WO2017109417A1 - Module périphérique d'alimentation pour détonateur électronique - Google Patents

Module périphérique d'alimentation pour détonateur électronique Download PDF

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WO2017109417A1
WO2017109417A1 PCT/FR2016/053621 FR2016053621W WO2017109417A1 WO 2017109417 A1 WO2017109417 A1 WO 2017109417A1 FR 2016053621 W FR2016053621 W FR 2016053621W WO 2017109417 A1 WO2017109417 A1 WO 2017109417A1
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WO
WIPO (PCT)
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electronic detonator
power supply
peripheral power
communication means
peripheral
Prior art date
Application number
PCT/FR2016/053621
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English (en)
Inventor
Lionel BIARD
Ghislain Despesse
Original Assignee
Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
Davey Bickford
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives, Davey Bickford filed Critical Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
    • F42D1/04—Arrangements for ignition
    • F42D1/045—Arrangements for electric ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
    • F42D1/04—Arrangements for ignition
    • F42D1/045—Arrangements for electric ignition
    • F42D1/05—Electric circuits for blasting

Definitions

  • the present invention relates to a peripheral power module for an electronic detonator.
  • It also relates to a wireless detonation system and a pyrotechnic initiation system implementing such a peripheral power supply module, as well as a method for activating a wireless detonation system.
  • the present invention applies generally in the field of pyrotechnic initiation, in any sector where a network of one or more electronic detonators must traditionally be implemented. Typical uses include mining, quarrying, seismic exploration, construction and public works.
  • the electronic detonators are placed respectively in drill holes previously dug and loaded with an explosive material.
  • the firing of the electronic detonators is carried out according to a predetermined sequence.
  • a firing delay is individually associated with each electronic detonator, and a common firing order is sent to all electronic detonators by a remote control console.
  • This firing order makes it possible to synchronize the countdown of the firing delay for all the electronic detonators. From the reception of the firing order, the electronic detonators autonomously manage the count of the specific delay associated with them as well as their own firing.
  • the establishment of a network of electronic detonators requires a step of wiring all the electronic detonators of the network to the remote control console.
  • This wiring makes it possible on the one hand to exchange information, commands and / or messages between the remote control console and the electronic detonators, in particular to transmit the firing order.
  • This means of communication is also commonly used to exchange other types of information, for example to perform network diagnostic tasks to detect any anomalies before firing.
  • the wiring also allows the remote control console to provide the energy required for the operation and firing of all electronic detonators. For safety reasons, current electronic detonators do not have a permanent source of energy. This is provided by the remote control console and is stored locally in the electronic detonators in dedicated storage means (typically in one or more capacities) for firing.
  • wireless detonators to overcome the wiring between the electronic detonators and the remote control console and reduce the risk of non-firing. They implement wireless communication means, while fulfilling the functions of communication with the remote control console and power supply to the electronic detonator, usually managed by means of the cable network.
  • the document WO2006 / 096920 A1 thus describes an electronic detonator comprising an explosive primer, wireless communication and processing modules for communicating with a remote control console, and an electrical energy storage element.
  • the electronic detonator further comprises an on-board power source, for powering the communication and processing modules and for supplying energy to the energy storage element, and a firing circuit connected to the energy storage element; energy storage element.
  • only the explosive primer is placed at the bottom of a borehole, the on-board power source, the wireless communication and processing modules, and the energy storage element being placed in a box disposed on the ground surface to facilitate wireless communication with the remote control console.
  • the surface location in a case of the energy storage element for firing the explosive primer renders the firing of the electronic detonator uncertain.
  • the firing of a neighboring detonator in the firing plane presents a risk of premature destruction of the housing disposed on the surface. If the explosion of the neighboring detonator rips the cable connecting the energy storage element to the explosive primer at the bottom of the borehole, the firing of the explosive primer can no longer take place.
  • the risk of not firing the electronic detonator after transmission of the firing order by the remote control console is further increased when considering a sequencing of the firing and that the neighboring detonator is programmed to explode before the detonator considered.
  • the diagnosis of the proper functioning of the buried elements is uncertain, if not impossible, reducing the reliability of the system. It is indeed difficult to verify whether the buried cable is still intact after filling the borehole with a stuffing material, and if the energy transfer will allow the firing of the explosive primer.
  • the wireless communication and processing modules are permanently powered by the on-board power source. This type of assembly is not adapted to the actual implementation of electronic detonators, for which the time between manufacture and use can be several months.
  • the power supply of the wireless communication module presents a risk of communication with the remote control console and the receipt of commands or messages even when the explosive primer of the electronic detonator is not positioned. in the borehole, presenting a risk of premature and premature triggering of the electronic detonator.
  • the present invention aims to solve all or part of the aforementioned drawbacks and to provide an electronic detonator with wireless communication means, reliable and secure operation.
  • the present invention relates, in a first aspect, to a peripheral power supply unit for an electronic detonator, comprising an on-board power source, wireless communication means with a remote control console, processing means. and wired communication means with at least one electronic detonator.
  • switch means are mounted between said on-board power source on the one hand, and said wireless communication means, said processing means and said wired communication means on the other hand, said peripheral module of power supply further comprising connection detection means of at least one electronic detonator, said connection detection means being adapted to control said switch means for supplying said processing means with said on-board power source when at least an electronic detonator is connected to said peripheral power supply module, so that said peripheral power supply module is in an activated mode.
  • the on-board power source is isolated by means of a switch of the wireless communication means, processing means and wired communication means of the peripheral power supply module, and connection detection means can be used to supply power. the processing means by the on-board energy source, when connecting an electronic detonator.
  • This structure makes it possible to preserve the life of the on-board power source before the actual use of the peripheral power supply module of an electronic detonator.
  • the on-board power source of the peripheral power supply unit is dissociated from the electronic detonator as long as it is not connected to the peripheral power supply module, ensuring adequate safety during the transport and handling of the electronic detonators. .
  • the peripheral power module comprises the following features and embodiments, which may be taken in combination or in isolation.
  • said processing means in said activated mode of said peripheral power module control the supply of said wireless communication means and said wired communication means by said on-board power source.
  • connection detection means are adapted to control said switch means for simultaneously supplying said processing means, said wireless communication means and said wired communication means when at least one electronic detonator is connected to said peripheral module. food.
  • said processing means in said activated mode of said peripheral power supply module communicate with said at least one electronic detonator once said wired communication means powered by the on-board power source.
  • the peripheral power supply module comprises means for connecting at least one electronic detonator, the connection detection means detecting an impedance change across said connection means.
  • connection detection means comprise a current measuring device electrically connected to one of said terminals of the connection means, and a current comparator adapted to compare the value of the current measured by said measuring device. current to a predefined value.
  • said predefined value is substantially equal to half the current consumed by an electronic detonator.
  • said processing means are adapted to control a switch mounted between said on-board power source and means for connecting at least one electronic detonator to the peripheral power supply module.
  • said wireless communication means are adapted to receive messages from said remote control console and to send messages to said remote control console, said received messages being addressed to said processing means, and optionally to said at least one electronic detonator by the wired communication means.
  • said processing means are adapted to deactivate the supply of said wireless communication means and said wired communication means by said on-board power source upon receipt of a standby command issued by said remote control console. and / or in the absence of receiving messages from the remote control console for a predetermined period of time.
  • the supply of said wireless communication means, said processing means and said wired communication means by said on-board power source is deactivated when no electronic detonator is connected to said peripheral power module .
  • the present invention relates to a wireless detonation system comprising a peripheral power supply unit according to the invention and at least one electronic detonator, said at least one electronic detonator being connected to said peripheral power supply module by a connector mounted at the end of a power cable of said at least one electronic detonator.
  • the electronic detonator comprises, in a housing, an explosive primer, wired communication means, processing means, a first energy storage element dedicated to powering said wired communication means and said processing means , and a second energy storage element dedicated to firing said explosive primer, said wired communication means and said first and second energy storage elements being connected to said power supply cable of said electronic detonator.
  • the present invention relates to a pyrotechnic initiation system comprising a remote control console comprising wireless communication means and one or more wireless detonation systems according to the invention.
  • said remote control console is connected by a cable network to a first subset of electronic detonators and in wireless communication with a second subset of electronic detonators connected to peripheral power modules.
  • the present invention relates to a method of activating a wireless detonation system according to the invention, comprising the following successive steps:
  • the activation method further comprises a step of controlling the power supply of said wireless communication means and / or said wired communication means by said on-board power source.
  • the activation method further comprises a step of communicating said processing means with said at least one electronic detonator.
  • an identifier of said at least one electronic detonator is read by said processing means and / or a diagnostic operation of said at least one electronic detonator and / or said power cable is established by said processing means.
  • the wireless detonation system, the pyrotechnic initiation system and the activation method have features and advantages similar to those previously described in connection with the peripheral power module.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a wireless detonation system according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a wireless detonation system according to a second embodiment of the invention
  • FIGS. 3 to 7 are block diagrams illustrating different exemplary embodiments of connection detecting means of an electronic detonator implemented in a peripheral power supply module of a wireless detonation system.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a pyrotechnic initiation system according to an exemplary embodiment of implementation of the invention.
  • a wireless detonation system 100 comprises at least one electronic detonator 1 connected to a peripheral power module 150.
  • FIGS. 1 and 2 a single electronic detonator 1 10 is illustrated.
  • the electronic detonator 1 10 is intended to be placed in a borehole, which is then loaded with explosive material.
  • the electronic detonator 1 10 comprises a housing January 1 schematically in Figures 1 and 2 by a contour adapted to contain the various functional elements of the electronic detonator 1 10.
  • the electronic detonator 1 10 comprises, in the housing 1 1 1, an explosive primer 1 12, wired communication means 1 13 and processing means 1 14.
  • a power cable 1 15 allows the connection of the electronic detonator 1 10 to the peripheral power supply module 150.
  • the power cable 1 15 is a two-wire cable connected to the housing 1 10.
  • the power cable 1 15 has a length greater than the depth of the borehole considered.
  • a connector 1 16 mounted at the end of the power cable 1 15 is provided to connect the electronic detonator 1 10 as will be described later.
  • the length of the power cable 1 15 must be sufficient for the connector 1 16 to be available at the outlet of the borehole and thus allow its connection to the peripheral power module 150.
  • connection of the electronic detonator 1 10 to the peripheral power supply module 150 can be realized before the positioning the electronic detonator 1 10 at the bottom of the borehole, so that it is not necessary that the connector 1 16 is accessible at the outlet of the borehole.
  • the connector 1 16 may be integrated in the electronic detonator 1 10, directly on the housing 1 January 1, or integrated in the peripheral power module 150, or arranged to any place on the power cable 1 15.
  • the power cable 1 15 can also be integral with the peripheral power supply module 150 or be an independent element, which can be respectively connected to two integrated connectors one to the peripheral power module 150, the other to electronic detonator 1 10.
  • the wired communication means 13 are preferably bidirectional.
  • the modulation for communication to the electronic detonator 110 is preferably a voltage modulation.
  • the modulation used for a communication at the origin of the electronic detonator is preferably a current modulation, performed from an impedance switching.
  • the electronic detonator 1 10 further comprises a first energy storage element 1 17 dedicated to supplying the wired communication means 1 13 and processing means 1 14 and a second energy storage element 1 18 dedicated to the firing of the explosive primer 1 12.
  • the wired communication means 1 13 and the first and second energy storage elements 1 17, 1 18 are connected to the power supply cable 1 15 of the electronic detonator.
  • a discharge device 1 19 is provided between the second energy storage element 1 1 8 and the explosive primer 1 12.
  • the discharge device January 19 forms a safety mechanism for the slow discharge of the second energy storage element 1 18 dedicated to the firing in order to return to a state of safety, not loaded, the electronic detonator in case of abandonment of a firing order.
  • the first energy storage element 1 17 dedicated to supplying the wired communication means 1 13 and the processing means 1 14 is charged from the electrical energy supplied by the power supply cable 1 15 of the electronic detonator 1 10.
  • the first energy storage element 1 17 consists of a capacitor.
  • the second energy storage element 1 18 dedicated to igniting the explosive primer 1 12 is preferably charged to a voltage lower than the voltage required for the firing of the explosive primer 1 12 and adapted to restore the energy to a higher voltage, allowing the firing of the explosive primer 1 12.
  • the second energy storage element 1 18 can consist, for example, of one or more capacitors and one or more stages of voltage rise.
  • An isolation mechanism illustrated by a K-m switch, is mounted upstream of the second energy storage element 1 18 dedicated to firing.
  • the isolation mechanism K 0 makes it possible to activate or deactivate the supply of electrical energy supplied by the supply cable 1 to the second energy storage element 1 18.
  • a firing mechanism schematized by a switch KM, makes it possible to control the transfer of the electrical energy of the second energy storage element 1 18 to the explosive primer 1 12 when it is switched on. traffic light.
  • the isolation mechanism K-m and the firing mechanism K-n are controlled by the processing means 1 14 according to the commands received by the electronic detonator 1 10.
  • the processing means January 14 allow in particular to process messages received, and to act according to the meaning of the messages. They may include a calculator or a microprocessor associated with registers or memories. They allow in particular in a known manner:
  • the electronic detonator 1 10 is connected to a peripheral power supply module 150 by the connector 1 16 mounted at the end of the power supply cable 1 15 of the electronic detonator. 1 10.
  • the electronic detonator 1 10 could also be connected by the connector 1 16 to a network cable connected to a remote control console.
  • peripheral power module 150 An embodiment of a peripheral power module 150 will be described below.
  • the peripheral power module 150 comprises a housing, schematized by the outline 151 in FIGS. 1 and 2.
