WO2020128300A1 - Procédé de mise à feu d'un ensemble de détonateurs électroniques - Google Patents

Procédé de mise à feu d'un ensemble de détonateurs électroniques Download PDF

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WO2020128300A1
WO2020128300A1 PCT/FR2019/053118 FR2019053118W WO2020128300A1 WO 2020128300 A1 WO2020128300 A1 WO 2020128300A1 FR 2019053118 W FR2019053118 W FR 2019053118W WO 2020128300 A1 WO2020128300 A1 WO 2020128300A1
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WO
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firing
commands
sequence
synchronization
delay
Prior art date
Application number
PCT/FR2019/053118
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English (en)
Inventor
Lionel BIARD
Original Assignee
Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
Davey Bickford
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Publication date
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Classifications

    • 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
    • F42D1/055—Electric circuits for blasting specially adapted for firing multiple charges with a time delay

Definitions

  • the present invention relates to a method for igniting a set of electronic detonators.
  • the invention also relates to an electronic detonator, a transmitting device, and a system for igniting a set of electronic detonators.
  • the invention finds its application in the field of pyrotechnic initiation, in any sector where a network of several electronic detonators must traditionally be implemented. Typical examples of use relate to mining, quarrying, seismic exploration, or the building and public works sector.
  • the electronic detonators are placed respectively in locations arranged to receive them and loaded with explosives. These locations are for example holes drilled in the ground. The firing of the electronic detonators is then carried out according to a predetermined sequence.
  • a firing delay is associated individually with each electronic detonator, and a common firing order is broadcast to the electronic detonator network using a control console.
  • This firing order or firing command makes it possible to trigger, in a synchronized manner, the counting of the firing delay for all the electronic detonators. From the reception of the firing order, each electronic detonator manages the counting of the specific delay associated with it, as well as its own firing.
  • electronic detonators being of the wired type, they are connected to a control console by electric wires or cables.
  • the wiring used to connect the electronic detonators to the control console allows communication between the control console and the electronic detonators, for example to exchange with them commands or messages relating to the diagnosis, and to send them the firing command.
  • a firing system comprises several shooting consoles, arranged close to the shooting front, and connected respectively to several sets of electronic detonators.
  • Shooting consoles communicate, generally by wireless communication means, with a remote control console.
  • This control console sends messages to the fire consoles connected to the electronic detonators, such as the firing control.
  • Each firing console in turn sends messages to the set of electronic detonators connected to it.
  • the deployment environment of electronic detonators, as well as faults in the connection elements used can be the cause of wiring faults (false contacts, leakage currents, etc.), leading to degradation of the electrical signals transmitted.
  • the use of a high number of detonators connected to the same network of cables can induce attenuations and distortions of the modulated electrical signals transmitted on the cables, which can sometimes make it difficult for electronic detonators, the demodulation of messages. received from the control console.
  • Wireless electronic detonators are also known which make it possible to dispense with the wiring between the detonator network and the control console, and thus the hazards associated with this wiring.
  • Communication between the control console and the electronic detonators can take place, for example, by radio waves.
  • the remote control console and the fire consoles connected to the electronic detonators also communicate in general by means of wireless communication.
  • the object of the present invention is to propose a method of igniting a set of electronic detonators making it possible to improve the reliability of ignition.
  • the present invention relates according to a first aspect to a method of firing a set of electronic detonators, each electronic detonator having an associated firing delay.
  • the method comprises the following stages:
  • a sequence of firing commands is issued, for example by a control console, so that at least one of the firing commands is received by a receiving device.
  • Each firing command has an associated synchronization delay, the duration represented by the synchronization delay count being different for different firing commands. Indeed, the duration represented by the counting of the synchronization delay depends on the instant at which the firing command is issued, compared to the synchronization instant in question.
  • the reception device takes into account the moment at which the firing command is received. Indeed, the propagation time of the firing commands being negligible, the instant of emission of a firing command and the instant of reception of the command in the receiving device, are similar.
  • the synchronization time is defined as the time at which the synchronization time countdown is finalized and from which the firing delay countdown associated with the electronic detonator is implemented.
  • the synchronization delay associated with a firing command makes it possible to obtain the synchronization instant by means of the synchronization delay countdown from the reception of the firing command.
  • an execution time (or "Processing" time) elapses between the end of the synchronization delay countdown and the instant at which the firing delay countdown associated with the electronic detonator is implemented.
  • This execution time being negligible, in the following description it is considered that the countdown of the delay time associated with the detonator begins when the end of the countdown of the synchronization delay is reached.
  • This synchronization instant must be common for the triggering of the firing delay countdown for all of the electronic detonators. Indeed, for the firing of all the detonators to be implemented in a synchronized manner, it is very important that the counting of the firing delays begins in a synchronized manner from this synchronization instant.
  • multiplicity of firing commands issued allows the receiving device to increase the probability of receiving at least one firing command.
  • the reliability of the reception of the firing information is improved, that is to say that the reliability of the firing of all the electronic detonators is improved, while keeping good synchronization of firing.
  • the reception step is carried out by a reception device which is associated with a single electronic detonator and forming an integral part of the electronic detonator, the step of counting the synchronization delay and the step of counting the delay of firing being carried out by the electronic detonator.
  • the detonator comprises the reception device, the firing command being received by the electronic detonator. Consequently, the synchronization time corresponds to the time at which the countdown of the synchronization time associated with the received firing command is finalized.
  • modules forming the electronic detonator can be placed in the same box or in separate boxes.
  • certain modules, such as radio communication modules are placed in a separate housing from the rest of the detonator modules so that the radio communication module can be placed above ground while the rest of the electronic detonator is in a hole drilled in the ground.
  • the reception step is carried out by a reception device which is associated with several electronic detonators, the firing method further comprising a reception step by each electronic detonator of the synchronization instant, the step of counting the synchronization delay being carried out by the reception device, and the step of counting the firing delay being carried out by each electronic detonator, after reception of the synchronization instant.
  • the reception device addresses the synchronization instant obtained to the associated electronic detonators so that they start counting the delay of Firing.
  • the counting of the firing delay in a detonator does not start until the synchronization instant has been received by the detonator. There is thus a slight difference between the synchronization instant determined by the reception device as being the instant at which the synchronization delay countdown is finalized, and the time at which the firing delay countdown begins. As this difference is negligible, it is considered that the counting of the ignition delay begins from the synchronization instant determined by the reception device.
  • the firing method includes steps for receiving firing commands from among said sequence of firing commands issued comprising at least two firing commands, the synchronization delay count being set updated on each additional reception of a firing command with the synchronization delay associated with the firing command received.
  • the firing method may include a step of receiving a second firing command, the counting of the synchronization delay being updated with the synchronization delay associated with said second firing command received. Consequently, each time a firing command is received, the synchronization delay count is updated with the value of the synchronization delay associated with the last firing command received.
  • the time drift in the counting of the synchronization delay is minimized.
  • the longer the synchronization delay the greater the temporal drift.
  • updating the synchronization delay limits the time drift.
  • each firing command comprises a set of characteristics relating to the sequence of firing commands.
  • each firing command contains the synchronization delay associated with it.
  • the reception device is thus configured to extract the synchronization delay upon reception of the firing command.
  • the firing method includes a prior step of storing in the receiving device a set of characteristics relating to the sequence of firing commands.
  • This preliminary storage step allows the receiving device to know characteristics relating to the sequence of firing commands issued and the firing commands received.
  • each firing command includes information relating to the identity of the command.
  • each firing command can be identified in the sequence of firing commands.
  • the information relating to the identity of the order includes an identification number making it possible to identify an order among the orders of the sequence.
  • the identification number can be a sequence number in the sequence, this sequence number being able to be increasing or decreasing in the sequence of commands according to different embodiments.
  • the set of characteristics includes the number of firing commands in the command sequence.
  • the set of characteristics comprises synchronization data relating to the sequence of firing commands, said synchronization data allowing the determination of the synchronization times associated respectively with the firing commands.
  • the reception device is aware of the synchronization delays which are respectively associated with the firing commands received.
  • the synchronization data comprises a list of synchronization delays associated respectively with firing commands.
  • the reception device stores a table in which synchronization delays are respectively associated with firing commands.
  • each firing command can be identified by an identification number or a serial number in the sequence. This identification number or serial number in the sequence is included in the firing order.
  • the reception device receives a firing command, it obtains from the table the synchronization delay associated with the firing command received.
  • the synchronization data includes a value of the time interval between the issuance of two consecutive firing commands.
  • the reception device knowing the time elapsed between the issuance of consecutive commands can determine the synchronization delay associated with a firing command received, by also knowing the information relating to the identity of the firing command received, and possibly the total number of firing commands present in the sequence to locate the firing command received in the sequence. It will be noted that the value of the time interval is constant between the issue of two firing commands.
  • the storage of a single synchronization parameter or data is necessary in this case, this parameter being the time interval between two consecutive transmissions.
  • the synchronization data comprises a list of time intervals, each time interval being associated with two consecutive firing commands, the time interval representing the time elapsed between the emission of the two firing commands. consecutive fire.
  • the value of the time intervals between the issuance of two consecutive firing commands can be variable.
  • the time interval between a first and second firing command may be different from the time interval between a second and a third firing command.
  • the reception device knows the time interval associated with two consecutive firing commands and can determine the synchronization delay associated with a received firing command, by also knowing the information relating to the identity of the command, such as the identification number of the firing command received, and possibly the total number of firing commands present in the sequence for locating the firing command received in the sequence.
  • the set of characteristics includes the number of firing commands in the firing sequence.
  • This feature allows the receiving device to locate the firing command received in the sequence of firing commands.
  • the set of characteristics comprises modulation parameters used during the issuance of the firing commands of the sequence.
  • the receiving device knowing the parameters used for the modulation of the firing control, can suitably demodulate the firing control.
