce que le système d'émission d'ondes électromagnétiques comporte un dispositif de focalisation (7) sur ladite surface.

5. Système (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de focalisation (7) borne la section du 25 rayonnement frappant ladite surface à un diamètre sensiblement égal à 400 pm.

6. Système (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système d'émission (3) d'ondes électromagnétiques comporte une source du type laser.

7. Système (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de détection (5) d'ondes électromagnétiques comporte un dispositif séparateur de polarisation (9) pour permettre de différencier les rayonnements venant de ladite surface qui sont polarisés (yu) et/ou dépolarisés (Yrd).

8. Système (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de détection (5) d'ondes électromagnétiques comporte un dispositif de filtrage (11) des rayonnements venant de ladite surface permettant de s'affranchir des rayonnements externes au système (1) en limitant le spectre détecté autour de la longueur d'onde (fis) dudit système d'émission d'ondes électromagnétiques.

9. Système (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de filtrage (11) limite la longueur d'onde à sensiblement plus ou moins 50 nm par rapport à celle (Ls) dudit système d'émission d'ondes électromagnétiques.

10. Système (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les systèmes d'émission (3) et de détection (5) d'ondes électromagnétiques sont montés solidaires l'un de l'autre.

11 . Système (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce que les systèmes d'émission (3) et de détection (5) d'ondes électromagnétiques sont montés l'un à côté de l'autre.

12. Système (1) selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que le dispositif de déplacement (13) du système de détection (5) d'ondes électromagnétiques comporte des moyens du type crémaillère ù pignon dont le rayon de courbure de la crémaillère correspond à la distance entre ladite surface et ledit système de détection.

13. Système (1) selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que le dispositif de déplacement (13) du système de détection d'ondes électromagnétiques est un véhicule automobile. 20

14. Système (1) selon la revendication 13, caractérisé en ce que le système de détection (5) d'ondes électromagnétiques comporte un dispositif de variation de fréquence d'échantillonnage (19) en fonction de la vitesse (Cv) de déplacement dudit véhicule automobile afin de conserver tout au long du déplacement un pas d'échantillonnage (Al) spatial constant.

15. Système (1) selon la revendication 14, caractérisé en ce que le dispositif de variation de fréquence d'échantillonnage io (19) comporte un module de calcul utilisant la relation : F =C Al où : - F est la fréquence d'échantillonnage ; - C, est la vitesse du véhicule ; 15 -Al est le pas d'échantillonnage ; permettant de compenser la vitesse du véhicule. 18. Système (1) selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que le pas d'échantillonnage (Al) constant sur ladite surface du dispositif de variation de fréquence est compris 20 entre 25 et 100 ,um. 19. Système (1) selon l'une des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que la distance totale d'échantillonnage est comprise entre 0,5 et 2 m.