  • the housing is preferably robust and waterproof and incorporates all the functionalities of the peripheral power module 150 which will be described below.
  • the peripheral power supply module 150 comprises means for connecting one or more electronic detonators 1 10.
  • the connection means are designed to keep to a maximum the tight and rigid nature of the housing 151 of the peripheral power supply module 150.
  • connection means may be formed of a simple two-wire cable 152, of limited length, connected inside the housing 151 of the peripheral power supply module and opening out of the housing 151 through a passage opening of cables.
  • the sealing at the passage orifice can be carried out in known manner by a gland.
  • the two-wire cable 152 thus allows a simple connection of one or more electronic detonators 1 10 through the connectors 1 16 adapted to connect an electronic detonator 1 10 to a cable.
  • the peripheral power supply unit 150 further comprises, in the housing 151, wireless communication means 153, preferably bi-directional, for receiving and transmitting messages and information.
  • the wireless communication means 153 use the radio waves, and allow communication with a remote control console which will be described later.
  • the peripheral power module 150 may comprise an external antenna 154 connected to the wireless communication means 153.
  • the outdoor antenna 154 is preferably omnidirectional.
  • the peripheral power module 150 further comprises wired communication means 155, preferably bidirectional.
  • the wired communication means 155 are preferably compatible with the current modulation format implemented by the electronic detonators 1 10, to allow communication with the electronic detonators.
  • the peripheral power supply module 150 further comprises processing means 156, enabling management of the operation of the peripheral power supply module 150 and its various functional elements.
  • the processing means 156 make it possible to process messages received by the wireless communication means 153 or the wired communication means 155.
  • the processing means 156 then control different actions and / or messages sent according to the meaning of the messages received.
  • the processing means 156 in a nonlimiting manner, make it possible to initiate a sending of a message by the wireless communication means 153 and / or by the wired communication means 155.
  • the processing means 156 are also adapted to activate a transfer of electrical energy to the electronic detonator (s) 1 connected to the peripheral power module 150 as will be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 7.
  • the peripheral power module 150 further comprises an on-board power source 157.
  • the on-board power source 157 is preferably current-limited.
  • the on-board power source 157 is particularly suitable for supplying electrical power to the wireless communication means 153, the wired communication means 155 and the processing means 156.
  • switch means shown diagrammatically in FIG. 1 by the switch K 0 , are mounted between the on-board power source 157 on the one hand and the wireless communication means 153, the processing means 156 and the two on the other hand. wired communication means 155 on the other hand.
  • the switch means K 0 are adapted to control the supply of electrical energy of the various functional elements of the peripheral power module 150.
  • the on-board power source 157 can be preserved at its initial charge level in the peripheral power module 150 when it is stored and before it is used on site.
  • the peripheral power module 150 remains in an inactive state, with a current consumption from the onboard power source 157 negligible or zero before its use.
  • the peripheral power supply module 150 further comprises connection detection means 158 adapted to detect the connection of at least one electronic detonator 1 10.
  • connection detection means 158 are adapted to detect the connection of an electronic detonator 1 10 to the connection means 152.
  • connection detection means 158 will be described hereinafter with reference to FIGS. 3 to 7.
  • connection detection means 158 are adapted to control the switch forming means K 0 for supplying at least the processing means 156 by the on-board power source 157, when at least one electronic detonator 1 10 is connected. to the peripheral power module 150. The peripheral power module 150 is then in an activated mode.
  • the switch means consist of a single switch K 0 placed between the on-board power source 157 and the wireless communication means 153, the processing means 156 and the means of wired communication 155.
  • the connection detection means 158 are adapted to control the switch means K 0 for simultaneously supplying the processing means 156, the wireless communication means 153, and the wired communication means 155 when at least one electronic detonator 1 10 is connected to the peripheral power module 150.
  • a single switch K 0 controls the power supply of the processing means 156, the wireless communication means 153 and the wired communication means 155.
  • the means forming a switch comprise several switches K 0 , K 1 , K 2 mounted respectively between the on-board power source 157 and the communication means without wire 153, the processing means 156 and the wired communication means 155 on the other hand.
  • connection detection means 158 are adapted to control a first switch K 0 for supplying the processing means 156 by the on-board energy source 157.
  • processing means 156 in the activated mode of the peripheral power supply module 150 control the supply of the wireless communication means 153 and the wired communication means 155 by the on-board energy source 157.
  • the processing means 156 are thus adapted to control the second and third switches K 1 , K 2 for supplying electrical energy to the wireless communication means 153 and the wired communication means 155.
  • the second embodiment illustrated in FIG. 2 thus makes it possible, during the connection of an electronic detonator 1 10, to feed initially only the processing means 156, the wired communication means 155 and the communication means wireless 153 being subsequently connected to the on-board power source 157.
  • Such an arrangement as illustrated in FIG. 2 further enables the power supply module 150 to be put on standby after an electronic detonator 1 10 has been connected to the peripheral power supply module 150.
  • a first standby mode hereinafter called superficial standby, makes it possible to preserve the on-board energy source 157 between the instant of connection of an electronic detonator 1 10 and the actual firing procedure, which may occur several hours or even days later.
  • the peripheral power supply module 150 is adapted, autonomously, to exit superficial standby mode, without the intervention of an operator.
  • the superficial standby can be achieved by cutting the power supply to a maximum of functionality, in order to minimize the current consumed by the peripheral power supply module 150.
  • the processing means 156 can cut off the power supply of the wireless communication means 153 and the wired communication means 155 by the on-board power source 157 by acting on the second and third switches K 1 , K 2 .
  • features integrated in the processing means 156 can also be put to sleep, according to a conventional method in a microprocessor.
  • a clocking and incrementing mechanism can remain activated in the microprocessor in order to have the possibility of interrupting the superficial standby mode at the expiry of a predetermined delay, the functions of calculator, of reception , transmission and processing of messages integrated in the processing means 156 being suspended.
  • the peripheral power supply unit 150 temporarily controls, via the processor means 156, the power supply of the wireless communication means 153, by acting on the second switch K ; in order to receive a possible message sent by a remote control console, controlling the durable output of the superficial standby mode. Furthermore, in the superficial standby mode, the power supply for the electronic detonators 1 10 can also be deactivated thanks to an integrated device connection detection means 158 which will be described in detail below, with particular reference to Figures 4 and 6.
  • peripheral power module 150 may also be desirable to allow the peripheral power module 150 to return to a second sleep mode, called deep sleep, in which the on-board power source 157 is completely isolated.
  • This deep sleep mode allows a high security of the wireless detonation system 100, for example in case of abandoning a shot.
  • the processing means 156 are adapted to control the connection detection means 158 to act on the switch forming means K 0 , K 1 , K 2 , including on the first switch K 0 for cutting the supply of the processing means 156 by the on-board energy source 157.
  • the on-board power source 157 is then preserved for the duration of the deep sleep mode.
  • the processing means 156 are adapted in particular to deactivate the power supply of the wireless communication means 153 and the wired communication means 155 by the on-board energy source 157 to receiving a sleep command issued by the remote control console.
  • Standby can also be triggered in the absence of message reception from the remote control console for a predetermined period of time.
  • the absence of message reception thus reflects prolonged inactivity of a remote control console or an extended period of non-solicitation by the remote control console.
  • processing means 156 and wired communication means 155 by the on-board power source 157 is deactivated when no electronic detonator 1 10 is connected to the peripheral module 150.
  • the deep standby is thus in particular controlled in the event of disconnection, accidental or voluntary, of an electronic detonator 1 10.
  • the disconnection of an electronic detonator 1 10 can be detected by the processing means 156, for example when no electronic detonator 1 10 responds to messages initiated by the processing means 156 to an electronic detonator 1 10.
  • the deep standby following the disconnection of an electronic detonator 1 10 can be performed without intervention of the processing means 156, since the connection detecting means 158 are configured, as described later, to control the opening a first switch K 0 when no electronic detonator 1 10 is connected to the peripheral power module 150.
  • the latter must connect an electronic detonator 1 10, or possibly disconnect, and then reconnect an electronic detonator 1 10 when the deep standby was commanded by an explicit order of deep standby addressed by the remote control console to destination of the peripheral power module 150.
  • transition to a deep standby mode is generally reserved for a definitive abandonment of fire or, at least, for a prolonged suspension of the shot.
  • connection detection means 158 are adapted to detect an impedance change across the connection means, here implemented by a two-wire cable 1 52, when an electronic detonator is connected by a connector 1 1 6 to two-wire cable 1 52.
  • connection detection of an electronic detonator 110 is implemented from a measurement of current.
  • connection detection means 1 58 comprise a current measuring device A electrically connected to one of the terminals of the connection means 152.
  • the current measurement device A is here connected in series with one of the two conductors of the two-wire cable 152.
  • a current comparator C is adapted to compare the value of the current measured by the current measuring device A with a predetermined value I REF-
  • Such an electronic detonator 1 1 0 is equivalent to connecting on the connection means 1 52 an equivalent impedance modifying the electrical circuit, and thus the value of the current flowing in the current measuring device A.
  • the value of the measured current changes from a zero value to a value corresponding substantially to the current consumption by the electronic detonator 1 1 0 increased possible leakage currents on the two-wire cable 1 52 and the power cable 1 15.
  • the comparator C compares the value of the measured current with a predefined value I RE F which can be substantially equal to half the current consumed by an electronic detonator 1 1 0.
  • the peripheral power supply unit 1 50 is thus parameterized by means of a preset value I REF, determined according to the electronic detonators 1 1 0 intended to be used with the peripheral power supply module 1 50.
  • the output of the current comparator C controls the switch means and, in this embodiment, the switch K 0 for supplying the processing means 156 by the on-board energy source 157.
  • connection detection means 1 58 control the switch K 0 to supply the processing means 156 as described above with reference to FIG. Figure 1 or 2.
  • a filtering system may possibly be integrated so as to prevent the wired communication between the peripheral power supply module 150 and the detonator 1 1 0, of the voltage or current modulation type, which disturbs the connection detection means 158, causing the deactivation of the peripheral power supply unit 1 50 by an opening of the switch K 0
  • connection detection means 1 58 allow a return to deep automatic standby when disconnecting an electronic detonator 1 1 0.
  • FIG. 4 illustrates an alternative embodiment of the connection detection means 1 58, notably allowing a standby from an order received by the peripheral power supply module 1 50.
  • the connection detection means 158 comprise a memory element, represented diagrammatically by a rocker RS in FIG.
  • the RS flip-flop is adapted to memorize the state change related to the connection of an electronic detonator 1 10.
  • the contents of the RS flip-flop can be modified by the processing means 156, via a resetting input R (RESET input), causing the first switch K 0 to open to cut off the power supply to the processing means 156 and to switch on thus in deep sleep mode.
  • R resetting input
  • the presence of the RS flip-flop prevents automatic deep standby of the peripheral power supply module 150 when the electronic detonator 1 10 is disconnected.
  • the current measuring device A is connected to the processing means 156.
  • the processing means 156 are adapted to analyze the current consumption on the connector of the connection means 152 and to order the switchover to standby mode, by controlling as previously indicated the RS flip-flop, when the value of the measured current by the current measuring device A fall.
  • a switch K 2 o is mounted between the on-board power source 157 and the connection means 152 of an electronic detonator 1 10.
  • the processing means 156 are adapted to control the switch K 20 and thus the supply of the electronic detonator 1 10 by the on-board energy source 157.
  • processing means 156 are adapted to allow the power supply of the electronic detonator 1 10, and the charge of the first and second energy storage elements 1 17, 1 18.
  • processing means 156 are adapted to control the switch K 20 to interrupt the power supply of the electronic detonator 1 10, in order to pass the peripheral power module 150 in a superficial or deep standby mode.
  • a resistor R 2 o of high impedance is connected in parallel with the switch K 2 o so as to limit as much as possible the electric current to the electronic detonator 1 10 when the switch K 20 is open, and nevertheless allow the connection detection of an electronic detonator 1 10.
  • connection detection means 158 implementing a voltage measuring device.
  • the on-board power source 157 initially provides a positive DC voltage.
  • the voltage measured at point V, on one of the two-wire cable connectors 152, corresponds to a supply voltage when no electronic detonator is connected to the peripheral power module 150.
  • a high impedance resistor R 20 (pull-up resistor) is mounted on one of the connectors of the two-wire cable 152.
  • the value of the resistance of high impedance R 20 is for example ten times greater than the average impedance presented by an electronic detonator 1 10.
  • a comparator C makes it possible, as before, to compare the voltage at the point V with a reference voltage V RE F-
  • the comparator acts on the switch K 0 to control the supply of the processing means 156 by the on-board power source 1 57.
  • the processing means 156 are powered by the on-board power source 1 57, the processing means 156 are adapted to control a switch K 20 mounted between the on-board power source 1 57 and the connecting means 1 52 of FIG. an electronic detonator 1 1 0.
  • the switch K 20 is connected in parallel with the high impedance resistor R 2 o and thus makes it possible to short-circuit this resistance to supply enough electrical power to the power supply cable 1 1 5 to supply the electronic detonator correctly. 1 1 0.
  • a memory element such as a RS flip-flop, is implemented between the comparator C and the switch K 0 , the RS flip-flop being used to store the change of state of the switch K 0 .
  • the switch K 20 connected in parallel with the high impedance resistor R 20 and controlled by the processing means 1 56, allows a superficial standby of the peripheral power supply module 1 50.
  • the exemplary embodiment illustrated in FIG. 5 does not allow for a deep standby mode of the peripheral power supply module, in particular when no electronic detonator 1 1 0 is connected to the peripheral power supply module 150.
  • a command from the processing means 1 56 makes it possible to act on the memory element.