  • the modulation parameters are different for different firing commands.
  • the most suitable modulation parameters can be selected to modulate each firing command in the sequence.
  • the firing process comprises the steps of:
  • the modulation parameters used for the emission of each firing command are adapted as a function of the quality of communication between reception devices and the emitting device emitting the firing commands.
  • the emitting device or emitting device can be a control console or a relay device, the relay device can be a firing console or an electronic detonator.
  • the step of determining the quality of communication is implemented as a function of messages sent by reception devices to a device for transmitting the firing commands of the firing sequence. According to one characteristic, the step of determining the quality of communication is implemented as a function of messages sent by a device for transmitting firing commands of the firing sequence to receiving devices.
  • the time dedicated to determining the quality of communication between the device for issuing firing commands of the firing sequence and the receiving devices is reduced. Indeed, it is not necessary to wait for the reception of a large number of messages coming from each reception device, and allowing to have a reliable statistics of the quality of communication, as in the previous embodiment.
  • the firing method comprises a step of emitting by a device for emitting the firing commands of the firing sequence of all the characteristics relating to the sequence of firing commands fire.
  • the device for issuing firing commands of the firing sequence sends all characteristics to the receiving devices, for example when deploying electronic detonators in the field.
  • the firing method comprises steps of emitting by a device for issuing firing commands from the firing sequence of the firing command sequence.
  • the device for issuing firing commands for the firing sequence is a control console.
  • the firing method comprises steps of transmitting part of the firing commands of the sequence by a command console and steps of emitting a part of the commands of firing of the sequence by a transmitting device other than the control console.
  • the present invention aims, according to a second aspect, to an electronic detonator comprising: means for receiving a firing command from a sequence of firing commands issued comprising at least two firing commands, a synchronization delay being associated with each firing command;
  • - first counting means configured to count down from the moment of receipt of said at least one firing command, said synchronization delay associated with said firing command received;
  • - second counting means configured to count down a firing delay associated with the electronic detonator from a synchronization instant corresponding to the instant at which said count of the synchronization delay is finalized
  • the first and second counting means constitute unique counting means which are configured to count down the synchronization time and the firing delay.
  • the electronic detonator comprises storage means for storing a set of characteristics relating to the sequence of firing commands.
  • the present invention aims, according to a third aspect, at a transmitting device comprising transmitting means configured to emit a sequence of firing commands from a set of electronic detonators, said sequence of firing commands comprising at least two commands firing, a synchronization delay being associated with each firing command, used to obtain a synchronization instant from which the firing delay countdown is started for firing electronic detonators .
  • the transmitting device may be a control console or a relay device transmitting at least part of the firing commands of a firing sequence.
  • a relay device In the case of a relay device, it must be configured to synchronize with the firing control sequence so as to issue some of the firing orders at the appropriate time.
  • the present invention relates, according to a fourth aspect, to a firing system comprising a transmitter device according to the invention and a set of electronic detonators according to the invention, the transmitter device being a firing console.
  • the electronic detonator, the emitting device and the firing system have characteristics and advantages similar to those described above in relation to the firing process.
  • FIG. 1a schematically shows a firing system of several electronic detonators implementing a firing method according to an embodiment of the invention
  • Figure 1b is a detail of Figure 1a and illustrates elements of an electronic detonator according to an embodiment of the invention
  • FIG. 1 c illustrates parts of a firing system according to a second embodiment
  • FIG. 2a and 2b illustrate diagrams representing the emission over time of a sequence of firing commands
  • FIG. 3 schematically illustrates a field with elements of a firing system according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing the firing process according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 1a schematically represents a firing system 200 of several electronic detonators 1 implementing a firing method in accordance with an embodiment of the invention.
  • the firing system 200 comprises a control unit or console 2 and a set of detonators 1.
  • the control console 2 is connected to the electronic detonators 1 by means of electric wires or cables 4.
  • the invention applies to ignition systems in which the control console and the electronic detonators are connected together by means of wireless communication.
  • the firing system 200 may include one or more shooting consoles (not shown) generally communicating by radio with the control console 2 in the firing system.
  • a single console 2 connected to a set of detonators 1 is shown there. Nevertheless, a firing system 200 may comprise several shooting consoles, being respectively connected to sets of detonators 1.
  • the control console 2 transmits messages intended for the shooting consoles, these messages then being addressed by the shooting consoles to the set of electronic detonators 1.
  • a control console 2 in accordance with the invention comprises transmission means 20 configured to transmit a sequence of firing commands intended for electronic detonators 1.
  • a sequence of firing commands comprises at least two firing commands fire.
  • a synchronization delay is associated with each firing command in the sequence. This synchronization delay is used to obtain a synchronization instant from which the firing delay countdown is started for firing the electronic detonators 1.
  • FIG. 1b represents elements of an electronic detonator 1 according to one embodiment.
  • Each electronic detonator 1 comprises at least the following means, configured to implement the firing process according to the invention.
  • An electronic detonator 1 thus comprises reception means 10 configured to receive firing commands originating, for example, from the control console 2.
  • the reception means 10 are a reception device configured to receive the firing commands from the sequence of firing commands.
  • the receiving means 10 are according to the embodiments, of the wired or wireless type.
  • each firing command is associated with a different synchronization delay, so as to obtain at the end of the counting of each synchronization delay a single synchronization instant from which all of the electronic detonators 1 start synchronously, the counting of the firing delay.
  • each electronic detonator 1 comprises first count means 11 (also called synchronization delay counter) configured to count down from the moment of reception of a reset command. fire, the synchronization delay associated with the firing command received.
  • first count means 11 also called synchronization delay counter
  • the electronic detonator 1 also comprises second counting means 12 (also called firing delay counter) configured to count the firing delay associated with the electronic detonator 1.
  • second counting means 12 also called firing delay counter
  • the firing delay countdown starts from a synchronization instant corresponding to the instant at which said synchronization delay countdown is finalized.
  • the counting means may include integrated circuits, known to those skilled in the art, designed to implement time counts. According to embodiments, the first counting means 11 are different from the second counting means 12, or they are implemented by common counting means.
  • the electronic detonator 1 further comprises a switch device 13 disposed between firing means or primer head or explosive primer 14 and an energy storage module 15 storing the energy source necessary for firing the electronic detonator 1.
  • the switching device 13 is by default in the open position during the phases during which the electronic detonator 1 is not fired.
  • the device switch 13 is in the closed position when the electronic detonator 1 is ignited.
  • the switch device 13 is controlled in the closed position and the energy contained in the energy storage module 15 is discharged into the primer head 14, causing the electronic detonator to ignite 1.
  • Figure 1c shows elements of a firing system according to a second embodiment.
  • the firing system includes at least one receiving device 30 ’associated with several electronic detonators 1 a’, 1 b ’.
  • the receiving device 30 ’ is connected by wire to one or more electronic detonators 1a’, 1 b ’.
  • the receiving device 30 ’and the electronic detonators are not wired but communicate with each other by wireless communication means.
  • the receiving device 30 ’ can be a firing console intended to exchange messages with the electronic detonators 1a’, 1 b ’to carry out testing, programming or firing operations.
  • the reception device 30 comprises reception means 10’ configured to receive the firing commands of the firing sequence. These reception means 10 ’are similar to those described with reference to FIG. 1b.
  • the receiving device 30 'further comprises first counting means 11' similar to those described with reference to Figure 1b.
  • the electronic detonator 1 a ', 1 b' includes second counting means 12 ', an energy storage module 15', firing means 14 'and a similar switching device 13' to those described with reference to Figure 1 b.
  • an electronic detonator 1 implementing a firing method according to the invention receives one or more firing commands from among the firing commands of a sequence 100 of firing commands fire, emitted for example by a control console 2.
  • the sequence 100 of firing commands or sequence of firing 100 includes a variable number of firing commands, the number being at least two.
  • the firing sequence 100 includes five firing commands 101, 102, 103, 104, 105.
  • each firing command is issued by the control console 2 at a time of transmission Tx1 - Tx5 respectively.
  • Tx1 - Tx5 a time of transmission
  • Each firing command 101, 102, 103, 104, 105 has an associated synchronization delay.
  • the second 102 and fourth 104 firing commands of the sequence 100 have associated synchronization delays referenced t2 and t4.
  • the firing delay associated with electronic detonator 1 is counted down, by the second counting means 12.
  • the delay in firing trotard is counted down from the synchronization instant Is.
  • the synchronization delay t2 is counted down when the second command 102 of the sequence 100 is received at the time of reception Rx2 by the detonator 1.
  • the synchronization delay count is updated with the synchronization delay t4 associated with said second firing command received 104 (or fourth firing command in the sequence).
  • the fourth firing command 104 of the sequence 100 is received at the time of reception Rx4 by the electronic detonator 1.
  • the synchronization time to be counted down, corresponding to the synchronization time t2 associated with the second firing command 102 is updated with the synchronization time t4 associated with the fourth firing command 104.
  • Updating the synchronization delay count is optional. In other words, the synchronization delay countdown is implemented from the reception of the first firing command 102.
  • the synchronization delay associated with a firing command is part of a set of characteristics relating to the corresponding firing command.
  • the set of characteristics relating to the firing command comprises synchronization data relating to the sequence of firing commands.
  • This synchronization data includes the delay synchronization or data allowing the determination of the synchronization times associated respectively with the firing commands.
  • the set of characteristics relating to the firing control includes, in addition to the synchronization data, other characteristics relating to the firing control 101 - 105 as will be described below.
  • the synchronization data includes a list of synchronization times t1 - 15 associated respectively with firing commands 101 - 105.
  • the set of characteristics relating to each firing command 101-105 includes information relating to the identity of the command.
  • a firing command 101-105 can be identified in the firing sequence 100 by an identification number.
  • the identification number can be a serial number indicating the position of the firing control 101 - 105 in the firing sequence 100.
  • the order numbers of the firing commands can be increasing or decreasing according to different embodiments.
  • the set of characteristics relating to the firing command can be included respectively in the firing commands 101 - 105.
  • the synchronization delay t1 - 15 is extracted from the firing command received 102, 104, in order to implement the countdown.
  • the set of characteristics relating to the firing sequence 100 is previously stored in the electronic detonators 1.
  • the synchronization times associated with the firing commands 101 - 105 are stored in the electronic detonator 1.
  • the synchronization data comprises a list of synchronization delays associated respectively with firing commands.
  • the synchronization data comprises the value of the time interval between the issuance of two consecutive firing commands.
  • FIG. 2b represents the case of a firing method in which the synchronization delay associated with a firing command is determined from the values of the time intervals between the issuance of two firing commands 101 '- 109' consecutive.
  • the time interval may be the same or different between each transmission of two consecutive commands in the sequence.
  • the synchronization data can include a list of time intervals.
  • the set of characteristics includes the number of firing commands 101 ’- 109’ in the firing sequence 100 ’.
  • the electronic detonator 1 is configured to determine the synchronization delay associated with a firing command 101'-109 'received, knowing the identification number of the firing command received, the number of firing commands 101'-109 'in the firing sequence 100' and the time interval between firing commands 101'-109 '.
  • FIG. 2b represents the emission of a sequence 100 ′ of firing commands on a time line t.
  • the 100 'sequence includes nine ignition commands 101'— 109 'issued respectively at times of emission Tx1 to Tx9.
  • time intervals Dt1 to Dt8 between each emission of two consecutive firing commands, as well as a time interval Dt9 associated with the last emission in this example, were previously stored in the electronic detonator 1.
  • the counting of the synchronization delay from the moment of receipt of the firing command comprises several partial delay counts, the partial delays corresponding to the time intervals Dt1 to Dt9.
  • the synchronization delay is formed by the sum of the time intervals between times of emission Tx1 to Tx9 of firing commands.
  • the firing delay count associated with the electronic detonator 1 is implemented, the firing of the electronic detonator 1 being implemented once the firing delay count has been finalized.
  • the electronic detonator 1 must know the number of firing commands 101 ’- 109’ in the firing sequence 100 ’in order to be able to determine the synchronization delay to count down.
  • the first firing command received corresponds to the second command 102 'of the sequence.
  • This command is received at the time of receipt Rx2.
  • the count of partial delay associated with this command Dt2 (corresponding to the time interval between the emissions of the second and third firing commands) is implemented.
  • the partial countdown of the time interval associated with this command Dt3 (corresponding to the time interval between the transmissions of the third and fourth firing commands fire) is implemented. It is the same for the reception of the fourth firing command 104 '.
  • the time interval Dt5 associated with the fifth firing command 105' is implemented.
  • the first counting means 1 1 are updated.
  • the electronic detonators 1 implement, before the emission of the firing sequence 100 ′, a step of determining the synchronization times associated respectively with the firing commands 101 ′ - 109 ′ of the sequence 100 '. For this, for each firing command, the sum of the partial delay associated with the firing command and the partial delays associated with the following firing commands in the 100 ’sequence, is determined. At the end of this determination step, in each electronic detonator 1, a synchronization delay is associated with each firing command 101 '- 109' 'in the sequence 100' '.
  • the sum of the partial delay Dt2 (delay associated with the second firing command 102 'and the associated partial delays Dt3 to Dt9 to the following firing controls, is implemented.
  • each firing command 102 ′, 103 ′, 104 ′, 106 ′, 107 ′ is received by the electronic detonator 1
  • the associated synchronization delay determined is counted, by the first counting means 1 1, from the moment of receipt Rx2, Rx3, Rx4, Rx6, Rx7 of the firing command 102 ', 103', 104 ', 106', 107 ' .
  • a countdown of a synchronization delay associated with a firing command can be updated with the synchronization delay associated with a firing command received later.
  • the storage in the electronic detonators 1 of the set of characteristics relating to the 100 ’sequence of firing commands is implemented during a storage step.
  • This storage step can be implemented during the manufacture of electronic detonators 1.
  • the set of characteristics can be updated later, during the operation of the firing system.
  • the storage step is implemented on receipt of the data containing the set of characteristics, sent for example by the control console 2.
  • control console 2 addresses the set of characteristics to each electronic detonator 1.
  • the set of characteristics relating to the firing command may also include modulation parameters used when issuing the firing commands of the sequence 100, 100 ′.
  • the modulation parameters may be identical for the transmission of all the commands of the sequence 100, 100 ′ or may be different depending on the firing command issued.
  • modulation parameters is meant the manner in which messages are formed and sent over the transmission channel.
  • the modulation parameters include the modulation type, the carrier frequency, the frequency bandwidth, the spectrum spread factor, the modulation order, the type of correction coding.
  • the characteristics of the set of characteristics can be determined as a function of the quality of communication between the control console 2, or other transmitting device, and the electronic detonators 1.
  • the quality of communication between the control console 2 and the electronic detonators 1 can be determined in different ways.
  • characteristics relating to the sequence 100, 100 ′ of firing commands are determined, for example the number of firing commands in the firing sequence 100, 100 'to be used to guarantee the level of reliability of reception of firing commands, the synchronization delay or synchronization data such as the time interval between each firing command, and the modulation format to be used.
  • the determination of the quality of communication is implemented as a function of messages exchanged between the control console 2 and the electronic detonators 1.
  • the determination of the communication quality is implemented as a function of messages sent by electronic detonators 1 to the control console 2.
  • the determination of the quality of communication is implemented as a function of messages sent by the control console 2 to electronic detonators 1.
  • This embodiment has the advantage of being implemented more quickly as the mode from previous realization. In fact, in the previous embodiment, it is necessary to wait for the reception of a large number of messages from each electronic detonator 1, and making it possible to have a reliable statistic of the quality of communication.
  • the messages used for determining the quality are those sent by the control console 2, only the control console must send a large number of messages.
  • each electronic detonator 1 can comprise, according to one embodiment, an element making it possible to carry out statistics on the quality of communication, for example an element making it possible to count the number messages received from the command console 2 correctly. This value can be sent subsequently to command console 2 for example, on a specific request from the latter, so as to calculate the packet error rate (or PER for "Packet Error Rate") for each electronic detonator 1.
  • an element making it possible to carry out statistics on the quality of communication for example an element making it possible to count the number messages received from the command console 2 correctly. This value can be sent subsequently to command console 2 for example, on a specific request from the latter, so as to calculate the packet error rate (or PER for "Packet Error Rate”) for each electronic detonator 1.
  • the desired probability of failure is less than 10 3 for each electronic detonator 1 and the error rate obtained for the set of electronic detonators is increased by 10 _1 , it is then necessary to repeat the firing command at least 3 times to guarantee the desired reliability.
  • a reliability criterion can be an overall probability of failure on the set of electronic detonators that does not exceed a certain threshold. It is also possible to analyze the temporal evolution of the communication channel, for example for radio communications subject to external interference.
  • characteristics relating to the firing sequence 100, 100 ′ are determined, for example the number of firing commands to be used to guarantee the level of reliability of receipt of the order firing time, synchronization delay or synchronization data such as the time interval between each firing command, and the modulation format to be used.
  • the firing commands are received by the electronic detonators 1 with more or less temporal precision.
  • the advantage of having good reception time accuracy is directly linked to the precision of the synchronization of the electronic detonators 1.
  • better reception time accuracy is generally obtained at the expense of other criteria, typically the sensitivity of the receiver, that is, the reach or robustness of the communication.
  • the 100 ’sequence of firing commands may include groups of firing commands issued with different modulation parameters.
  • a first group 100a ’of firing commands is sent with modulation parameters allowing good communication robustness.
  • the modulation parameters of this first group are selected in order to guarantee reliability of reception of at least one firing command from this first group 100a ’.
  • the selection of these modulation parameters is known to those skilled in the art and does not need to be described here.
  • Groups of additional firing commands can be sent later with modulation parameters allowing better temporal precision of reception than the first group of firing commands, in spite of poorer reception reliability.
  • a first group of firing commands 100a ′ uses first modulation parameters allowing good reception robustness.
  • a second group of firing commands 100b ′ uses second modulation parameters allowing better temporal accuracy of reception but less good reception robustness as the first modulation parameters.
  • a third group of firing commands 100c ′ uses third modulation parameters allowing even better reception time accuracy but less good reception robustness than the second modulation parameters.
  • the modulation parameters are different for each firing command in the sequence 100, 100 ′ and evolve starting from parameters allowing the best robustness and the least good time reception accuracy to parameters allowing poorer robustness and better temporal accuracy of reception.
  • the emission of the firing sequence is implemented by the control console 2.
  • the control console 2 can send to the electronic detonators 1 l set of characteristics relating to the 100, 100 ′ sequence of firing commands.
  • part of the firing commands of the sequence 100, 100 ' are issued by a control console and other parts of the firing commands of the sequence 100, 100' are issued by one or more transmitting devices other than the control console.
  • the firing system includes relay devices configured to send part of the commands of the firing sequence 100, 100 '.
  • an electronic detonator can constitute a relay device, that is to say that it comprises the means necessary to implement the emission of the firing commands.
  • FIG. 3 schematically illustrates a plot of land on which a firing system 200 ′ is installed according to one embodiment, comprising electronic detonators 1, a control console 2 and relay devices 3.
  • the electronic detonators 1 and the control console 2 are those described with reference to Figures 1 a and 1 b. However, the electronic detonators can be connected to one or more shooting consoles, or for example as in the embodiment described with reference to FIG. 1c.
  • the control console 2 issues part of the commands in the firing command sequence 100, 100 ’.