  • the processing means 156 are connected to the input R (RESET) of the RS flip-flop in order to reset this memory element and to allow the opening of the first switch K 0 and the deactivation of the means treatment 156.
  • connection detection means 158 in which the processing means 156 are implemented within a microcontroller or microprocessor 159.
  • the microprocessor 159 integrates several functions of the processing means 156 described above but also replaces different hardware elements.
  • the microprocessor 159 furthermore makes it possible, in the embodiment illustrated in FIG. 7, to manage the deep and superficial standby modes of the peripheral power supply module 150.
  • the signal from a current measurement or a voltage can be directly connected to an input port microprocessor 159, configured in interrupt mode.
  • the interruption must be triggered on a falling edge so that the detection of the connection of an electronic module not be disturbed by the nominal operation of the assembly and that the system can also be reactivated during the disconnection and reconnection of an electronic detonator 1 10.
  • the processing means 156 being implemented within a microprocessor, the transition to superficial standby mode corresponds to a passage of the microprocessor in standby mode, in which only clock means 160 are kept active.
  • the microprocessor makes it possible to realize the functionalities of the processing means 156 as described above, but also of the first switch K 0 , enabling control the supply of the processing means 156 by the on-board energy source 157, the comparator C as well as the memory element constituted by the RS flip-flop.
  • the processing means 156 are powered as soon as at least one electronic detonator 1 10 is connected to the peripheral power module 150. As will be described later with reference in a method of activating a wireless detonation system, the processing means 156 are adapted, in the activated mode of the peripheral power supply module, to communicate with the electronic detonator 1 10.
  • a pyrotechnic initiation system suitable for implementing a wireless detonation system 100 as described above will now be described with reference to FIG.
  • a pyrotechnic initiation system includes a firing control console 200 for forming a remote control console of the electronic detonators 1 10.
  • the remote control console 200 generally has its own power supply (typically a battery) and a bidirectional wireless communication means preferably, shown diagrammatically in FIG. 8 by an antenna 201.
  • a bidirectional wireless communication means typically, shown diagrammatically in FIG. 8 by an antenna 201.
  • the antenna 201 may for example be omnidirectional.
  • the antenna 201 may be directive, making it possible to improve the performance of the wireless communication towards the electronic detonators of a firing plane, and thus limit the impact of the disturbances, in this case the antenna 201 from the remote control console 200 must be oriented towards the firing plane.
  • the wireless communication means 201 are adapted to communicate with the wireless communication means 153 of the peripheral power modules 150 described above.
  • the remote control console 200 includes all the necessary hardware and software resources for control all the stages of firing of a network of electronic detonators.
  • Such a remote control console 200 is known and need not be described in detail here.
  • the remote control console 200 can communicate, by the wireless communication means 201, with several peripheral power modules 150 each connected to one or more electronic detonators 1 10.
  • FIG. 8 illustrates two peripheral power supply modules 150A and 150B adapted to communicate with the remote control console 200.
  • each power peripheral module 150A, 150B are adapted to receive messages from the remote control console 200 and to transmit messages to the remote control console 200.
  • the messages received by the wireless communication means 153 of the peripheral power modules 150A, 150B are addressed to the processing means 156, and optionally to one or more electronic detonators 1 10 by the wired communication means 155.
  • a first peripheral power supply module 150A is associated with two electronic detonators.
  • connection detecting means 158 being adapted to detect the connection of at least one electronic detonator 1 10 to the connection means 152.
  • the second power peripheral module 150B is connected to a single electronic detonator 1 10B.
  • the pyrotechnic initiation system illustrated in Figure 8 is further adapted to implement a wired communication system with electronic detonators.
  • the remote control console 200 is connected by a network of cables 202 to electronic detonators 1 10C, 1 10D.
  • the embodiment illustrated in FIG. 8 implements mixed communication means: the remote control console 200 is connected by the cable network 202 to a first subset of electronic detonators 1 1 OC, 1 10D and in wireless communication with a second subset of electronic detonators 1 10Ai, 1 10A 2 , 1 10B connected to peripheral power modules 150A, 150B.
  • Such a pyrotechnic initiation system offers great flexibility in the deployment of a network of electronic detonators 1 10.
  • the remote control console 200 must, of course, send synchronized fire orders via the wireless communication means and the wired communication means for ensuring the simultaneous reception of a firing message by the electronic detonators 1 10 connected to the remote control console 200 by different communication means.
  • Synchronization must also take into account the processing latency inherent in each means of communication, wired or wireless.
  • the areas closest to the remote control console 200 can be wired by a cable network 202, the other firing zones, further away, can be connected by wireless communication means as described above.
  • each electronic detonator 1 decides to connect it to the network of cables 202 or connecting it to a peripheral power module 150 having wireless communication means 153 for communicating with the remote control console 200.
  • the communication quality can also be evaluated with a subset of electronic detonators 1 10C, 1 10D connected by the cable network 202 to the remote control console 200.
  • a pyrotechnic initiation system implementing a mixed network as described in Figure 8 accelerates the establishment of a network of electronic detonators 1 10 and reduce the risk of non-operation.
  • the present invention is not limited to such a pyrotechnic initiation system but also applies to a pyrotechnic initiation system implementing a remote control console 200 associated only with wireless detonation systems 100 and not implementing wireline communication with electronic detonators 1 10.
  • the activation method first comprises a step of detecting the connection of at least one electronic detonator 1 10 to a peripheral power module 150. As previously described, the detection of such a connection causes the activation of the peripheral power module 150, the processing means 156 being then powered by the on-board energy source 157.
  • the activation method comprises a step of communicating the processing means 156 with the electronic detonator 1 10.
  • the processing means 156 communicate with the electronic detonator 1 10 via the wired communication means 155, previously activated, either by the connection detecting means 158 in the embodiment of FIG. 1, or by the actuation of the second switch K 2 by the processing means 156 in the illustrated embodiment of FIG. 2.
  • the processing means 156 in the activated mode of the peripheral power supply module 150 communicate with the electronic detonator (s) 1 connected to the peripheral power supply module 150.
  • an identifier of the electronic detonator (s) 110 can be read by the processing means 156.
  • the identifier communicated by the electronic detonator 1 10 may, in turn, be communicated by the peripheral power supply module 150 to an operator and / or transferred to a programming console.
  • the programming console can be physically connected to the peripheral power supply module 150, for example on the two-wire cable 152, or else be a wireless programming console with which the peripheral power module 150 can communicate thanks to the communication means without thread 153.
  • Such a programming console is used in a known manner in a wired network to program an electronic detonator and for example assign a delay for firing according to a predetermined firing plan.
  • the peripheral power supply unit 150 can implement a certain number of pre-diagnoses with the electronic detonator 1 10 as soon as it is activated, even before the activation of the wireless communication means 153 and the exchange of messages or messages. data with the remote control console 200.
  • the peripheral power module 150 is adapted to exchange information and messages with the electronic detonator 1 10 independently from the remote control console 200 and can know at any time the state of the electronic detonator (s) 1 10 connected to it.
  • the processing means 156 are adapted to receive messages addressed by the remote control console 200 via the wireless communication network.
  • the remote control console 200 may address a command to the peripheral power module 150 to initiate an exchange of messages with the connected electronic detonator (s) 1.
  • commands addressed by the remote control console 200 concern the firing orders and possibly the assignment of firing delays to each electronic detonator 1 10, or a charge order of the second element energy storage system 1 18 dedicated to firing the electronic detonator 1 10.
  • the exchanges between the peripheral power supply module 150 and the electronic detonator 1 10 may be initiated either at the initiative of the peripheral power module 150 as soon as the processing means 156 and the wired communication means 155 are powered by the on-board power source 157, or upon receipt of an order from the remote control console 200 as soon as the wireless communication means 153 are powered by the on-board power source 157.
  • connection, identification communication of each electronic detonator 1 10 and diagnosis of the operation of each wireless detonation system 100 can be performed locally, without intervention of the remote control console 200.
  • the wireless communication with the remote control console 200 can be established later, at the time of the firing procedure of the electronic detonators 1 10.
  • the deep or shallow standby mode previously described for the peripheral power supply unit 150 is particularly well suited to preserving the functionalities of the power supply peripheral module 150, and in particular the on-board power source 157, while waiting for the firing procedure.
  • the wireless detonation system 100 and the pyrotechnic initiation system described above have many advantages.
  • the risk of non-firing is also minimized when all the functionalities required for the firing of the electronic detonator 1 10 are integrated in the housing 1 1 1 of the electronic detonator 1 10 placed downhole.
  • the explosion of a nearby electronic detonator does not affect the operation of the electronic detonator 1 10.
  • the operation of the electronic detonator 1 10 is independent, it can be fired even in case of destruction or disconnection of the peripheral module d 150 power supply.
  • the pyrotechnic initiation system offers great flexibility of implementation.
  • peripheral power supply modules 150 are considered as consumable material as are the electronic detonators 1 10.
  • the power cables 1 15 are of limited length and are not interconnected with each other, the reliability of the communication and of the supply of electrical energy between the peripheral power supply module 150 and the buried electronic detonators 1 10 is optimized, reducing the risk of non-operation of the wireless detonation system 100.
  • a wireless communication mode thus makes it possible to eliminate most of the operational hazards associated with wired links, to increase the dimensions and the number of electronic detonators of a firing plan, to potentially increase the flow rate. communication, reduce the number of messages exchanged between the remote control console 200 and the peripheral power modules 150, and thus reduce the duration of the firing procedure.

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Abstract

Un module périphérique d'alimentation (150) pour détonateur électronique (110), comprend une source d'énergie embarquée (157), des moyens de communication sans fil (153) avec une console de commande à distance, des moyens de traitement (156) et des moyens de communication filaire (155) avec au moins un détonateur électronique (110). Des moyens formant interrupteur (K0) sont montés entre la source d'énergie embarquée (157) d'une part, et les moyens de communication sans fil (153), les moyens de traitement (156) et les moyens de communication filaire (155) d'autre part. Le module périphérique d'alimentation (150) comprend en outre des moyens de détection de raccordement (158) d'au moins un détonateur électronique (110), lesdits moyens de détection de raccordement (158) étant adaptés à commander lesdits moyens formant interrupteur (K0) pour alimenter lesdits moyens de traitement (156) par ladite source d'énergie embarquée (157) lorsqu'au moins un détonateur électronique (110) est raccordé audit module périphérique d'alimentation (150), de sorte que ledit module périphérique d'alimentation (150) est dans un mode activé. Utilisation notamment dans un système d'initiation pyrotechnique.

Description

Module périphérique d'alimentation pour détonateur électronique
La présente invention concerne un module périphérique d'alimentation pour détonateur électronique.
Elle concerne également un système de détonation sans fil et un système d'initiation pyrotechnique mettant en œuvre un tel module périphérique d'alimentation, ainsi qu'un procédé d'activation d'un système de détonation sans fil.
La présente invention s'applique de manière générale dans le domaine de l'initiation pyrotechnique, dans tout secteur où un réseau de un ou plusieurs détonateurs électroniques doit traditionnellement être mis en œuvre. Des exemples typiques d'utilisation concernent l'exploitation des mines, carrières, l'exploration sismique, ou encore le secteur du bâtiment et des travaux publics.
En pratique, les détonateurs électroniques sont mis en place respectivement dans des trous de forage préalablement creusés et chargés en un matériau explosif. La mise à feu des détonateurs électroniques est réalisée selon une séquence prédéterminée.
Pour parvenir à ce résultat, un retard de mise à feu est associé individuellement à chaque détonateur électronique, et un ordre de tir commun est adressé à l'ensemble des détonateurs électroniques par une console de commande à distance. Cet ordre de tir permet de synchroniser le décompte du retard de mise à feu pour l'ensemble des détonateurs électroniques. A partir de la réception de l'ordre de tir, les détonateurs électroniques gèrent en toute autonomie le décompte du retard spécifique qui leur est associé ainsi que leur propre mise à feu.
Traditionnellement, la mise en place d'un réseau de détonateurs électroniques nécessite une étape de câblage de tous les détonateurs électroniques du réseau à la console de commande à distance. Ce câblage permet d'une part d'échanger des informations, des commandes et/ou des messages entre la console de commande à distance et les détonateurs électroniques, notamment pour transmettre l'ordre de tir. Ce moyen de communication est aussi couramment mis à profit pour échanger d'autres types d'information, par exemple pour effectuer des tâches de diagnostic du réseau pour détecter d'éventuelles anomalies avant la mise à feu.
Le câblage permet d'autre part à la console de commande à distance de fournir l'énergie nécessaire au fonctionnement et à la mise à feu de l'ensemble des détonateurs électroniques. Pour des questions de sécurité, les détonateurs électroniques actuels ne comportent en effet pas de source d'énergie permanente. Celle-ci est fournie par la console de commande à distance et est stockée localement dans les détonateurs électroniques dans des moyens de stockage dédiés (typiquement dans une ou plusieurs capacités) en vue de leur mise à feu.
Toutefois, cette étape de câblage est délicate à mettre en œuvre pour assurer le fonctionnement du réseau de détonateurs électroniques en toute sécurité.
En outre, afin de garantir la sûreté du personnel et des équipements, il faut éliminer tout risque de départ inopiné des détonateurs électroniques, ainsi que tout risque de non mise à feu après transmission de l'ordre de tir par la console de commande à distance.
On connaît par ailleurs dans l'état de la technique des solutions, appelées « détonateurs sans fil », permettant de s'affranchir du câblage entre les détonateurs électroniques et la console de commande à distance et de réduire les risques de non mise à feu. Elles mettent en œuvre des moyens de communication sans fil, tout en remplissant les fonctions de communication avec la console de commande à distance et d'apport d'énergie au détonateur électronique, usuellement gérées au moyen du réseau de câbles.