  • Relay devices 3 on receipt of a firing command, calculate the transmission times Tx1 to Tx5; Tx1 to Tx9 of future firing commands, thanks to the knowledge of the set of characteristics t1 -t5; Dt1 to Dt9 of the firing sequence 100, 100 ’.
  • the relay devices 3 each issue in turn part of the firing commands of the firing sequence. For this, the relay 3 devices must have been identified beforehand, and their contribution to the emission of the firing sequence must have been planned beforehand.
  • relay devices 3 can each issue in turn a set of firing commands, or else each in turn issue a single firing command, before repeating this succession of emissions d several times. '' a single firing command.
  • the control console 2 must necessarily issue at least the first command in the firing sequence, to initiate the sequence.
  • the control console 2 and each relay device 3 can issue the firing commands using similar or different modulation parameters.
  • FIG 4 is a diagram showing an embodiment of the firing control method. It will be noted that, as described below, certain steps of the method are optional and that, depending on the embodiments, they are or are not implemented. Furthermore, the implementation of the process steps has been described above. The method is described with reference to the first embodiment of a firing system 200 shown in Figures 1a and 1b.
  • the method represented in FIG. 4 comprises a step of determining the quality of communication E01 between the reception devices and a transmission device.
  • the quality of communication determined corresponds to the quality of communication between the electronic detonators 1 and the control console 2.
  • the method then comprises a step of determining at least one characteristic of the set of characteristics E02 as a function of the quality of communication determined in the preceding determination step E01.
  • the set of characteristics of the firing sequence is sent to the electronic detonators by the control console.
  • the firing method includes a prior step of storing E03 in the electronic detonators 1 of the set of characteristics relating to the sequence of firing commands 100, 100 ’.
  • a transmitting device such as the control console 2 implements an emission step E100 of the firing sequence 100, 100 '.
  • the firing process includes a step E10 of receiving a firing command.
  • This firing command is part of a sequence of firing commands issued comprising at least two firing commands.
  • the method On receipt of the firing command, the method implements a step E20 of the synchronization delay associated with the command firing received, implemented from the moment of receiving the firing command.
  • the firing process includes steps for receiving additional firing commands in the firing sequence 100, 100 ’.
  • the firing method includes a step E11 of receiving a second firing command (for example, fourth firing command 104 in the case shown in FIG. 2a).
  • the ignition method comprises a step E21 of updating the countdown of the synchronization delay in progress with the synchronization delay (for example t4 in the case of FIG. 2a) associated with the second firing command received.
  • the firing process comprises a step E30 of the ignition delay associated with the electronic detonator 1 from the synchronization instant Is.
  • the firing process comprises a firing step E40 of the electronic detonator 1.
  • the step of receiving E10 of a firing command and the step of counting E20 of the synchronization delay are carried out by the receiving device (s) 30 '.
  • the set of characteristics relating to the firing command sequence 100, 100 ’ is stored in the reception device or devices during the storage step E03.
  • the electronic detonators 1, 1 a ’, 1 b’ associated with it each electronic detonator 1, 1 a ’, 1 b’ implements a step of receiving the synchronization instant, followed by a step of counting (E30) the firing delay.
  • the characteristics of the firing sequence may not be determined based on the quality of communication.
  • these characteristics may not be addressed by the console before the firing sequence is sent.
  • characteristics relating to the sequence such as the synchronization times associated with each firing command are included in the firing command.

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Abstract

Un procédé de mise à feu d'un ensemble de détonateurs électroniques (1) comporte : - la réception par un dispositif de réception (30) associé à un o u plusieurs détonateurs électroniques (1) d'une commande de mise à feu parmi une séquence de commandes de mise à feu (100) émise comportant au moins deux commandes de mise à feu, un délai de synchronisation (t2, t4) étant associé à chaque commande de mise à feu; - le décompte à partir de l'instant de réception de la commande de mise à feu, du délai de synchronisation (t2, t4) associé à la commande de mise à feu reçue; - le décompte d'un retard de mise à feu (t retard ) associé à chaque détonateur électronique (1) à partir d'un instant de synchronisation (Is ) correspondant à l'instant auquel le décompte du délai de synchronisation (t2, t4) est finalisé; et - la mise à feu de chaque détonateur électronique (1) lorsque le décompte du retard de mise à feu (t retard ) est finalisé.

Description

Procédé de mise à feu d’un ensemble de détonateurs électroniques
La présente invention concerne un procédé de mise à feu d’un ensemble de détonateurs électroniques.
L'invention concerne également un détonateur électronique, un dispositif émetteur, et un système de mise à feu d’un ensemble de détonateurs électroniques.
L’invention trouve son application dans le domaine de l’initiation pyrotechnique, dans tout secteur où un réseau de plusieurs détonateurs électroniques doit traditionnellement être mis en œuvre. Des exemples typiques d’utilisation concernent l’exploitation des mines, carrières, l’exploration sismique, ou le secteur du bâtiment et des travaux publics.
Lors de l’installation du système de mise à feu sur le terrain ou site de travaux, les détonateurs électroniques sont mis en place respectivement dans des emplacements aménagés pour les recevoir et chargés en explosif. Ces emplacements sont par exemple des trous forés dans le sol. La mise à feu des détonateurs électroniques est réalisée ensuite 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 mise à feu commun est diffusé au réseau de détonateurs électroniques à l’aide d’une console de commande. Cet ordre de mise à feu ou commande de mise à feu permet de déclencher de manière synchronisée le décompte du retard de mise à feu pour l’ensemble des détonateurs électroniques. A partir de la réception de l’ordre de mise à feu, chaque détonateur électronique gère le décompte du retard spécifique qui lui est associé, ainsi que sa propre mise à feu.
Traditionnellement, les détonateurs électroniques étant de type filaire, ils sont reliés à une console de commande par des fils électriques ou câbles. Le câblage utilisé pour relier les détonateurs électroniques à la console de commande permet la communication entre la console de commande et les détonateurs électroniques, par exemple pour échanger avec eux des commandes ou messages relatifs au diagnostic, et pour leur adresser la commande de mise à feu.
Parfois, un système de mise à feu comporte plusieurs consoles de tir, disposées à proximité du front de tir, et reliées respectivement à plusieurs ensembles de détonateurs électroniques. Les consoles de tir communiquent, en général par des moyens de communication sans fil, avec une console de commande à distance. Cette console de commande adresse des messages aux consoles de tir reliées aux détonateurs électroniques, tels que la commande de mise à feu. Chaque console de tir adresse, à son tour, des messages à l’ensemble de détonateurs électroniques qui lui est relié.
Parfois l’environnement de déploiement des détonateurs électroniques, ainsi que des défauts dans les éléments de connectique utilisés peuvent être à l’origine de défauts de câblage (faux contacts, courants de fuite, etc.), conduisant à une dégradation des signaux électriques transmis. En outre, l’utilisation d’un nombre élevé de détonateurs raccordés sur le même réseau de câbles peut induire des atténuations et déformations des signaux électriques modulés transmis sur les câbles, ce qui peut rendre parfois difficile pour les détonateurs électroniques, la démodulation des messages reçus en provenance de la console de commande.
On connaît aussi des détonateurs électroniques sans fils qui permettent de s’affranchir du câblage entre le réseau de détonateurs et la console de commande, et ainsi des aléas liés à ce câblage.
La communication entre la console de commande et les détonateurs électroniques peut s’effectuer par exemple par des ondes radio.
Pour ce type de détonateurs électroniques, bien qu’ils n’aient pas les difficultés précitées liées au câblage, la communication entre la console de commande et les détonateurs électroniques reste soumise à des aléas de transmission parfois difficilement prédictibles, tels que des évanouissements (« fading » en terminologie anglo-saxonne) temporels et spatiaux, ou des interférences. Ces effets conduisent à des variations importantes du rapport signal à bruit en entrée du démodulateur, pouvant empêcher de manière ponctuelle la réception par les détonateurs électroniques des messages provenant de la console de commande.
Ainsi, tant pour les détonateurs électroniques filaires que pour les détonateurs électroniques sans fils, des problèmes dans la communication entre la console de commande et les détonateurs électroniques peuvent survenir.
La console de commande à distance et les consoles de tir reliées aux détonateurs électroniques communiquent aussi en général par des moyens de communication sans fil.
Ainsi, les communications entre les consoles de tir reliées aux détonateurs électroniques et la console de commande à distance présentent aussi les problèmes précités.
Ces problèmes ont une influence sur la réception de l’ordre de mise à feu des détonateurs. Parfois, l’ordre de mise à feu n’est pas reçu par certains détonateurs, et ne sont donc pas mis à feu. Ceci est considéré comme une défaillance du système.
La présente invention a pour but de proposer un procédé de mise à feu d’un ensemble de détonateurs électroniques permettant d’améliorer la fiabilité de mise à feu.
A cet égard, la présente invention vise selon un premier aspect un procédé de mise à feu d’un ensemble de détonateurs électroniques, chaque détonateur électronique ayant un retard de mise à feu associé.
Selon l’invention, le procédé comporte des étapes suivantes :
- réception par un dispositif de réception associé à un ou plusieurs détonateurs électroniques d’une commande de mise à feu parmi une séquence de commandes de mise à feu émise comportant au moins deux commandes de mise à feu, un délai de synchronisation étant associé à chaque commande de mise à feu ;
- décompte à partir de l’instant de réception de ladite commande de mise à feu, du délai de synchronisation associé à ladite commande de mise à feu reçue ; - décompte du retard de mise à feu associé à chaque détonateur électronique à partir d’un instant de synchronisation correspondant à l’instant auquel le décompte du délai de synchronisation est finalisé ; et
- mise à feu de chaque détonateur électronique lorsque le décompte du retard de mise à feu est finalisé.