Le document WO2006/096920 A1 décrit ainsi un détonateur électronique comportant une amorce explosive, des modules de communication sans fil et de traitement, permettant de communiquer avec une console de commande à distance, et un élément de stockage d'énergie électrique. Le détonateur électronique comporte en outre une source d'énergie embarquée, permettant d'alimenter les modules de communication et de traitement et de fournir de l'énergie à l'élément de stockage d'énergie, et un circuit de mise à feu connecté à l'élément de stockage d'énergie. Dans un mode de réalisation, seule l'amorce explosive est placée au fond d'un trou de forage, la source d'énergie embarquée, les modules de communication sans fil et de traitement et l'élément de stockage d'énergie étant placés dans un boîtier disposé à la surface du sol afin de favoriser la communication sans fil avec la console de commande à distance.
Toutefois, la présence permanente d'une source d'énergie embarquée dans le boîtier, en coopération avec l'élément de stockage d'énergie pour la mise à feu du détonateur, présente inévitablement un risque de transfert accidentel d'énergie vers l'amorce explosive, et donc d'un départ inopiné du détonateur électronique.
D'autre part, la localisation en surface dans un boîtier de l'élément de stockage d'énergie pour la mise à feu de l'amorce explosive rend la mise à feu du détonateur électronique incertaine. En effet, la mise à feu d'un détonateur voisin dans le plan de tir présente un risque de destruction prématurée du boîtier disposé en surface. Si l'explosion du détonateur voisin vient arracher le câble reliant l'élément de stockage d'énergie à l'amorce explosive située au fond du trou de forage, la mise à feu de l'amorce explosive ne peut plus avoir lieu. Le risque de non mise à feu du détonateur électronique après transmission de l'ordre de tir par la console de commande à distance est encore augmenté lorsqu'on considère un séquencement de la mise à feu et que le détonateur voisin est programmé pour exploser avant le détonateur considéré.
Par ailleurs, lorsque seule l'amorce explosive est placée au fond d'un trou de forage et reliée par un câble au boîtier du détonateur électronique, le diagnostic du bon fonctionnement des éléments enterrés est incertain, voire impossible, réduisant la fiabilité du système. Il est en effet difficile de vérifier si le câble enterré est toujours intact après avoir rempli le trou de forage d'un matériau de bourrage, et si le transfert d'énergie va permettre la mise à feu de l'amorce explosive. Finalement, dans le détonateur électronique décrit dans le document WO2006/096920 A1 , les modules de communication sans fil et de traitement sont alimentés en permanence par la source d'énergie embarquée. Ce type de montage n'est pas adapté à la mise en œuvre réelle des détonateurs électroniques, pour lesquels le délai entre la fabrication et l'utilisation peut être de plusieurs mois.
Par ailleurs, l'alimentation du module de communication sans fil présente un risque de mise en communication avec la console de commande à distance et la réception d'ordres ou de messages alors même que l'amorce explosive du détonateur électronique n'est pas positionnée dans le trou de forage, présentant un risque de déclenchement intempestif et prématuré du détonateur électronique.
La présente invention a pour but de résoudre tout ou partie des inconvénients précités et de proposer un détonateur électronique avec des moyens de communication sans fil, de fonctionnement fiable et sécurisé.
A cet effet, la présente invention concerne, selon un premier aspect, un module périphérique d'alimentation pour détonateur électronique, comprenant une source d'énergie embarquée, des moyens de communication sans fil avec une console de commande à distance, des moyens de traitement et des moyens de communication filaire avec au moins un détonateur électronique.
Selon l'invention, des moyens formant interrupteur sont montés entre ladite source d'énergie embarquée d'une part, et lesdits moyens de communication sans fil, lesdits moyens de traitement et lesdits moyens de communication filaire d'autre part, ledit module périphérique d'alimentation comprenant en outre des moyens de détection de raccordement d'au moins un détonateur électronique, lesdits moyens de détection de raccordement étant adaptés à commander lesdits moyens formant interrupteur pour alimenter lesdits moyens de traitement par ladite source d'énergie embarquée lorsqu'au moins un détonateur électronique est raccordé audit module périphérique d'alimentation, de sorte que ledit module périphérique d'alimentation est dans un mode activé. Ainsi, la source d'énergie embarquée est isolée par des moyens formant interrupteur des moyens de communication sans fil, des moyens de traitement et des moyens de communication filaire du module périphérique d'alimentation, et des moyens de détection de raccordement permettent d'alimenter les moyens de traitement par la source d'énergie embarquée, lors du raccordement d'un détonateur électronique.
Cette structure permet de préserver la durée de vie de la source d'énergie embarquée avant l'utilisation concrète du module périphérique d'alimentation d'un détonateur électronique.
Par ailleurs, la source d'énergie embarquée du module périphérique d'alimentation est dissociée du détonateur électronique tant que celui-ci n'est pas raccordé au module périphérique d'alimentation, assurant une sécurité adéquate lors du transport et la manipulation des détonateurs électroniques.
Le module périphérique d'alimentation comprend des caractéristiques et modes de réalisation suivants, qui peuvent être pris en combinaison ou isolément.
Selon un mode de réalisation, lesdits moyens de traitement dans ledit mode activé dudit module périphérique d'alimentation commandent l'alimentation desdits moyens de communication sans fil et desdits moyens de communication filaire par ladite source d'énergie embarquée.
Alternativement, lesdits moyens de détection de raccordement sont adaptés à commander lesdits moyens formant interrupteur pour alimenter simultanément lesdits moyens de traitement, lesdits moyens de communication sans fil et lesdits moyens de communication filaire lorsqu'au moins un détonateur électronique est raccordé audit module périphérique d'alimentation.
Avantageusement, lesdits moyens de traitement dans ledit mode activé dudit module périphérique d'alimentation communiquent avec ledit au moins un détonateur électronique une fois lesdits moyens de communication filaire alimentés par la source d'énergie embarquée.
Dans un mode de réalisation, le module périphérique d'alimentation comprend des moyens de connexion d'au moins un détonateur électronique, les moyens de détection de raccordement détectant un changement d'impédance aux bornes desdits moyens de connexion.
Selon un exemple de réalisation, les moyens de détection de raccordement comprennent un dispositif de mesure de courant connecté électriquement à l'une desdites bornes des moyens de connexion, et un comparateur de courant adapté à comparer la valeur du courant mesuré par ledit dispositif de mesure de courant à une valeur prédéfinie.
En pratique, ladite valeur prédéfinie est sensiblement égale à la moitié du courant consommé par un détonateur électronique.
Dans un mode de réalisation, lesdits moyens de traitement sont adaptés à commander un interrupteur monté entre ladite source d'énergie embarquée et des moyens de connexion d'au moins un détonateur électronique au module périphérique d'alimentation.
En pratique, lesdits moyens de communication sans fil sont adaptés à recevoir des messages de ladite console de commande à distance et à émettre des messages à destination de ladite console de commande à distance, lesdits messages réceptionnés étant adressés auxdits moyens de traitement, et optionnellement audit au moins un détonateur électronique par les moyens de communication filaire.
Avantageusement, lesdits moyens de traitement sont adaptés à désactiver l'alimentation desdits moyens de communication sans fil et desdits moyens de communication filaire par ladite source d'énergie embarquée à réception d'un ordre de mise en veille émis par ladite console de commande à distance et/ou en l'absence de réception de messages de la console de commande à distance pendant une période de temps prédéterminée.
Selon un mode de réalisation, l'alimentation desdits moyens de communication sans fil, desdits moyens de traitement et desdits moyens de communication filaire par ladite source d'énergie embarquée est désactivée lorsqu'aucun détonateur électronique n'est raccordé audit module périphérique d'alimentation.
En pratique, ladite source d'énergie embarquée est une source d'énergie limitée en courant. Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne un système de détonation sans fil comprenant un module périphérique d'alimentation conforme à l'invention et au moins un détonateur électronique, ledit au moins un détonateur électronique étant raccordé audit module périphérique d'alimentation par un connecteur monté à l'extrémité d'un câble d'alimentation dudit au moins un détonateur électronique.
En pratique, le détonateur électronique comprend, dans un boîtier, une amorce explosive, des moyens de communication filaire, des moyens de traitement, un premier élément de stockage d'énergie dédié à l'alimentation desdits moyens de communication filaire et desdits moyens de traitement, et un second élément de stockage d'énergie dédié à la mise à feu de ladite amorce explosive, lesdits moyens de communication filaire et lesdits premier et second éléments de stockage d'énergie étant connectés audit câble d'alimentation dudit détonateur électronique.
Selon un troisième aspect, la présente invention concerne un système d'initiation pyrotechnique comprenant une console de commande à distance comportant des moyens de communication sans fil et un ou plusieurs systèmes de détonation sans fil conforme à l'invention.
Selon un mode de réalisation, ladite console de commande à distance est connectée par un réseau de câbles à un premier sous-ensemble de détonateurs électroniques et en communication sans fil avec un second sous-ensemble de détonateurs électroniques connectés à des modules périphériques d'alimentation.
Selon un quatrième aspect, la présente invention concerne un procédé d'activation d'un système de détonation sans fil conforme à l'invention, comprenant les étapes suivantes successives :
- détection du raccordement d'au moins un détonateur électronique audit module périphérique d'alimentation ; et
- activation dudit module périphérique d'alimentation, lesdits moyens de traitement étant alimentés par ladite source d'énergie embarquée.
En pratique, le procédé d'activation comprend en outre une étape de commande de l'alimentation desdits moyens de communication sans fil et/ou desdits moyens de communication filaire par ladite source d'énergie embarquée.
Avantageusement, le procédé d'activation comprend en outre une étape de communication desdits moyens de traitement avec ledit au moins un détonateur électronique.
En pratique, lors de l'étape de communication, un identifiant dudit au moins un détonateur électronique est lu par lesdits moyens de traitement et/ou un diagnostic de fonctionnement dudit au moins un détonateur électronique et/ou dudit câble d'alimentation est établi par lesdits moyens de traitement.
Le système de détonation sans fil, le système d'initiation pyrotechnique et le procédé d'activation présentent des caractéristiques et des avantages analogues à ceux décrits précédemment en relation avec le module périphérique d'alimentation.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs :
- la figure 1 est un schéma bloc illustrant un système de détonation sans fil selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est un schéma bloc illustrant un système de détonation sans fil selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
- les figures 3 à 7 sont des schémas bloc illustrant différents exemples de réalisation de moyens de détection de raccordement d'un détonateur électronique mis en œuvre dans un module périphérique d'alimentation d'un système de détonation sans fil ; et
- la figure 8 est un schéma bloc illustrant un système d'initiation pyrotechnique selon un exemple de réalisation de mise en œuvre de l'invention.
On va décrire tout d'abord en référence aux figures 1 et 2 un système de détonation sans fil selon deux modes de réalisation de l'invention.
Les éléments communs des figures 1 et 2 portent les mêmes références numériques et sont décrits simultanément ci-après. Dans son principe, un système de détonation sans fil 100 comprend au moins un détonateur électronique 1 10 raccordé à un module périphérique d'alimentation 150.
Dans les exemples des figures 1 et 2, un unique détonateur électronique 1 10 est illustré.
Toutefois, comme cela sera décrit ultérieurement, plusieurs détonateurs électroniques similaires 1 1 0 peuvent être raccordés à un même module périphérique d'alimentation 150.
Le détonateur électronique 1 10 est destiné à être placé dans un trou de forage, qui est ensuite chargé en matériau explosif.
De manière générale, le détonateur électronique 1 10 comporte un boîtier 1 1 1 schématisé aux figures 1 et 2 par un contour adapté à contenir les différents éléments fonctionnels du détonateur électronique 1 10.
Le détonateur électronique 1 10 comprend, dans le boîtier 1 1 1 , une amorce explosive 1 12, des moyens de communication filaire 1 13 et des moyens de traitement 1 14.
Pour l'alimentation électrique du détonateur électronique 1 10, un câble d'alimentation 1 15 permet le raccordement du détonateur électronique 1 10 au module d'alimentation périphérique 150.
A titre d'exemple, le câble d'alimentation 1 15 est un câble bifilaire relié au boîtier 1 10. Le câble d'alimentation 1 15 a une longueur supérieure à la profondeur du trou de forage considéré.
Un connecteur 1 16 monté à l'extrémité du câble d'alimentation 1 15 est prévu pour raccorder le détonateur électronique 1 10 comme cela sera décrit ultérieurement.
Si le raccordement du détonateur électronique 1 10 doit se faire après positionnement du détonateur électronique 1 10 dans le trou de forage, la longueur du câble d'alimentation 1 15 doit être suffisante pour que le connecteur 1 16 soit disponible en sortie du trou de forage et permettre ainsi sa connexion au module d'alimentation périphérique 150.
Bien entendu, le raccordement du détonateur électronique 1 10 au module d'alimentation périphérique 150 peut être réalisé avant le positionnement du détonateur électronique 1 10 au fond du trou de forage, de telle sorte qu'il n'est pas nécessaire que le connecteur 1 16 soit accessible en sortie du trou de forage.
Par ailleurs, le mode de réalisation décrit précédemment n'est pas limitatif, le connecteur 1 16 pouvant être intégré au détonateur électronique 1 10, directement sur le boîtier 1 1 1 , ou intégré au module périphérique d'alimentation 150, ou encore disposé à tout endroit du câble d'alimentation 1 15.
Ainsi, le câble d'alimentation 1 15 peut également être solidaire du module périphérique d'alimentation 150 ou encore être un élément indépendant, pouvant être raccordé respectivement à deux connecteurs intégrés l'un au module périphérique d'alimentation 150, l'autre au détonateur électronique 1 10.
Les moyens de communication filaire 1 13 sont de préférence bidirectionnels. La modulation pour une communication à destination du détonateur électronique 1 10 est de préférence une modulation de tension. La modulation utilisée pour une communication à l'origine du détonateur électronique est de préférence une modulation de courant, réalisée à partir d'une commutation d'impédance.
Le détonateur électronique 1 10 comprend en outre un premier élément de stockage d'énergie 1 17 dédié à l'alimentation des moyens de communication filaire 1 13 et des moyens de traitement 1 14 et un second élément de stockage d'énergie 1 18 dédié à la mise à feu de l'amorce explosive 1 12.
Les moyens de communication filaire 1 13 et les premier et second éléments de stockage d'énergie 1 17, 1 18 sont connectés au câble d'alimentation 1 15 du détonateur électronique.
Par ailleurs, un dispositif de décharge 1 19 est prévu entre le second élément de stockage d'énergie 1 1 8 et l'amorce explosive 1 12.
Le dispositif de décharge 1 19 forme un mécanisme de sécurité permettant la décharge lente du second élément de stockage d'énergie 1 18 dédié à la mise à feu afin de revenir dans un état de sécurité, non chargé, du détonateur électronique en cas d'abandon d'un ordre de tir. Le premier élément de stockage d'énergie 1 17 dédié à l'alimentation des moyens de communication filaire 1 13 et des moyens de traitement 1 14 est chargé à partir de l'énergie électrique fournie par le câble d'alimentation 1 15 du détonateur électronique 1 10.
A titre d'exemple non limitatif, le premier élément de stockage d'énergie 1 17 est constitué d'une capacité.
Le second élément de stockage d'énergie 1 18 dédié à la mise à feu de l'amorce explosive 1 12 est de préférence chargé à une tension inférieure à la tension requise pour la mise à feu de l'amorce explosive 1 12 et adapté à restituer l'énergie à une tension plus élevée, permettant la mise à feu de l'amorce explosive 1 12.
Le second élément de stockage d'énergie 1 18 peut être constitué par exemple d'une ou plusieurs capacités et d'un ou plusieurs étages d'élévation de tension.
Un mécanisme d'isolation, illustré par un interrupteur K-m, est monté en amont du second élément de stockage d'énergie 1 18 dédié à la mise à feu.
Le mécanisme d'isolation K 0 permet d'activer ou désactiver l'apport d'énergie électrique fournie par le câble d'alimentation 1 15 à destination du second élément de stockage d'énergie 1 18.
De même, un mécanisme de mise à feu, schématisé par un interrupteur K-M, permet de commander le transfert de l'énergie électrique du second élément de stockage d'énergie 1 18 à destination de l'amorce explosive 1 12 lors de la mise à feu.
Le mécanisme d'isolation K-m et le mécanisme de mise à feu K-n sont commandés par les moyens de traitement 1 14 en fonction des ordres reçus par le détonateur électronique 1 10.
Les moyens de traitement 1 14 permettent en particulier de traiter des messages reçus, ainsi que d'agir en fonction de la signification des messages. Ils peuvent comprendre un calculateur ou un microprocesseur associé à des registres ou mémoires. Ils permettent en particulier de manière connue :
- d'analyser des messages reçus par les moyens de communication filaire 1 13, - d'agir en fonction de la signification des messages reçus, et par exemple, d'exécuter l'une des actions suivantes,
- de réaliser un diagnostic des fonctionnalités internes du détonateur électronique 1 10,
- d'initier un envoi de message par le détonateur électronique 1 10,
- d'activer le stockage d'énergie pour la mise à feu,
- de contrôler le second élément de stockage d'énergie 1 18 pour la mise à feu,
- d'activer le dispositif de décharge 1 19,
- d'effectuer le décompte du retard de mise à feu,
- d'activer le transfert d'énergie entre le second élément de stockage d'énergie 1 18 et l'amorce explosive 1 12 à l'issue du décompte, via le mécanisme de mise à feu K ; ...
Dans le système de détonation sans fil 100 illustré aux figures 1 et 2, le détonateur électronique 1 10 est raccordé à un module périphérique d'alimentation 150 par le connecteur 1 16 monté à l'extrémité du câble d'alimentation 1 15 du détonateur électronique 1 10.
Bien entendu, le détonateur électronique 1 10 pourrait également être raccordé par le connecteur 1 16 à un câble réseau relié à une console de commande à distance.
Cette alternative sera décrite plus en détails ci-après en référence à la figure 8.
On va décrire ci-après un exemple de réalisation d'un module périphérique d'alimentation 150.
De préférence, le module périphérique d'alimentation 150 comprend un boîtier, schématisé par le contour 151 aux figures 1 et 2.
Le boîtier est de préférence robuste et étanche et intègre l'ensemble des fonctionnalités du module périphérique d'alimentation 150 qui vont être décrites ci-après.
Le module périphérique d'alimentation 150 comprend des moyens de connexion d'un ou plusieurs détonateurs électroniques 1 10. Les moyens de connexion sont prévus pour conserver au maximum le caractère étanche et rigide du boîtier 151 du module périphérique d'alimentation 150.
A titre d'exemple, les moyens de connexion peuvent être formés d'un simple câble bifilaire 152, de longueur limitée, connecté à l'intérieur du boîtier 151 du module périphérique d'alimentation et débouchant du boîtier 151 par un orifice de passage de câbles.
L'étanchéité au niveau de l'orifice de passage peut être réalisée de manière connue par un presse-étoupe.
Le câble bifilaire 152 permet ainsi une connexion simple d'un ou plusieurs détonateurs électroniques 1 10 grâce aux connecteurs 1 16 adaptés à raccorder un détonateur électronique 1 10 à un câble.
Le module périphérique d'alimentation 150 comprend en outre, dans le boîtier 151 , des moyens de communication sans fil 153 de préférence bidirectionnels, permettant de recevoir et d'émettre des messages et informations.
De préférence, les moyens de communication sans fil 153 utilisent les ondes radios, et permettent une communication avec une console de commande à distance qui sera décrite ultérieurement.
Afin d'améliorer la qualité de la communication sans fil, le module périphérique d'alimentation 150 peut comporter une antenne extérieure 154 raccordée aux moyens de communication sans fil 153.
L'antenne extérieure 154 est de préférence omnidirectionnelle.
Le module périphérique d'alimentation 150 comprend en outre des moyens de communication filaire 155, de préférence bidirectionnels.
Les moyens de communication filaire 155 sont de préférence compatibles avec le format courant de modulation mis en œuvre par les détonateurs électroniques 1 10, afin de permettre une communication avec les détonateurs électroniques.
Selon le type de modulation utilisé (en tension ou en courant), l'interconnexion électrique des moyens de communication filaire 155 au sein du module périphérique d'alimentation 150 peut être adaptée. Le module périphérique d'alimentation 150 comprend en outre des moyens de traitement 156, permettant la gestion du fonctionnement du module périphérique d'alimentation 150 et de ses différents éléments fonctionnels.
En particulier, les moyens de traitement 156 permettent de traiter des messages reçus par les moyens de communication sans fil 153 ou les moyens de communication filaire 155.
Les moyens de traitement 156 commandent alors différentes actions et/ou envois de message en fonction de la signification des messages réceptionnés.
En particulier, les moyens de traitement 156, de manière non limitative, permettent d'initier un envoi d'un message par les moyens de communication sans fil 153 et/ou par les moyens de communication filaire 155.
Les moyens de traitement 156 sont également adaptés à activer un transfert d'énergie électrique à destination du ou des détonateurs électroniques 1 10 raccordés au module périphérique d'alimentation 150 comme cela sera décrit plus en détails en référence aux figures 3 à 7.
Le module périphérique d'alimentation 150 comprend en outre une source d'énergie embarquée 157.
La source d'énergie embarquée 157 est de préférence limitée en courant.
La source d'énergie embarquée 157 est adaptée notamment à alimenter en courant électrique les moyens de communication sans fil 153, les moyens de communication filaire 155 et les moyens de traitement 156.
Elle permet également de transférer de l'énergie électrique à un ou plusieurs détonateurs électroniques 1 10 connecté au module périphérique d'alimentation 150.
Par ailleurs, des moyens formant interrupteur, schématisés à la figure 1 par l'interrupteur K0, sont montés entre la source d'énergie embarquée 157 d'une part et les moyens de communication sans fil 153, les moyens de traitement 156 et les moyens de communication filaire 155 d'autre part. Les moyens formant interrupteur K0 sont adaptés à contrôler l'alimentation en énergie électrique des différents éléments fonctionnels du module périphérique d'alimentation 150.
En particulier, grâce à la coupure, rendue possible par les moyens formant interrupteur K0, de l'alimentation par la source d'énergie embarquée 157 des moyens de communication sans fil 153, des moyens de traitement 156 et des moyens de communication filaire 155, la source d'énergie embarquée 157 peut être préservée à son niveau de charge initiale dans le module périphérique d'alimentation 150 lorsque celui-ci est stocké et avant son utilisation sur site.
Par conséquent, le module périphérique d'alimentation 150 reste dans un état inactif, avec une consommation de courant provenant de la source d'énergie embarquée 157 négligeable ou nulle avant son utilisation.
Le module périphérique d'alimentation 150 comprend en outre des moyens de détection de raccordement 158 adaptés à détecter le raccordement d'au moins un détonateur électronique 1 10.
Dans leur principe, les moyens de détection de raccordement 158 sont adaptés à détecter le raccordement d'un détonateur électronique 1 10 aux moyens de connexion 152.
Différents modes de réalisation des moyens de détection de raccordement 158 seront décrits ci-après en référence aux figures 3 à 7.
De manière générale, les moyens de détection de raccordement 158 sont adaptés à commander les moyens formant interrupteur K0 pour alimenter au moins les moyens de traitement 156 par la source d'énergie embarquée 157, lorsqu'au moins un détonateur électronique 1 10 est raccordé au module périphérique d'alimentation 150. Le module périphérique d'alimentation 150 est alors dans un mode activé.
Dans le premier mode de réalisation illustré à la figure 1 , les moyens formant interrupteur sont constitués d'un unique interrupteur K0 placé entre la source d'énergie embarquée 157 et les moyens de communication sans fil 153, les moyens de traitement 156 et les moyens de communication filaire 155. Ainsi, les moyens de détection du raccordement 158 sont adaptés à commander les moyens formant interrupteur K0 pour alimenter simultanément les moyens de traitement 156, les moyens de communication sans fil 153, et les moyens de communication filaire 155 lorsqu'au moins un détonateur électronique 1 10 est raccordé au module périphérique d'alimentation 150.
Ainsi, dans ce mode de réalisation, un unique interrupteur K0 commande l'alimentation électrique des moyens de traitement 156, des moyens de communication sans fil 153 et des moyens de communication filaire 155.
Dans un second mode de réalisation tel qu'illustré à la figure 2, les moyens formant interrupteur comprennent plusieurs interrupteurs K0, K-i , K2 montés respectivement entre la source d'énergie embarquée 157 d'une part, et les moyens de communication sans fil 153, les moyens de traitement 156 et les moyens de communication filaire 155 d'autre part.
Dans ce mode de réalisation, les moyens de détection de raccordement 158 sont adaptés à commander un premier interrupteur K0 pour alimenter les moyens de traitement 156 par la source d'énergie embarquée 157.
Par ailleurs, les moyens de traitement 156 dans le mode activé du module périphérique d'alimentation 150 commandent l'alimentation des moyens de communication sans fil 153 et des moyens de communication filaire 155 par la source d'énergie embarquée 157.
Dans le mode de réalisation illustré à la figure 2, les moyens de traitement 156 sont adaptés ainsi à commander les deuxième et troisième interrupteurs K-i , K2 pour alimenter en énergie électrique les moyens de communication sans fil 153 et les moyens de communication filaire 155.
Le second mode de réalisation illustré à la figure 2 permet ainsi, lors du raccordement d'un détonateur électronique 1 10, de n'alimenter dans un premier temps que les moyens de traitement 156, les moyens de communication filaire 155 et les moyens de communication sans fil 153 étant raccordés ultérieurement à la source d'énergie embarquée 157. Un tel montage tel qu'illustré à la figure 2 permet en outre une mise en veille du module périphérique d'alimentation 150 après qu'un détonateur électronique 1 10 a été raccordé au module périphérique d'alimentation 150.
En particulier, un premier mode de veille, appelé dans la suite veille superficielle, permet de préserver la source d'énergie embarquée 157 entre l'instant de raccordement d'un détonateur électronique 1 10 et la procédure de mise à feu proprement dite, qui peut survenir plusieurs heures, voire plusieurs jours plus tard.
Dans ce mode de veille superficielle, le module périphérique d'alimentation 150 est adapté, de manière autonome, à sortir du mode de veille superficielle, sans intervention d'un opérateur.
La mise en veille superficielle peut être réalisée en coupant l'alimentation électrique d'un maximum de fonctionnalité, afin de minimiser le courant consommé par le module périphérique d'alimentation 150.
Ainsi, les moyens de traitement 156 peuvent couper l'alimentation des moyens de communication sans fil 153 et des moyens de communication filaire 155 par la source d'énergie embarquée 157 en agissant sur les deuxième et troisième interrupteurs K-i , K2.
Par ailleurs, des fonctionnalités intégrées aux moyens de traitement 156 peuvent être également mises en veille, selon une méthode classique dans un microprocesseur.