Ainsi, une séquence de commandes de mise à feu est émise, par exemple par une console de commande, de sorte qu’au moins une des commandes de mise à feu soit reçue par un dispositif de réception.
Chaque commande de mise à feu a un délai de synchronisation associé, la durée représentée par le décompte du délai de synchronisation étant différente pour des commandes de mise à feu différentes. En effet, la durée représentée par le décompte du délai de synchronisation dépend de l’instant auquel la commande de mise à feu est émise, par rapport à l’instant de synchronisation visé.
On notera que pour le décompte du délai de synchronisation, le dispositif de réception prend en compte l’instant auquel la commande de mise à feu est reçue. En effet, le temps de propagation des commandes de mise à feu étant négligeable, l’instant d’émission d’une commande de mise à feu et l’instant de réception de la commande dans le dispositif de réception, sont similaires.
L’instant de synchronisation est défini comme l’instant auquel le décompte du délai de synchronisation est finalisé et à partir duquel le décompte du retard de mise à feu associé au détonateur électronique est mis en œuvre. Autrement dit, le délai de synchronisation associé à une commande de mise à feu permet d’obtenir l’instant de synchronisation au moyen du décompte du délai de synchronisation à partir de la réception de la commande de mise à feu.
En réalité, un temps d’exécution (ou temps de « Processing ») s’écoule entre la fin du décompte du délai de synchronisation et l’instant auquel le décompte du retard de mise à feu associé au détonateur électronique est mis en œuvre. Ce temps d’exécution étant négligeable, dans la suite de la description il est considéré que le décompte du temps de retard associé au détonateur débute lorsque la fin du décompte du délai de synchronisation est atteinte. Cet instant de synchronisation doit être commun pour l’enclenchement du décompte du retard de mise à feu pour la totalité des détonateurs électroniques. En effet, pour que la mise à feu de l’ensemble des détonateurs soit mise en œuvre de manière synchronisée, il est très important que le décompte des retards de mise à feu débute de manière synchronisée à partir de cet instant de synchronisation.
Par conséquent, l’association d’un délai de synchronisation à chaque commande de mise à feu de la séquence, permet d’obtenir l’instant de synchronisation quelle que soit la commande de mise à feu reçue.
En outre, la multiplicité de commandes de mise à feu émise permet au dispositif de réception d’augmenter la probabilité de recevoir au moins une commande de mise à feu.
Par conséquent, la fiabilité de la réception de l’information de mise à feu est améliorée, c’est-à-dire que la fiabilité de la mise à feu de l’ensemble des détonateurs électroniques est améliorée, tout en gardant une bonne synchronisation de la mise à feu.
Selon une caractéristique, l’étape de réception est réalisée par un dispositif de réception qui est associé à un unique détonateur électronique et faisant partie intégrante du détonateur électronique, l’étape de décompte du délai de synchronisation et l’étape de décompte du retard de mise à feu étant réalisées par le détonateur électronique.
Ainsi, dans ce mode de réalisation le détonateur comporte le dispositif de réception, la commande de mise à feu étant reçue par le détonateur électronique. Par conséquent, l’instant de synchronisation correspond à l’instant auquel le décompte du délai de synchronisation associé à la commande de mise à feu reçue est finalisé.
On notera que les modules formant le détonateur électronique peuvent être placés dans un même boîtier ou dans des boîtiers distincts. Par exemple, dans un mode de réalisation possible, certains modules, tels que des modules de communication radio sont placés dans un boîtier séparé du reste des modules du détonateur afin de pouvoir placer le module de communication radio hors sol alors que le reste du détonateur électronique se trouve dans un trou foré dans le sol.
Selon une caractéristique, l’étape de réception est réalisée par un dispositif de réception qui est associé à plusieurs détonateurs électroniques, le procédé de mise à feu comportant en outre une étape de réception par chaque détonateur électronique de l’instant de synchronisation, l’étape de décompte du délai de synchronisation étant réalisée par le dispositif de réception, et l’étape de décompte du retard de mise à feu étant réalisée par chaque détonateur électronique, après réception de l’instant de synchronisation.
Dans ce mode de réalisation, une fois le décompte du délai de synchronisation associé à la commande de mise à feu reçue finalisé, le dispositif de réception adresse l’instant de synchronisation obtenu aux détonateurs électroniques associés pour qu’ils commencent le décompte du retard de mise à feu.
On notera que le décompte du retard de mise à feu dans un détonateur ne démarre pas tant que l’instant de synchronisation n’est pas reçu par le détonateur. Il existe ainsi un léger décalage entre l’instant de synchronisation déterminé par le dispositif de réception comme étant l’instant auquel le décompte du délai de synchronisation est finalisé, et le temps auquel commence le décompte du retard de mise à feu. Ce décalage étant négligeable, il est considéré que le décompte du retard de mise à feu commence à partir de l’instant de synchronisation déterminé par le dispositif de réception.
Selon une caractéristique, le procédé de mise à feu comporte des étapes de réception additionnelles de commandes de mise à feu parmi ladite séquence de commandes de mise à feu émise comportant au moins deux commandes de mise à feu, le décompte du délai de synchronisation étant mis à jour à chaque réception additionnelle d’une commande de mise à feu avec le délai de synchronisation associé à la commande de mise à feu reçue.
Par exemple, le procédé de mise à feu peut comporter une étape de réception d’une deuxième commande de mise à feu, le décompte du délai de synchronisation étant mis à jour avec le délai de synchronisation associé à ladite deuxième commande de mise à feu reçue. Par conséquent, à chaque réception d’une commande de mise à feu, le décompte du délai de synchronisation est mis à jour avec la valeur du délai de synchronisation associé à la dernière commande de mise à feu reçue.
Ainsi, la dérive temporelle dans le décompte du délai de synchronisation est minimisée. En effet, plus le délai de synchronisation est long, plus la dérive temporelle est importante. Ainsi, la mise à jour du délai de synchronisation limite la dérive temporelle.
Par conséquent, la précision de synchronisation est davantage améliorée.
Selon une caractéristique, chaque commande de mise à feu comporte un ensemble de caractéristiques relatives à la séquence de commandes de mise à feu.
Selon une caractéristique, chaque commande de mise à feu contient le délai de synchronisation qui lui est associé.
Le dispositif de réception est ainsi configuré pour extraire le délai de synchronisation à réception de la commande de mise à feu.
Selon une autre caractéristique, le procédé de mise à feu comporte une étape préalable de stockage dans le dispositif de réception d’un ensemble de caractéristiques relatives à la séquence de commandes de mise à feu.
Cette étape préalable de stockage permet au dispositif de réception de connaître des caractéristiques concernant la séquence de commandes de mise à feu émise et les commandes de mise à feu reçues.
Selon une caractéristique, chaque commande de mise à feu comporte une information relative à l’identité de la commande.
Ainsi, chaque commande de mise à feu peut être identifiée dans la séquence de commandes de mise à feu.
Par exemple, l’information relative à l’identité de la commande comporte un numéro d’identification permettant d’identifier une commande parmi les commandes de la séquence.
Le numéro d’identification peut être un numéro d’ordre dans la séquence, ce numéro d’ordre pouvant être croissant ou décroissant dans la séquence de commandes selon différents modes de réalisation. Dans un mode de réalisation, l’ensemble de caractéristiques comporte le nombre de commandes de mise à feu dans la séquence de commandes.
Selon une caractéristique, l’ensemble de caractéristiques comporte des données de synchronisation relatives à la séquence de commandes de mise à feu, lesdites données de synchronisation permettant la détermination des délais de synchronisation associés respectivement aux commandes de mise à feu.
Ainsi, le dispositif de réception a connaissance des délais de synchronisation qui sont associés respectivement aux commandes de mise à feu reçues.
Selon une caractéristique, les données de synchronisation comportent une liste de délais de synchronisation associés respectivement à des commandes de mise à feu.
Dans ce mode de réalisation, le dispositif de réception stocke un tableau dans lequel des délais de synchronisation sont associés respectivement à des commandes de mise à feu. Par exemple, comme indiqué ci-dessus, chaque commande de mise à feu peut être identifiée par un numéro d’identification ou un numéro d’ordre dans la séquence. Ce numéro d’identification ou numéro d’ordre dans la séquence est inclus dans la commande de mise à feu. Ainsi, lorsque le dispositif de réception reçoit une commande de mise à feu, il obtient du tableau le délai de synchronisation associé à la commande de mise à feu reçue.
Selon une caractéristique, les données de synchronisation comportent une valeur de l’intervalle de temps entre l’émission de deux commandes de mise à feu consécutives.
Dans ce mode de réalisation, le dispositif de réception connaissant le temps écoulé entre l’émission de commandes consécutives peut déterminer le délai de synchronisation associé à une commande de mise à feu reçue, en connaissant par ailleurs l’information relative à l’identité de la commande de mise à feu reçue, et éventuellement le nombre total de commandes de mise à feu présents dans la séquence pour situer la commande de mise à feu reçue dans la séquence. On notera que la valeur de l’intervalle de temps est constante entre émission de deux commandes de mise à feu.
On notera en outre que lorsque l’information relative à l’identité de la commande comporte un numéro d’identification de commande décroissant dans la séquence de commandes de mise à feu, il n’est pas nécessaire de connaître le nombre de commandes de mise à feu dans la séquence de commandes.
Le stockage d’un unique paramètre ou donnée de synchronisation est nécessaire dans ce cas, ce paramètre étant l’intervalle de temps entre deux émissions consécutives.
Selon une caractéristique, les données de synchronisation comportent une liste d’intervalles de temps, chaque intervalle de temps étant associé à deux commandes de mise à feu consécutives, l’intervalle de temps représentant le temps écoulé entre l’émission des deux commandes de mise à feu consécutives.
Dans ce mode de réalisation, la valeur des intervalles de temps entre l’émission de deux commandes de mise à feu consécutives peut être variable. Ainsi, par exemple, l’intervalle de temps entre une première et deuxième commande de mise à feu peut être différent de l’intervalle de temps entre une deuxième et une troisième commande de mise à feu.
Ainsi, grâce aux données de synchronisation, le dispositif de réception connaît l’intervalle de temps associé à deux commandes de mise à feu consécutives et peut déterminer le délai de synchronisation associé à une commande de mise à feu reçue, en connaissant par ailleurs l’information relative à l’identité de la commande, telle que le numéro d’identification de la commande de mise à feu reçue, et éventuellement le nombre total de commandes de mise à feu présent dans la séquence pour situer la commande de mise à feu reçue dans la séquence.
Comme indiqué précédemment, lorsque l’information relative à l’identité de la commande comporte un numéro d’identification de commande décroissant dans la séquence de commandes de mise à feu, il n’est pas nécessaire de connaître le nombre de commandes de mise à feu dans la séquence de commandes. Selon une caractéristique, l’ensemble de caractéristiques comporte le nombre de commandes de mise à feu dans la séquence de mise à feu.
Cette caractéristique permet au dispositif de réception de situer la commande de mise à feu reçue dans la séquence de commandes de mise à feu.
Selon une caractéristique, l’ensemble de caractéristiques comporte des paramètres de modulation utilisés lors de l’émission des commandes de mise à feu de la séquence.
Le dispositif de réception connaissant les paramètres utilisés pour la modulation de la commande de mise à feu, peut démoduler convenablement la commande de mise à feu.
Selon une caractéristique, les paramètres de modulation sont différents pour des commandes de mise à feu différentes.
Les paramètres de modulation les plus adéquats peuvent être sélectionnés pour moduler chaque commande de mise à feu de la séquence.
Selon une caractéristique, le procédé de mise à feu comporte les étapes de :
- détermination de la qualité de communication entre des dispositifs de réception et un dispositif d’émission des commandes de mise à feu de la séquence de mise à feu, et
- la détermination d’au moins une caractéristique de l’ensemble de caractéristiques en fonction de la qualité de communication déterminée.
Ainsi, les paramètres de modulation utilisés pour l’émission de chaque commande de mise à feu sont adaptés en fonction de la qualité de communication entre des dispositifs de réception et le dispositif d’émission émettant les commandes de mise à feu.
Le dispositif d’émission ou dispositif émetteur peut être une console de commande ou un dispositif relai, le dispositif relai pouvant être une console de tir ou un détonateur électronique.
Selon une caractéristique, l’étape de détermination de la qualité de communication est mise en œuvre en fonction de messages adressés par des dispositifs de réception à un dispositif d’émission des commandes de mise à feu de la séquence de mise à feu. Selon une caractéristique, l’étape de détermination de la qualité de communication est mise en œuvre en fonction de messages adressés par un dispositif d’émission des commandes de mise à feu de la séquence de mise à feu à des dispositifs de réception.
Dans ce mode de réalisation, le temps dédié à la détermination de la qualité de communication entre le dispositif d’émission des commandes de mise à feu de la séquence de mise à feu et les dispositifs de réception est réduit. En effet, il n’est pas nécessaire d’attendre la réception d’un nombre important de messages provenant de chaque dispositif de réception, et permettant d’avoir une statistique fiable de la qualité de communication, comme dans le mode de réalisation précédent.
Selon une caractéristique, le procédé de mise à feu comporte une étape d’émission par un dispositif d’émission des commandes de mise à feu de la séquence de mise à feu de l’ensemble des caractéristiques relatives à la séquence de commandes de mise à feu.
Le dispositif d’émission des commandes de mise à feu de la séquence de mise à feu adresse aux dispositifs de réception l’ensemble des caractéristiques, par exemple lors du déploiement des détonateurs électroniques sur le terrain.
Selon un mode de réalisation, le procédé de mise à feu comporte des étapes d’émission par un dispositif d’émission des commandes de mise à feu de la séquence de mise à feu de la séquence de commandes de mise à feu.
Par exemple, le dispositif d’émission des commandes de mise à feu de la séquence de mise à feu est une console de commande.
Selon un autre mode de réalisation, le procédé de mise à feu comporte des étapes d’émission d’une partie des commandes de mise à feu de la séquence par une console de commande et des étapes d’émission d’une partie des commandes de mise à feu de la séquence par un dispositif d’émission autre que la console de commande.
La présente invention vise selon un deuxième aspect un détonateur électronique comportant : - des moyens de réception d’une commande de mise à feu parmi une séquence de commandes de mise à feu émise comportant au moins deux commandes de mise à feu, un délai de synchronisation étant associé à chaque commande de mise à feu ;
- des premiers moyens de décompte configurés pour décompter à partir de l’instant de réception de ladite au moins une commande de mise à feu, ledit délai de synchronisation associé à ladite commande de mise à feu reçue ;
- des deuxièmes moyens de décompte configurés pour décompter un retard de mise à feu associé au détonateur électronique à partir d’un instant de synchronisation correspondant à l’instant auquel ledit décompte du délai de synchronisation est finalisé ; et
- des moyens de mise à feu lorsque ledit décompte dudit retard de mise à feu est finalisé.
Dans un mode de réalisation, les premiers et deuxièmes moyens de décompte constituent des moyens de décompte uniques qui sont configurés pour décompter le délai de synchronisation et le retard de mise à feu.
Selon une caractéristique, le détonateur électronique comporte des moyens de stockage pour stocker un ensemble de caractéristiques relatives à la séquence de commandes de mise à feu.
La présente invention vise selon un troisième aspect un dispositif émetteur comportant des moyens d’émission configurés pour émettre une séquence de commandes de mise à feu d’un ensemble de détonateurs électroniques, ladite séquence de commandes de mise à feu comportant au moins deux commandes de mise à feu, un délai de synchronisation étant associé à chaque commande de mise à feu, utilisé pour l’obtention d’un instant de synchronisation à partir duquel le décompte du retard de mise à feu est enclenché pour la mise à feu des détonateurs électroniques.
Le dispositif émetteur peut être une console de commande ou un dispositif relai émettant au moins une partie des commandes de mise à feu d’une séquence de mise à feu. Dans le cas d’un dispositif relai, il doit être configuré pour se synchroniser avec la séquence de commande de mise à feu de manière à émettre certains des ordres de mise à feu au moment adéquat.
La présente invention vise, selon un quatrième aspect, un système de mise à feu comportant un dispositif émetteur conforme à l’invention et un ensemble de détonateurs électroniques conformes à l’invention, le dispositif émetteur étant une console de mise à feu.
Le détonateur électronique, le dispositif émetteur et le système de mise à feu présentent des caractéristiques et avantages analogues à ceux décrits précédemment en relation avec le procédé de mise à feu.
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 a représente schématiquement un système de mise à feu de plusieurs détonateurs électroniques mettant en œuvre un procédé de mise à feu conforme à un mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 1 b est un détail de la figure 1 a et illustre des éléments d’un détonateur électronique selon un mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 1 c illustre des parties d’un système de mise à feu conforme à un deuxième mode de réalisation ;
- les figures 2a et 2b illustrent des schémas représentant l’émission dans le temps d’une séquence de commandes de mise à feu ;
- la figure 3 illustre schématiquement un terrain avec des éléments d’un système de mise à feu conforme à un mode de réalisation de l’invention ; et
- la figure 4 est un schéma représentant le procédé de mise à feu conforme à un mode de réalisation de l’invention.
La figure 1a représente schématiquement un système de mise à feu 200 de plusieurs détonateurs électroniques 1 mettant en œuvre un procédé de mise à feu conforme à un mode de réalisation de l’invention.
Le système de mise à feu 200 comporte une unité ou console de commande 2 et un ensemble de détonateurs 1 . Dans le schéma représenté la console de commande 2 est relié aux détonateurs électroniques 1 au moyen de fils électriques ou câbles 4. Bien entendu, l’invention s’applique à des systèmes de mise à feu dans lesquels la console de commande et les détonateurs électroniques sont reliés entre eux par des moyens de communication sans fils.
Le système de mise à feu 200 peut comporter une ou plusieurs consoles de tir (non représentées) communiquant généralement par radio avec la console de commande 2 dans le système de mise à feu.
On notera que pour simplifier les dessins et la description, une seule console 2 reliée à un ensemble de détonateurs 1 y est représentée. Néanmoins, un système de mise à feu 200 peut comporter plusieurs consoles de tir, étant reliées respectivement à des ensembles de détonateurs 1. La console de commande 2 émet des messages destinés aux consoles de tir, ces messages étant ensuite adressés par les consoles de tir à l’ensemble de détonateurs électroniques 1.
Une console de commande 2 conforme à l’invention comporte des moyens d’émission 20 configurés pour émettre une séquence de commandes de mise à feu destinée aux détonateurs électroniques 1. Une séquence de commandes de mise à feu comporte au moins deux commandes de mise à feu.
Un délai de synchronisation est associé à chaque commande de mise à feu de la séquence. Ce délai de synchronisation est utilisé pour l’obtention d’un instant de synchronisation à partir duquel le décompte d’un retard de mise à feu est enclenché pour la mise à feu des détonateurs électroniques 1.
On notera que les délais de synchronisation associés respectivement aux commandes de mise à feu de la séquence sont différents.
La figure 1b représente des éléments d’un détonateur électronique 1 conforme à un mode de réalisation.
Chaque détonateur électronique 1 comporte au moins les moyens suivants, configurés pour mettre en œuvre le procédé de mise à feu conforme à l’invention.
Un détonateur électronique 1 comporte ainsi des moyens de réception 10 configurés pour recevoir des commandes de mise à feu provenant par exemple de la console de commande 2. En particulier, les moyens de réception 10 sont un dispositif de réception configuré pour recevoir les commandes de mise à feu de la séquence de commandes de mise à feu. Les moyens de réception 10 sont en fonction des modes de réalisation, de type filaire ou sans fil.