En particulier, seul un mécanisme d'horloge et d'incrémentation peut rester activé dans le microprocesseur afin d'avoir la possibilité d'interrompre le mode de veille superficielle à l'expiration d'un délai prédéterminé, les fonctions de calculateur, de réception, d'émission et de traitement de messages intégrées aux moyens de traitement 156 étant suspendues.
Pour interrompre le mode de veille superficielle, le module périphérique d'alimentation 150 commande temporairement, via les moyens de traitement 156, l'alimentation des moyens de communication sans fil 153, en agissant sur le deuxième interrupteur K ; afin de réceptionner un éventuel message adressé par une console de commande à distance, commandant la sortie durable du mode de veille superficielle. Par ailleurs, dans le mode de veille superficielle, l'alimentation électrique à destination des détonateurs électroniques 1 10 peut également être désactivée grâce à un dispositif intégré aux moyens de détection de raccordement 158 qui sera décrit en détail ci-après, en référence notamment aux figures 4 et 6.
Il peut également être souhaitable de permettre au module périphérique d'alimentation 150 de revenir dans un second mode de veille, dit veille profonde, dans lequel la source d'énergie embarquée 157 est complètement isolée.
Ce mode de veille profonde permet une mise en sûreté élevée du système de détonation sans fil 100, par exemple en cas d'abandon d'un tir.
Comme illustré à la figure 2, les moyens de traitement 156 sont adaptés à commander les moyens de détection de raccordement 158 pour agir sur les moyens formant interrupteur K0, K-i , K2, y compris sur le premier interrupteur K0 pour couper l'alimentation des moyens de traitement 156 par la source d'énergie embarquée 157.
La source d'énergie embarquée 157 est alors préservée pendant toute la durée du mode de veille profonde.
Pour la mise dans un état de veille superficielle ou de veille profonde, les moyens de traitement 156 sont adaptés notamment à désactiver l'alimentation des moyens de communication sans fil 153 et des moyens de communication filaire 155 par la source d'énergie embarquée 157 à réception d'un ordre de mise en veille émis par la console de commande à distance.
La mise en veille peut être également déclenchée en l'absence de réception de message de la console de commande à distance pendant une période de temps prédéterminée.
L'absence de réception de message traduit ainsi une inactivité prolongée d'une console de commande à distance ou encore une période prolongée de non-sollicitation de la part de la console de commande à distance.
Par ailleurs, l'alimentation des moyens de communication sans fil
153, des moyens de traitement 156 et des moyens de communication filaire 155 par la source d'énergie embarquée 157 est désactivée lorsqu'aucun détonateur électronique 1 10 est raccordé au module périphérique 150.
La mise en veille profonde est ainsi en particulier commandée en cas de déconnexion, accidentelle ou volontaire, d'un détonateur électronique 1 10.
La déconnexion d'un détonateur électronique 1 10 peut être détectée par les moyens de traitement 156, par exemple lorsqu'aucun détonateur électronique 1 10 ne répond à des messages initiés par les moyens de traitement 156 à destination d'un détonateur électronique 1 10.
Alternativement, la mise en veille profonde suite à la déconnexion d'un détonateur électronique 1 10 peut être effectuée sans intervention des moyens de traitement 156, dès lors que les moyens de détection de raccordement 158 sont configurés, comme décrit ultérieurement, pour commander l'ouverture d'un premier interrupteur K0 lorsqu'aucun détonateur électronique 1 10 n'est raccordé au module périphérique d'alimentation 150.
Dans le mode de veille profonde, la réactivation du module périphérique d'alimentation 150, et notamment la mise sous tension des moyens de traitement 156, requiert une action physique par un opérateur. Ce dernier doit raccorder un détonateur électronique 1 10, ou éventuellement déconnecter, puis raccorder de nouveau un détonateur électronique 1 10 lorsque la mise en veille profonde a été commandée par un ordre explicite de mise en veille profonde adressé par la console de commande à distance à destination du module périphérique d'alimentation 150.
On notera que le passage dans un mode de veille profonde est généralement réservé à un abandon de tir définitif ou, tout au moins, à une suspension prolongée du tir.
En effet, l'économie d'énergie électrique réalisée et le niveau de sûreté atteint lors de la mise en veille profonde doivent être mis en regard avec le temps nécessaire ensuite pour raccorder de nouveau chaque détonateur électronique 1 10 à un module périphérique d'alimentation 150 pour permettre l'activation du module périphérique d'alimentation 150 et sa sortie du mode de veille profonde. On va décrire à présent en référence aux figures 3 à 7 différents modes de réalisation des moyens de détection de raccordement 1 58 du module périphérique d'alimentation 150.
Dans leur principe, les moyens de détection de raccordement 158 sont adaptés à détecter un changement d'impédance aux bornes des moyens de connexion, ici mis en œuvre par un câble bifilaire 1 52, lorsqu'un détonateur électronique est raccordé par un connecteur 1 1 6 au câble bifilaire 1 52.
Dans un premier exemple de réalisation tel qu'illustré à la figure 3, la détection de raccordement d'un détonateur électronique 1 1 0 est mise en œuvre à partir d'une mesure de courant.
A cet effet, les moyens de détection de raccordement 1 58 comprennent un dispositif de mesure de courant A connecté électriquement à l'une des bornes des moyens de connexion 152.
Comme bien illustré à la figure 3, le dispositif de mesure de courant A est ici monté en série sur l'un des deux conducteurs du câble bifilaire 152.
Un comparateur de courant C est adapté à comparer la valeur du courant mesuré par le dispositif de mesure de courant A à une valeur prédéterminée I REF-
En effet, la valeur du courant mesuré est modifiée lors du raccordement d'un détonateur électronique 1 1 0.
Un tel détonateur électronique 1 1 0 équivaut à connecter sur les moyens de connexion 1 52 une impédance équivalente modifiant le circuit électrique, et ainsi la valeur du courant circulant dans le dispositif de mesure de courant A.
Ainsi, la valeur du courant mesuré passe d'une valeur nulle à une valeur correspondant sensiblement à la consommation de courant par le détonateur électronique 1 1 0 augmentée d'éventuels courants de fuite sur le câble bifilaire 1 52 et le câble d'alimentation 1 15.
Le comparateur C compare la valeur du courant mesuré à une valeur prédéfinie I REF qui peut être sensiblement égale à la moitié du courant consommé par un détonateur électronique 1 1 0. Le module périphérique d'alimentation 1 50 est ainsi paramétré à l'aide d'une valeur prédéfinie I REF, déterminée en fonction des détonateurs électroniques 1 1 0 prévus pour être utilisés avec le module périphérique d'alimentation 1 50.
La sortie du comparateur de courant C pilote les moyens formant interrupteur et, dans ce mode de réalisation, l'interrupteur K0 permettant d'alimenter les moyens de traitement 156 par la source d'énergie embarquée 157.
Ainsi, lorsque la valeur du courant mesuré par le dispositif de mesure de courant A dépasse la valeur prédéfinie I REF, les moyens de détection de raccordement 1 58 commandent l'interrupteur K0 pour alimenter les moyens de traitement 156 comme décrit précédemment en référence à la figure 1 ou 2.
Un système de filtrage peut éventuellement être intégré de manière à éviter que la communication filaire entre le module périphérique d'alimentation 150 et le détonateur 1 1 0, de type modulation de tension ou de courant, perturbe les moyens de détection de raccordement 158, entraînant la désactivation du module périphérique d'alimentation 1 50 par une ouverture de l'interrupteur K0
Dans le mode de réalisation illustré à la figure 3, lorsque le détonateur électronique 1 1 0 est déconnecté, la valeur du courant mesuré par le dispositif de mesure de courant A chute de telle sorte que le comparateur C est adapté à piloter l'interrupteur K0 pour couper l'alimentation des moyens de traitement 156 par la source d'énergie embarquée 1 57.
Ainsi, les moyens de détection de raccordement 1 58 permettent un retour en veille profonde automatique lors de la déconnexion d'un détonateur électronique 1 1 0.
Toutefois, dans ce mode de réalisation, il n'est pas possible de commander un mode de veille superficielle ou profonde à partir d'un message reçu de la console à distance.
La figure 4 illustre un mode de réalisation alternatif des moyens de détection de raccordement 1 58, permettant notamment une mise en veille à partir d'un ordre reçu par le module périphérique d'alimentation 1 50. A cet effet, outre les éléments déjà mentionnés précédemment, les moyens de détection de raccordement 158 comprennent un élément mémoire, schématisé par une bascule RS à la figure 4.
La bascule RS est adaptée à mémoriser le changement d'état lié au raccordement d'un détonateur électronique 1 10.
Le contenu de la bascule RS peut être modifié par les moyens de traitement 156, via une entrée R de remise à zéro (entrée RESET), entrainant une ouverture du premier interrupteur K0 pour couper l'alimentation électrique des moyens de traitement 156 et passer ainsi en mode veille profonde.
En revanche, la présence de la bascule RS empêche la mise en veille profonde automatique du module périphérique d'alimentation 150 lors de la déconnexion du détonateur électronique 1 10.
Afin de conserver la possibilité de mettre en veille automatiquement le module périphérique d'alimentation 150 lors de la déconnexion d'un détonateur électronique 1 10, le dispositif de mesure de courant A est connecté aux moyens de traitement 156.
Dans un tel cas, les moyens de traitement 156 sont adaptés à analyser la consommation de courant sur le connecteur des moyens de connexion 152 et à ordonner le passage en mode veille, en commandant comme indiqué précédemment la bascule RS, lorsque la valeur du courant mesuré par le dispositif de mesure de courant A chute.
Dans un mode de réalisation alternatif, il serait également possible d'utiliser une sortie inversée du comparateur C et de câbler ce signal de sortie sur l'entrée RESET de la bascule RS au moyen d'une porte OU, de manière à utiliser soit le signal provenant de la sortie inversée du comparateur C, soit un signal provenant des moyens de traitement 156 pour changer l'état de la bascule RS.
Enfin, un interrupteur K2o est monté entre la source d'énergie embarquée 157 et les moyens de connexion 152 d'un détonateur électronique 1 10. Les moyens de traitement 156 sont adaptés à commander l'interrupteur K20 et ainsi l'alimentation du détonateur électronique 1 10 par la source d'énergie embarquée 157.
En particulier, les moyens de traitement 156 sont adaptés à autoriser l'alimentation électrique du détonateur électronique 1 10, et la charge des premier et second éléments de stockage d'énergie 1 17, 1 18.
A contrario, les moyens de traitement 156 sont adaptés à commander l'interrupteur K20 pour interrompre l'alimentation électrique du détonateur électronique 1 10, afin de passer le module périphérique d'alimentation 150 dans un mode de veille superficielle ou profonde.
Ainsi, une résistance R2o d'impédance élevée est montée en parallèle de l'interrupteur K2o afin de limiter au maximum le courant électrique à destination du détonateur électronique 1 10 lorsque l'interrupteur K20 est ouvert, et permettre néanmoins la détection de raccordement d'un détonateur électronique 1 10.
On va décrire à présente en référence aux figures 5 et 6 d'autres exemples de réalisation des moyens de détection de raccordement 158 mettant en œuvre un dispositif de mesure de tension.
La source d'énergie embarquée 157 fournit initialement une tension continue positive.
La tension mesurée au point V, sur l'un des connecteurs du câble bifilaire 152, correspond à une tension d'alimentation lorsqu'aucun détonateur électronique n'est connecté au module périphérique d'alimentation 150.
Une résistance de forte impédance R20 (résistance de "pull-up") est montée sur l'un des connecteurs du câble bifilaire 152.
La valeur de la résistance de forte impédance R20 est par exemple dix fois supérieure à l'impédance moyenne présentée par un détonateur électronique 1 10.
Par conséquent, lors de la connexion d'un détonateur électronique 1 10 aux moyens de connexion 152, la tension mesurée au point V diminue significativement. Un comparateur C permet, comme précédemment, de comparer la tension au point V avec une tension de référence VREF-
Lorsque la tension V est inférieure à la tension VREF, le comparateur agit sur l'interrupteur K0 pour commander l'alimentation des moyens de traitement 156 par la source d'énergie embarquée 1 57.
Une fois les moyens de traitement 156 alimentés par la source d'énergie embarquée 1 57, les moyens de traitement 156 sont adaptés à commander un interrupteur K20 monté entre la source d'énergie embarquée 1 57 et les moyens de connexion 1 52 d'un détonateur électronique 1 1 0.
L'interrupteur K20 est monté en parallèle de la résistance de forte impédance R2o et permet ainsi de court-circuiter cette résistance pour fournir suffisamment de courant électrique sur le câble d'alimentation 1 1 5 permettant d'alimenter correctement le détonateur électronique 1 1 0.
Comme précédemment, un élément mémoire, tel qu'une bascule RS, est mis en œuvre entre le comparateur C et l'interrupteur K0, la bascule RS étant utilisée pour mémoriser le changement d'état de l'interrupteur K0.
On notera que sans la présence de l'élément mémoire constitué par la bascule RS, la fermeture de l'interrupteur K2o, provoquant une élévation de la tension au niveau du point V conduirait à une réouverture de l'interrupteur K0 commandant l'alimentation des moyens de traitement 1 56 par la source d'énergie embarquée 157 et ainsi à une désactivation du module périphérique d'alimentation 1 50 par une mise en veille profonde.
L'interrupteur K20, monté en parallèle avec la résistance d'impédance élevée R20 et piloté par les moyens de traitement 1 56, permet une mise en veille superficielle du module périphérique d'alimentation 1 50.
Toutefois, l'exemple de réalisation illustré à la figure 5 ne permet pas une mise en mode de veille profonde du module périphérique d'alimentation, notamment lorsqu'aucun détonateur électronique 1 1 0 n'est raccordé au module périphérique d'alimentation 150.