Comme indiqué ci-dessus, à chaque commande de mise à feu est associé un délai de synchronisation différent, de telle sorte à obtenir à l’issue du décompte de chacun des délais de synchronisation un instant de synchronisation unique à partir duquel l’ensemble des détonateurs électroniques 1 débutent de manière synchronisée, le décompte du retard de mise à feu.
Afin de mettre en œuvre le décompte du délai de synchronisation, chaque détonateur électronique 1 comporte des premiers moyens de décompte 11 (aussi appelés compteur de délai de synchronisation) configurés pour décompter à partir de l’instant de réception d’une commande de mise à feu, le délai de synchronisation associé à la commande de mise à feu reçue.
Le détonateur électronique 1 comporte en outre des deuxièmes moyens de décompte 12 (aussi appelés compteur de retard de mise à feu) configurés pour décompter le retard de mise à feu associé au détonateur électronique 1.
Le décompte du retard de mise à feu débute à partir d’un instant de synchronisation correspondant à l’instant auquel ledit décompte du délai de synchronisation est finalisé.
Les moyens de décompte peuvent comporter des circuits intégrés, connus par l’homme du métier, conçus pour mettre en œuvre des décomptes des délais. Selon des modes de réalisation, les premiers moyens de décompte 11 sont différents des deuxièmes moyens de décompte 12, ou ils sont mis en œuvre par des moyens de décompte communs.
Le détonateur électronique 1 comporte en outre un dispositif interrupteur 13 disposé entre des moyens de mise à feu ou tête d’amorce ou amorce explosive 14 et un module de stockage d’énergie 15 stockant la source d’énergie nécessaire pour la mise à feu du détonateur électronique 1. Le dispositif interrupteur 13 se trouve par défaut en position ouverte lors des phases pendant lesquelles le détonateur électronique 1 n’est pas mis à feu. Le dispositif interrupteur 13 est en position fermée lorsque le détonateur électronique 1 est mis à feu. Ainsi, une fois que le décompte du retard de mise à feu est finalisé, le dispositif interrupteur 13 est commandé en position fermée et, l’énergie contenue dans le module de stockage d’énergie 15 se décharge dans la tête d’amorce 14, provoquant la mise à feu du détonateur électronique 1.
La figure 1c représente des éléments d’un système de mise à feu conforme à un deuxième mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, le système de mise à feu comporte au moins un dispositif de réception 30’ associé à plusieurs détonateurs électroniques 1 a’, 1 b’. En particulier, le dispositif de réception 30’ est relié de façon filaire à un ou plusieurs détonateurs électroniques 1a’, 1 b’. Dans d’autres modes de réalisation, le dispositif de réception 30’ et les détonateurs électroniques ne sont pas reliés de manière filaire mais communiquent entre eux par des moyens de communication sans fil.
Le dispositif de réception 30’ peut être une console de tir destinée à échanger des messages avec les détonateurs électronique 1a’, 1 b’ pour mettre en œuvre des opérations de test, de programmation ou de mise à feu.
Le dispositif de réception 30’ comporte des moyens de réception 10’ configurés pour recevoir les commandes de mise à feu de la séquence de mise à feu. Ces moyens de réception 10’ sont similaires à ceux décrits en référence à la figure 1 b.
Le dispositif de réception 30’ comporte en outre des premiers moyens de décompte 11’ similaires à ceux décrits en référence à la figure 1 b.
Dans ce mode de réalisation, le détonateur électronique 1 a’, 1 b’ comporte des deuxièmes moyens de décompte 12’, un module de stockage d’énergie 15’, des moyens de mise à feu 14’ et un dispositif interrupteur 13’ similaires à ceux décrits en référence à la figure 1 b.
Le procédé de mise à feu conforme à l’invention est décrit ci-dessous en référence aux figures 2a et 2b.
Le procédé est décrit en faisant référence à un système de mise à feu tel que celui représenté aux figures 1 a et 1 b. Lorsque le procédé est mis en œuvre par un système de mise à feu tel que celui représenté à la figure 1 c, il est similaire mais certaines étapes sont mises en œuvre par des éléments différents du système de mise à feu.
Comme décrit ci-dessous, un détonateur électronique 1 mettant en œuvre un procédé de mise à feu conforme à l’invention reçoit une ou plusieurs commandes de mise à feu parmi les commande de mise à feu d’une séquence 100 de commandes de mise à feu, émise par exemple par une console de commande 2.
La séquence 100 de commandes de mise à feu ou séquence de mise à feu 100 comporte un nombre variable de commandes de mise à feu, le nombre étant d’au moins deux. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2a, la séquence de mise à feu 100 comporte cinq commandes de mise à feu 101 , 102, 103, 104, 105.
Dans ce mode de réalisation, chaque commande de mise à feu est émise par la console de commande 2 à un instant d’émission Tx1 - Tx5 respectivement. Parmi les cinq commandes de mise à feu 101 , 102, 103, 104,
105 de la séquence 100, uniquement deux commandes de mise à feu (la deuxième et quatrième) sont reçues 102, 104 à des instants de réception Rx2, Rx4.
On notera qu’en général les instants d’émission sont similaires aux instants de réception correspondants, du fait des délais négligeables de transmission des commandes de mise à feu.
Chaque commande de mise à feu 101 , 102, 103, 104, 105 a un délai de synchronisation associé. Dans le mode de réalisation représenté, les deuxième 102 et quatrième 104 commandes de mise à feu de la séquence 100 ont des délais de synchronisation associés référencés t2 et t4.
Lorsqu’une commande de mise à feu 102, 104 est reçue par le détonateur électronique 1 , le délai de synchronisation t2, t4 associé est décompté, par les premiers moyens de décompte 11 , à partir de l’instant de réception Rx2, Rx4 de la commande de mise à feu 102, 104.
Une fois le décompte du délai de synchronisation finalisé (mis à jour ou pas), le retard de mise à feu associé au détonateur électronique 1 est décompté, par les deuxièmes moyens de décompte 12. Autrement dit, le retard de mise à feu tretard est décompté à partir de l’instant de synchronisation Is.
Lorsque le décompte du retard de mise à feu tretard est finalisé, le détonateur électronique 1 est mis à feu.
Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2a, le délai de synchronisation t2 est décompté lorsque la deuxième commande 102 de la séquence 100 est reçue à l’instant de réception Rx2 par le détonateur 1 .
Dans un mode de réalisation, lorsqu’une deuxième commande de mise à feu 104 est reçue dans le détonateur électronique 1 , le décompte du délai de synchronisation est mis à jour avec le délai de synchronisation t4 associé à ladite deuxième commande de mise à feu reçue 104 (ou quatrième commande de mise à feu de la séquence).
Dans le mode de réalisation représenté, la quatrième commande de mise à feu 104 de la séquence 100 est reçue à l’instant de réception Rx4 par le détonateur électronique 1 . Le délai de synchronisation à décompter, correspondant au délai de synchronisation t2 associé à la deuxième commande de mise à feu 102 est mis à jour avec le délai de synchronisation t4 associé à la quatrième commande de mise à feu 104.
Ainsi, le décompte étant mis à jour avec un délai de synchronisation associé à une commande de mise à feu reçue ultérieurement, la dérive temporelle dans le décompte du délai de synchronisation est réduite.
La dérive temporelle étant minimisée, la précision de synchronisation des détonateurs électroniques 1 est améliorée.
La mise à jour du décompte du délai de synchronisation est optionnelle. Autrement dit, le décompte du délai de synchronisation est mis en œuvre à partir de la réception de la première commande de mise à feu 102.
Le délai de synchronisation associé à une commande de mise à feu fait partie d’un ensemble de caractéristiques relatives à la commande de mise à feu correspondante. L’ensemble de caractéristiques relatives à la commande de mise à feu comporte des données de synchronisation relatives à la séquence de commandes de mise à feu. Ces données de synchronisation comportent le délai de synchronisation ou des données permettant la détermination des délais de synchronisation associés respectivement aux commandes de mise à feu.
L’ensemble de caractéristiques relatives à la commande de mise à feu comporte, en plus des données de synchronisation, d’autres caractéristiques relatives à la commande de mise à feu 101 - 105 comme il sera décrit ci-dessous.
Par exemple, les données de synchronisation comportent une liste de délais de synchronisation t1 - 15 associés respectivement à des commandes de mise à feu 101 - 105.
Dans un mode de réalisation, l’ensemble de caractéristiques relatives à chaque commande de mise à feu 101- 105 comporte une information relative à l’identité de la commande. Par exemple, une commande de mise à feu 101- 105 peut être identifiée dans la séquence de mise à feu 100 par un numéro d’identification.
Le numéro d’identification peut être un numéro d’ordre indiquant la position de la commande de mise à feu 101 - 105 dans la séquence de mise à feu 100.
Dans une séquence de mise à feu 100, les numéros d’ordre des commandes de mise à feu peuvent être croissants ou décroissants selon différents modes de réalisation.
On notera que lorsque le numéro d’identification de commande est décroissant dans la séquence de mise à feu 100, il n’est pas nécessaire de connaître le nombre de commande de mise à feu dans la séquence de mise à feu 100.
Dans un mode de réalisation, l’ensemble de caractéristiques relatives à la commande de mise à feu, tels que les délais de synchronisation associés aux commandes de mise à feu, peut être inclus respectivement dans les commandes de mise à feu 101 - 105. Lorsqu’une commande de mise à feu 101 - 105 est reçue par le détonateur électronique 1 , le délai de synchronisation t1 - 15, est extrait de la commande de mise à feu reçue 102, 104, afin de mettre en œuvre le décompte.