Afin d'autoriser ce mode de veille profonde, comme illustré à la figure
6, une commande provenant des moyens de traitement 1 56 permet d'agir sur l'élément mémoire. Comme décrit précédemment en référence à la figure 4, les moyens de traitement 156 sont connectés à l'entrée R (RESET) de la bascule RS afin de réinitialiser cet élément mémoire et permettre l'ouverture du premier interrupteur K0 et la désactivation des moyens de traitement 156.
Finalement, on a illustré à la figure 7 un autre mode de réalisation des moyens de détection de raccordement 158 dans lequel les moyens de traitement 156 sont mis en œuvre au sein d'un microcontrôleur ou microprocesseur 159.
Le microprocesseur 159 intègre plusieurs fonctions des moyens de traitement 156 décrits précédemment mais remplace également différents éléments matériels.
Le microprocesseur 159 permet en outre, dans le mode de réalisation illustré à la figure 7, de gérer les modes de veille profonde et superficielle du module périphérique d'alimentation 150.
Quel que soit le changement d'impédance détecté aux bornes des moyens de connexion 152, le signal issu d'une mesure de courant ou d'une tension (ici tension V à la figure 7) peut être directement raccordé à un port d'entrée du microprocesseur 159, configuré en mode interruption.
Dans ce mode de réalisation fonctionnant à partir d'une chute de tension détectée lors du raccordement d'un détonateur électronique 1 10, l'interruption doit être déclenchée sur un front descendant de manière à ce que la détection du raccordement d'un module électronique ne soit pas perturbée par le fonctionnement nominal de l'ensemble et que le système puisse également se réactiver lors de la déconnexion puis la reconnexion d'un détonateur électronique 1 10.
Les moyens de traitement 156 étant mis en œuvre au sein d'un microprocesseur, le passage en mode de veille superficielle correspond à un passage du microprocesseur en mode veille, dans lequel seuls des moyens d'horloge 160 sont maintenus actifs.
Dans ce mode de réalisation, le microprocesseur permet de réaliser les fonctionnalités des moyens de traitement 156 telles que décrites précédemment, mais également du premier interrupteur K0, permettant de commander l'alimentation des moyens formant traitement 156 par la source d'énergie embarquée 157, du comparateur C ainsi que de l'élément mémoire constitué par la bascule RS.
Quel que soit le mode de réalisation des moyens de détection de raccordement 158, les moyens de traitement 156 sont alimentés dès lors qu'au moins un détonateur électronique 1 10 est raccordé au module périphérique d'alimentation 150. Comme cela sera décrit ultérieurement en référence à un procédé d'activation d'un système de détonation sans fil, les moyens de traitement 156 sont adaptés, dans le mode activé du module périphérique d'alimentation, à communiquer avec le détonateur électronique 1 10.
On va décrire à présent en référence à la figure 8 un système d'initiation pyrotechnique adapté à mettre en œuvre un système de détonation sans fil 100 tel que décrit précédemment.
Un système d'initiation pyrotechnique comprend une console de commande de tir 200 destiné à former une console de commande à distance des détonateurs électroniques 1 10.
La console de commande à distance 200 possède généralement son alimentation propre (typiquement une batterie) et un moyen de communication sans fil de préférence bidirectionnel, schématisé à la figure 8 par une antenne 201 .
L'antenne 201 peut être par exemple omnidirectionnelle. Alternativement, l'antenne 201 peut être directive, permettant d"améliorer les performances de la communication sans fil en direction des détonateurs électroniques d'un plan de tir, et limiter ainsi l'impact des perturbations. Dans ce cas, l'antenne 201 de la console de commande à distance 200 doit être orientée en direction du plan de tir.
Les moyens de communication sans fil 201 sont adaptés à communiquer avec les moyens de communication sans fil 153 des modules périphériques d'alimentation 150 décrits précédemment.
De manière classique, la console de commande à distance 200 comprend toutes les ressources matérielles et logicielles nécessaires pour contrôler l'ensemble des étapes de mise à feu d'un réseau de détonateurs électroniques.
Une telle console de commande à distance 200 est connue et n'a pas besoin d'être décrite en détail ici.
La console de commande à distance 200 peut communiquer, par les moyens de communication sans fil 201 , avec plusieurs modules périphériques d'alimentation 150 raccordés chacun à un ou plusieurs détonateurs électroniques 1 10.
On a illustré ainsi à la figure 8 deux modules périphériques d'alimentation 150A et 150B adaptés à communiquer avec la console de commande à distance 200.
Ainsi, les moyens de communication sans fil 153 de chaque module périphérique d'alimentation 150A, 150B sont adaptés à recevoir des messages de la console de commande à distance 200 et à émettre des messages à destination de la console de commande à distance 200.
Les messages réceptionnés par les moyens de communication sans fil 153 des modules périphériques d'alimentation 150A, 150B sont adressés aux moyens de traitement 156, et optionnellement à un ou plusieurs détonateurs électroniques 1 10 par les moyens de communication filaire 155.
Comme illustré à titre d'exemple à la figure 8, un premier module périphérique d'alimentation 150A est associé à deux détonateurs électroniques
Figure imgf000029_0001
Ainsi, deux détonateurs électroniques 1 1 OA-1 , 1 10A2 sont raccordés à un même module périphérique d'alimentation 150A.
Bien entendu, le nombre de détonateurs électroniques 1 10 raccordés à un même module périphérique d'alimentation 150 peut être variable, les moyens de détection de raccordement 158 étant adaptés à détecter le raccordement d'au moins un détonateur électronique 1 10 aux moyens de connexion 152.
Comme illustré à la figure 8, le second module périphérique d'alimentation 150B est raccordé à un unique détonateur électronique 1 10B. Par ailleurs, et de manière non limitative, le système d'initiation pyrotechnique illustré à la figure 8 est en outre adapté à mettre en œuvre un système de communication filaire avec des détonateurs électroniques.
A cet effet, la console de commande à distance 200 est connectée par un réseau de câbles 202 à des détonateurs électroniques 1 10C, 1 10D.
Ces derniers sont raccordés directement au réseau de câbles 202, et ne sont pas raccordés à un module périphérique d'alimentation 150.
Ainsi, le mode de réalisation illustré à la figure 8 met en œuvre des moyens de communication mixtes : la console de commande à distance 200 est connectée par le réseau de câbles 202 à un premier sous-ensemble de détonateurs électroniques 1 1 OC, 1 10D et en communication sans fil avec un second sous-ensemble de détonateurs électroniques 1 10Ai , 1 10A2, 1 10B connectés à des modules périphériques d'alimentation 150A, 150B.
Un tel système d'initiation pyrotechnique offre une grande flexibilité dans le déploiement d'un réseau de détonateurs électroniques 1 10. La console de commande à distance 200 doit, bien entendu, envoyer des ordres de tirs synchronisés via les moyens de communication sans fil et les moyens de communication filaire afin d'assurer la réception simultanée d'un message de mise à feu par les détonateurs électroniques 1 10 connectés à la console de commande à distance 200 par des moyens de communication différents.
La synchronisation doit en outre tenir compte de la latence de traitement inhérente à chaque moyen de communication, filaire ou sans fil.
On notera qu'un tel système d'initiation pyrotechnique permet d'effectuer des tirs multiples (en terminologie anglo-saxonne "multi-blasf) sur plusieurs zones de tirs éloignées les uns des autres, à l'aide d'une unique console de commande à distance 200.
Ainsi, les zones les plus proches de la console de commande à distance 200 peuvent être câblées par un réseau de câbles 202, les autres zones de tir, plus éloignées, pouvant être raccordées par des moyens de communication sans fil comme décrits précédemment.
Par ailleurs, il est possible, au cas par cas, pour chaque détonateur électronique 1 10, de décider de raccorder celui-ci sur le réseau de câbles 202 ou de raccorder celui-ci à un module périphérique d'alimentation 150 ayant des moyens de communication sans fil 153 pour communiquer avec la console de commande à distance 200.
Ainsi, après introduction d'un détonateur électronique 1 10 dans un trou de forage, le câble d'alimentation 1 15 étant positionné dans le trou de forage et le connecteur 1 16 débouchant du trou de forage, il est possible de raccorder le détonateur électronique 1 10 à un module périphérique d'alimentation 150 ou directement au réseau de câbles 202 en fonction de la qualité de la communication filaire avec le détonateur électronique 1 10 placé dans le trou de forage.
On peut également évaluer la qualité de communication avec un sous-ensemble de détonateurs électroniques 1 10C, 1 10D connectés par le réseau de câbles 202 à la console de commande à distance 200.
En cas de liaison filaire défectueuse, il est possible de déconnecter un (ou plusieurs) détonateur électronique 1 10C, 1 10D et de raccorder celui-ci à un module périphérique d'alimentation 150 pour permettre une communication sans fil avec la console de commande à distance 200.
Ainsi, un système d'initiation pyrotechnique mettant en œuvre un réseau mixte tel que décrit à la figure 8 permet d'accélérer la mise en place d'un réseau de détonateurs électroniques 1 10 et de réduire le risque de non- fonctionnement.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée à un tel système d'initiation pyrotechnique mais s'applique également à un système d'initiation pyrotechnique mettant en œuvre une console de commande à distance 200 associée uniquement à des systèmes de détonation sans fil 100 et ne mettant pas en œuvre de communication filaire avec les détonateurs électroniques 1 10.
On va décrire à présent un procédé d'activation d'un système de détonation sans fil 100, tel que décrit précédemment, notamment en référence aux figures 1 et 2.
Le procédé d'activation comporte tout d'abord une étape de détection du raccordement d'au moins un détonateur électronique 1 10 à un module périphérique d'alimentation 150. Comme décrit précédemment, la détection d'un tel raccordement entraîne l'activation du module périphérique d'alimentation 150, les moyens de traitement 156 étant alors alimentés par la source d'énergie embarquée 157.
Dès que les moyens de traitement 156 sont alimentés, le procédé d'activation comprend une étape de communication des moyens de traitement 156 avec le détonateur électronique 1 10.
Les moyens de traitement 156 communiquent avec le détonateur électronique 1 10 par l'intermédiaire des moyens de communication filaire 155, préalablement activés, soit par les moyens de détection de raccordement 158 dans le mode de réalisation de la figure 1 , soit par l'actionnement du deuxième interrupteur K2 par les moyens de traitement 156 dans le mode de réalisation illustré de la figure 2.
Ainsi, les moyens de traitement 156 dans le mode activé du module périphérique d'alimentation 150 communiquent avec le ou les détonateurs électroniques 1 10 raccordés au module périphérique d'alimentation 150.
Lors de cette étape de communication, un identifiant du ou des détonateurs électroniques 1 10 peut être lu par les moyens de traitement 156.
L'identifiant communiqué par le détonateur électronique 1 10 peut, à son tour, être communiqué par le module périphérique d'alimentation 150 à un opérateur et/ou transféré à une console de programmation.
La console de programmation peut être raccordée physiquement au module périphérique d'alimentation 150, par exemple sur le câble bifilaire 152, ou encore être une console de programmation sans fil avec laquelle le module périphérique d'alimentation 150 peut communiquer grâce aux moyens de communication sans fil 153.
Une telle console de programmation est utilisée de manière connue dans un réseau filaire pour programmer un détonateur électronique et par exemple lui assigner un retard pour la mise à feu selon un plan de tir prédéterminé.
Par ailleurs, un diagnostic de fonctionnement du détonateur électronique 1 10 et/ou de son câble d'alimentation 1 15 peut être établi par les moyens de traitement 156. Ainsi, le module périphérique d'alimentation 150 peut mettre en œuvre un certain nombre de pré-diagnostics avec le détonateur électronique 1 10 dès son activation, avant même l'activation des moyens de communication sans fil 153 et l'échange de messages ou de données avec la console de commande à distance 200.
Le module périphérique d'alimentation 150 est adapté à échanger des informations et des messages avec le détonateur électronique 1 10 de manière indépendante par rapport à la console de commande à distance 200 et peut connaître à tout moment l'état du ou des détonateurs électroniques 1 10 qui lui sont raccordés.
Bien entendu, lorsque les moyens de communication sans fil 153 du module périphérique d'alimentation 150 sont alimentés par la source d'énergie embarquée 157, les moyens de traitement 156 sont adaptés à recevoir des messages adressés par la console de commande à distance 200 via le réseau de communication sans fil.
En particulier, la console de commande à distance 200 peut adresser une commande au module périphérique d'alimentation 150 pour initier un échange de messages avec le ou les détonateurs électroniques 1 10 raccordés.
En outre, les commandes adressées par la console de commande à distance 200 concernent les ordres de mise à feu ainsi qu'éventuellement l'affectation de retards de mise à feu à chaque détonateur électronique 1 10, ou encore un ordre de charge du second élément de stockage d'énergie 1 18 dédié à la mise à feu du détonateur électronique 1 10.
Ainsi, les échanges entre le module périphérique d'alimentation 150 et le détonateur électronique 1 10 peuvent être initiés soit à l'initiative du module périphérique d'alimentation 150 dès que les moyens de traitement 156 et les moyens de communication filaire 155 sont alimentés par la source d'énergie embarquée 157, soit à réception d'un ordre provenant de la console de commande à distance 200 dès que les moyens de communication sans fil 153 sont alimentés par la source d'énergie embarquée 157.
Les étapes de raccordement, de communication d'identifiant de chaque détonateur électronique 1 10 et de diagnostic du fonctionnement de chaque système de détonation sans fil 100 peuvent être réalisées en local, sans intervention de la console de commande à distance 200.
La mise en communication sans fil avec la console de commande à distance 200 peut être établie ultérieurement, au moment de la procédure de mise à feu des détonateurs électroniques 1 10.
Dans ce cas, il peut s'écouler plusieurs heures, voire plusieurs jours avant le déclenchement de la procédure de mise à feu par la console de commande à distance 200.
Ainsi, la mise en veille profonde ou superficielle décrite précédemment pour le module périphérique d'alimentation 150 est particulièrement bien adaptée à préserver les fonctionnalités du module périphérique d'alimentation 150, et notamment la source d'énergie embarquée 157, dans l'attente de la procédure de mise à feu.
Par conséquent, tant que du personnel est présent sur la zone de tir, et dans l'attente de la procédure de mise à feu proprement dite, il est possible de limiter au strict nécessaire l'alimentation du système de détonation sans fil 100.
Le système de détonation sans fil 100 et le système d'initiation pyrotechnique décrits précédemment offrent de nombreux avantages.
Ils permettent de minimiser le risque d'initiation accidentel d'un détonateur électronique 1 10 pendant toute sa durée de vie, le risque de non- fonctionnement du système de détonation sans fil 100 ou encore le risque de non-mise à feu du détonateur électronique 1 10.
En effet, tant que les détonateurs électroniques 1 10 ne sont pas raccordés au module périphérique d'alimentation 150, le risque d'initiation accidentel est minimisé.
Le risque de non-mise à feu est également minimisé dès lors que toutes les fonctionnalités requises pour la mise à feu du détonateur électronique 1 10 sont intégrées dans le boîtier 1 1 1 du détonateur électronique 1 10 placé en fond de trou de forage.
Ainsi, l'explosion d'un détonateur électronique voisin n'a pas de conséquences sur le fonctionnement du détonateur électronique 1 10. En effet, après réception de l'ordre de mise à feu et chargement du second élément de stockage énergie 1 18, le fonctionnement du détonateur électronique 1 10 est indépendant, celui-ci pouvant être mis à feu même en cas de destruction ou déconnexion du module périphérique d'alimentation 150.
Par ailleurs, comme explicité notamment en référence à la figure 8, le système d'initiation pyrotechnique offre une grande flexibilité de mise en œuvre.
On notera que les modules périphériques d'alimentation 150 sont considérés comme du matériel consommable tout comme le sont les détonateurs électroniques 1 10.
Grâce à la mise en œuvre d'une communication sans fil, seuls les câbles d'alimentation 1 15 des détonateurs électroniques 1 10 sont conservés et enterrés dans les trous de forage.
Les câbles d'alimentation 1 15 étant de longueur limitée et n'étant pas interconnectés entre eux, la fiabilité de la communication et de l'apport d'énergie électrique entre le module périphérique d'alimentation 150 et des détonateurs électroniques 1 10 enfouis est optimisée, réduisant le risque de non-fonctionnement du système de détonation sans fil 100.
L'utilisation d'un mode de communication sans fil permet ainsi de supprimer la majorité des aléas de fonctionnement liés aux liaisons filaires, d'augmenter les dimensions et le nombre de détonateurs électroniques d'un plan de tir, d'augmenter potentiellement le débit de communication, de réduire le nombre de messages échangés entre la console de commande à distance 200 et les modules périphériques d'alimentation 150, et ainsi de diminuer la durée de la procédure de mise à feu.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Module périphérique d'alimentation (150) pour détonateur électronique (1 10), comprenant une source d'énergie embarquée (157), des moyens de communication sans fil (153) avec une console de commande à distance (200), des moyens de traitement (156) et des moyens de communication filaire (155) avec au moins un détonateur électronique (1 10), caractérisé en ce que des moyens formant interrupteur (Ko, K-i , K2) sont montés entre ladite source d'énergie embarquée (157) d'une part, et lesdits moyens de communication sans fil (153), lesdits moyens de traitement (156) et lesdits moyens de communication filaire (155) d'autre part, ledit module périphérique d'alimentation (150) comprenant en outre des moyens de détection de raccordement (158) d'au moins un détonateur électronique (1 10), lesdits moyens de détection de raccordement (158) étant adaptés à commander lesdits moyens formant interrupteur (K0) pour alimenter lesdits moyens de traitement (156) par ladite source d'énergie embarquée (157) lorsqu'au moins un détonateur électronique (1 10) est raccordé audit module périphérique d'alimentation (150), de sorte que ledit module périphérique d'alimentation (150) est dans un mode activé.
2. Module périphérique d'alimentation conforme à la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement (156) dans ledit mode activé dudit module périphérique d'alimentation (150) commandent l'alimentation desdits moyens de communication sans fil (153) et desdits moyens de communication filaire (155) par ladite source d'énergie embarquée (157).
3. Module périphérique d'alimentation conforme à la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdits moyens de détection de raccordement (158) sont adaptés à commander lesdits moyens formant interrupteur (Ko, K-i , K2) pour alimenter simultanément lesdits moyens de traitement (156), lesdits moyens de communication sans fil (153) et lesdits moyens de communication filaire (155) lorsqu'au moins un détonateur électronique (1 10) est raccordé audit module périphérique d'alimentation (150).
4. Module périphérique d'alimentation conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement (156) dans ledit mode activé dudit module périphérique d'alimentation (150) communiquent avec ledit au moins un détonateur électronique (1 10) une fois lesdits moyens de communication filaire (155) alimentés par ladite source d'énergie embarquée (157).
5. Module périphérique d'alimentation conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de connexion (1 16) d'au moins un détonateur électronique (1 10), les moyens de détection de raccordement (158) détectant un changement d'impédance aux bornes desdits moyens de connexion (1 16).
6. Module périphérique d'alimentation conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de détection de raccordement (158) comprennent un dispositif de mesure de courant (A) connecté électriquement à l'une desdites bornes des moyens de connexion (1 16), et un comparateur de courant (C) adapté à comparer la valeur du courant mesuré par ledit dispositif de mesure de courant (A) à une valeur prédéfinie.
7. Module périphérique d'alimentation conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que ladite valeur prédéfinie est sensiblement égale à la moitié du courant consommé par un détonateur électronique (1 10).
8. Module périphérique d'alimentation conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement (156) sont adaptés à commander un interrupteur (K2o) monté entre ladite source d'énergie embarquée (157) et des moyens de connexion (1 16) d'au moins un détonateur électronique (1 10) au module périphérique d'alimentation (150).
9. Module périphérique d'alimentation conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de communication sans fil (153) sont adaptés à recevoir des messages de ladite console de commande à distance (200) et à émettre des messages à destination de ladite console de commande à distance (200), lesdits messages réceptionnés étant adressés auxdits moyens de traitement (156), et optionnellement audit au moins un détonateur électronique (1 10) par les moyens de communication filaire (155).
10. Module périphérique d'alimentation conforme à l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement (156) sont adaptés à désactiver l'alimentation desdits moyens de communication sans fil (153) et desdits moyens de communication filaire (155) par ladite source d'énergie embarquée (157) à réception d'un ordre de mise en veille émis par ladite console de commande à distance (200) et/ou en l'absence de réception de messages de la console de commande à distance (200) pendant une période de temps prédéterminée.
1 1 . Module périphérique d'alimentation conforme à l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'alimentation desdits moyens de communication sans fil (153), desdits moyens de traitement (156) et desdits moyens de communication filaire (155) par ladite source d'énergie embarquée (157) est désactivée lorsqu'aucun détonateur électronique (1 10) n'est raccordé audit module périphérique d'alimentation (150).
12. Module périphérique d'alimentation conforme à l'une des revendications 1 à 1 1 , caractérisé en ce que ladite source d'énergie embarquée (157) est une source d'énergie limitée en courant.
13. Système de détonation sans fil comprenant un module périphérique d'alimentation (150) conforme à l'une des revendications 1 à 12 et au moins un détonateur électronique (1 10), ledit au moins un détonateur électronique (1 10) étant raccordé audit module périphérique d'alimentation (150) par un connecteur (1 16) monté à l'extrémité d'un câble d'alimentation (1 15) dudit au moins un détonateur électronique (1 10).
14. Système de détonation sans fil conforme à la revendication 13, caractérisé en ce que le détonateur électronique (1 10) comprend, dans un boîtier (1 1 1 ), une amorce explosive (1 12), des moyens de communication filaire (1 13), des moyens de traitement (1 14), un premier élément de stockage d'énergie (1 17) dédié à l'alimentation desdits moyens de communication filaire (1 13) et desdits moyens de traitement (1 14), et un second élément de stockage d'énergie (1 18) dédié à la mise à feu de ladite amorce explosive (1 12), lesdits moyens de communication filaire (1 1 3) et lesdits premier et second éléments de stockage d'énergie (1 1 7, 1 1 8) étant connectés audit câble d'alimentation (1 15) dudit détonateur électronique (1 1 0).
1 5. Système d'initiation pyrotechnique comprenant une console de commande à distance (200) comportant des moyens de communication sans fil
(201 ) et un ou plusieurs systèmes de détonation sans fil (100) conforme à l'une des revendications 1 3 ou 14.
1 6. Système d'initiation pyrotechnique conforme à la revendication 15, caractérisé en ce que ladite console de commande à distance (200) est connectée par un réseau de câbles (202) à un premier sous-ensemble de détonateurs électroniques (1 10C, 1 1 0D) et en communication sans fil avec un second sous-ensemble de détonateurs électroniques (1 1 0Ai , 1 1 0A2, 1 10B) connectés à des modules périphériques d'alimentation (1 50A, 1 50B).
1 7. Procédé d'activation d'un système de détonation sans fil (100) conforme à l'une des revendications 1 3 ou 14, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes successives :
- détection du raccordement d'au moins un détonateur électronique (1 1 0) audit module périphérique d'alimentation (1 50) ; et
- activation dudit module périphérique d'alimentation (1 50), lesdits moyens de traitement (1 56) étant alimentés par ladite source d'énergie embarquée (1 57).
1 8. Procédé d'activation conforme à la revendication 1 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de commande de l'alimentation desdits moyens de communication sans fil (153) et/ou desdits moyens de communication filaire (155) par ladite source d'énergie embarquée (1 57) dudit module périphérique d'alimentation (1 50).
1 9. Procédé d'activation conforme à l'une des revendications 17 ou 18, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de communication desdits moyens de traitement (156) dudit module périphérique d'alimentation (1 50) avec ledit au moins un détonateur électronique (1 1 0).
20. Procédé d'activation conforme à la revendication 1 9, caractérisé en ce que lors de l'étape de communication, un identifiant dudit au moins un détonateur électronique (1 10) est lu par lesdits moyens de traitement (156) dudit module périphérique d'alimentation (150) et/ou un diagnostic de fonctionnement dudit au moins un détonateur électronique (1 10) et/ou dudit câble d'alimentation (1 15) est établi par lesdits moyens de traitement (156) dudit module périphérique d'alimentation (150).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10837750B2 (en) 2018-01-29 2020-11-17 Dyno Nobel Inc. Systems for automated loading of blastholes and methods related thereto
CN113324450A (zh) * 2021-05-26 2021-08-31 武汉芯鑫微电子有限公司 一种高可靠性高精度电子雷管起爆系统及方法
CN115235305A (zh) * 2022-07-29 2022-10-25 上海芯飏科技有限公司 适用浅孔爆破的电子雷管通信速率自适应调整方法及系统
CN116164601A (zh) * 2023-03-09 2023-05-26 广西中爆电子科技有限公司 一种陆地远程爆破系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3072164B1 (fr) * 2017-10-09 2019-11-15 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Detonateur electronique sans fil

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006096920A1 (fr) * 2005-03-18 2006-09-21 Orica Explosives Technology Pty Ltd Ensemble a detonateur sans fil et procedes d'abattage a l'explosif
US20070125256A1 (en) * 2005-12-07 2007-06-07 Battelle Energy Alliance, Llc Electronic firing systems and methods for firing a device
WO2012034138A1 (fr) * 2010-09-06 2012-03-15 Ael Mining Services Limited Allumeur de tube à chocs
WO2015034882A1 (fr) * 2013-09-06 2015-03-12 Austin Star Detonator Company Procédé et appareil de journalisation de détonateurs électroniques

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006096920A1 (fr) * 2005-03-18 2006-09-21 Orica Explosives Technology Pty Ltd Ensemble a detonateur sans fil et procedes d'abattage a l'explosif
US20070125256A1 (en) * 2005-12-07 2007-06-07 Battelle Energy Alliance, Llc Electronic firing systems and methods for firing a device
WO2012034138A1 (fr) * 2010-09-06 2012-03-15 Ael Mining Services Limited Allumeur de tube à chocs
WO2015034882A1 (fr) * 2013-09-06 2015-03-12 Austin Star Detonator Company Procédé et appareil de journalisation de détonateurs électroniques

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10837750B2 (en) 2018-01-29 2020-11-17 Dyno Nobel Inc. Systems for automated loading of blastholes and methods related thereto
US11680782B2 (en) 2018-01-29 2023-06-20 Dyno Nobel Inc. Systems for automated loading of blastholes and methods related thereto
CN113324450A (zh) * 2021-05-26 2021-08-31 武汉芯鑫微电子有限公司 一种高可靠性高精度电子雷管起爆系统及方法
CN115235305A (zh) * 2022-07-29 2022-10-25 上海芯飏科技有限公司 适用浅孔爆破的电子雷管通信速率自适应调整方法及系统
CN115235305B (zh) * 2022-07-29 2023-08-18 上海芯飏科技有限公司 适用浅孔爆破的电子雷管通信速率自适应调整方法及系统
CN116164601A (zh) * 2023-03-09 2023-05-26 广西中爆电子科技有限公司 一种陆地远程爆破系统

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