Dans un autre mode de réalisation, l’ensemble de caractéristiques relatives à la séquence de mise à feu 100 est préalablement stocké dans les détonateurs électroniques 1. Ainsi, dans ce mode de réalisation, les délais de synchronisation associés aux commandes de mise à feu 101 - 105 sont stockés dans le détonateur électronique 1.
Dans un mode de réalisation, les données de synchronisation comportent une liste de délais de synchronisation associés respectivement à des commandes de mise à feu.
Par conséquent, lorsqu’une commande de mise à feu 101- 105 est reçue par le détonateur électronique 1 , le délai de synchronisation associé au numéro d’ordre de la commande est obtenu dans la liste de délais de synchronisation.
Selon d’autres modes de réalisation, les données de synchronisation comportent la valeur de l’intervalle de temps entre l’émission de deux commandes de mise à feu consécutives.
La figure 2b représente le cas d’un procédé de mise à feu dans lequel le délai de synchronisation associé à une commande de mise à feu est déterminé à partir des valeurs des intervalles de temps entre l’émission de deux commandes de mise à feu 101’ - 109’ consécutives.
L’intervalle de temps peut être identique ou différent entre chaque émission de deux commandes consécutives de la séquence.
Lorsque les intervalles sont différents, les données de synchronisation peuvent comporter une liste d’intervalles de temps.
Dans ce mode de réalisation, l’ensemble de caractéristiques comporte le nombre de commandes de mise à feu 101’ - 109’ dans la séquence de mise à feu 100’.
Dans ce mode de réalisation, le détonateur électronique 1 est configuré pour déterminer le délai de synchronisation associé à une commande de mise à feu 101’- 109’ reçue, en connaissant le numéro d’identification de la commande de mise à feu reçue, le nombre de commandes de mise à feu 101’- 109’ dans la séquence de mise à feu 100’ et l’intervalle de temps entre commandes de mise à feu 101’- 109’.
La figure 2b représente l’émission d’une séquence 100’ de commandes de mise à feu sur une ligne de temps t. La séquence 100’ comporte neuf commandes 101’— 109’ de mise à feu émises respectivement à des instants d’émission Tx1 à Tx9.
Parmi les neuf commandes de mise à feu 101’ - 109’ dans la séquence de mise à feu 100’, cinq sont reçues par le détonateur électronique 1 à des instants de réception Rx2 à Rx4, Rx6 et Rx7.
Les intervalles de temps Dt1 à Dt8 entre chaque émission de deux commandes de mise à feu consécutives, ainsi qu’un intervalle de temps Dt9 associé à la dernière émission dans cet exemple, ont été préalablement stockés dans le détonateur électronique 1.
Dans ce mode de réalisation, le décompte du délai de synchronisation à partir de l’instant de réception de la commande de mise à feu comporte plusieurs décomptes de délais partiels, les délais partiels correspondant aux intervalles de temps Dt1 à Dt9.
Autrement dit, le délai de synchronisation est formé par la somme des intervalles de temps entre des instants d’émission Tx1 à Tx9 de commandes de mise à feu.
A l’issue du décompte du dernier délai partiel, ou de l’intervalle de temps correspondant à la dernière commande de mise à feu (ici la neuvième commande 109’), le décompte du retard de mise à feu associé au détonateur électronique 1 est mis en œuvre, la mise à feu du détonateur électronique 1 étant mise en œuvre une fois le décompte du retard de mise à feu finalisé.
On notera que, bien que la totalité des commandes ne soit pas reçue par le détonateur électronique 1 , les décomptes partiels, correspondants aux décomptes des intervalles de temps associés à la totalité de commandes de mise à feu de la séquence 100’, sont mis en œuvre, et ce à partir de la première réception d’une commande de mise à feu.
On notera en outre que le détonateur électronique 1 doit connaître le nombre de commandes de mise à feu 101’ - 109’ dans la séquences de mise à feu 100’ afin de pouvoir déterminer le délai de synchronisation à décompter.
Dans le schéma représenté, la première commande de mise à feu reçue correspond à la deuxième commande 102’ de la séquence. Cette commande est reçue à l’instant de réception Rx2. A cet instant, le décompte du délai partiel associé à cette commande Dt2 (correspondant à l’intervalle de temps entre les émissions des deuxième et troisième commandes de mise à feu) est mis en œuvre. A l’instant de réception de la troisième commande de mise à feu 103’, le décompte partiel de l’intervalle de temps associé à cette commande Dt3 (correspondant à l’intervalle de temps entre les émissions des troisième et quatrième commandes de mise à feu) est mis en œuvre. Il en est de même pour la réception de la quatrième commande de mise à feu 104’.
A l’issue du décompte de l’intervalle de temps associé à la quatrième commande de mise à feu 104’, l’intervalle de temps Dt5 associé à la cinquième commande de mise à feu 105’, bien que n’étant pas reçue par le détonateur électronique 2, est mis en œuvre. Pour cela, les premiers moyens de décompte 1 1 sont mis à jour.
De manière similaire, les décomptes des intervalles de temps Dt8, Dt9 associés à la huitième 108’ et neuvième 109’ commandes de mise à feu, bien que n’étant pas reçues par le détonateur électroniquel , sont mis en œuvre.
Alternativement, les détonateurs électroniques 1 mettent en œuvre, préalablement à l’émission de la séquence de mise à feu 100’, une étape de détermination des délais de synchronisation associés respectivement aux commandes de mise à feu 101’- 109’ de la séquence 100’. Pour cela, pour chaque commande de mise à feu, la somme du délai partiel associé à la commande de mise à feu et des délais partiels associés aux commandes de mise à feu suivantes dans la séquence 100’, est déterminée. A l’issue de cette étape de détermination, dans chaque détonateur électronique 1 , un délai de synchronisation est associé à chaque commande de mise à feu 101’- 109’ de la séquence 100’.
Par exemple, pour la deuxième commande de mise à feu 102’ de la séquence de mise à feu 100’, la somme du délai partiel Dt2 (délai associé à la deuxième commande de mise à feu 102’ et des délais partiels Dt3 à Dt9 associés aux commandes de mise à feu suivantes, est mis en œuvre.
Comme pour le mode de réalisation décrit en référence à la figure 2a, lorsque chaque commande de mise à feu 102’, 103’, 104’, 106’, 107’ est reçue par le détonateur électronique 1 , le délai de synchronisation associé déterminé est décompté, par les premiers moyens de décompte 1 1 , à partir de l’instant de réception Rx2, Rx3, Rx4, Rx6, Rx7 de la commande de mise à feu 102’, 103’, 104’, 106’, 107’.
En outre, afin de réduire la dérive temporelle, un décompte d’un délai de synchronisation associé à une commande de mise à feu peut être mis à jour avec le délai de synchronisation associé à une commande de mise à feu reçue ultérieurement.
Dans ce mode de réalisation, et toujours en référence à l’exemple représenté à la figure 2b, lorsqu’une deuxième commande de mise à feu 103’ est reçue dans le détonateur électronique 1 , le décompte du délai de synchronisation est mis à jour avec le délai de synchronisation associé à ladite deuxième commande de mise à feu reçue 103’ (ou troisième commande de mise à feu de la séquence). Ce processus de mise à jour du décompte du délai de synchronisation est mis en œuvre lorsque les commandes 104’, 106’ et 107’ sont reçues par le détonateur électronique 1 .
Dans un mode de réalisation, le stockage dans les détonateurs électroniques 1 de l’ensemble de caractéristiques relatives à la séquence 100’ de commandes de mise à feu est mise en œuvre lors d’une étape de stockage.
Cette étape de stockage peut être mise en œuvre lors de la fabrication des détonateurs électroniques 1 .
Dans certains modes de réalisation, l’ensemble de caractéristiques peut être mis à jour ultérieurement, pendant le fonctionnement du système de tir.
Dans un mode de réalisation, l’étape de stockage est mise en œuvre à réception des données contenant l’ensemble de caractéristiques, envoyées par exemple par la console de commande 2.
Par exemple, une fois que le système de mise à feu est installé sur le terrain et avant d’être utilisé, la console de commande 2 adresse l’ensemble de caractéristiques à chaque détonateur électronique 1 .
L’ensemble de caractéristiques relatives à la commande de mise à feu, peuvent comporter en outre des paramètres de modulation utilisés lors de l’émission des commandes de mise à feu de la séquence 100, 100’. En fonction des modes de réalisation, les paramètres de modulation peuvent être identiques pour l’émission de toutes les commandes de la séquence 100, 100’ ou peuvent être différents en fonction de la commande de mise à feu émise.
Par paramètres de modulation, on entend la manière dont les messages sont formés et envoyés sur le canal de transmission. Par exemple, les paramètres de modulation comportent le type de modulation, la fréquence porteuse, la largeur de la bande de fréquence, le facteur d’étalement de spectre, l’ordre de modulation, le type de codage correcteur.
Dans certains modes de réalisation, les caractéristiques de l’ensemble de caractéristiques peuvent être déterminées en fonction de la qualité de communication entre la console de commande 2, ou autre dispositif émetteur, et les détonateurs électroniques 1.
La qualité de communication entre la console de commande 2 et les détonateurs électroniques 1 peut être déterminée de manières différentes.
Ainsi, en fonction de la qualité de communication déterminée, des caractéristiques relatives à la séquence 100, 100’ de commandes de mise à feu sont déterminées, par exemple le nombre de commandes de mise à feu dans la séquence de mise à feu 100, 100’ à utiliser pour garantir le niveau de fiabilité de réception des commandes de mise à feu, le délai de synchronisation ou des données de synchronisation telles que l’intervalle de temps entre chaque commande de mise à feu, et le format de modulation à utiliser.
Dans un mode de réalisation, la détermination de la qualité de communication est mise en œuvre en fonction de messages échangés entre la console de commande 2 et les détonateurs électroniques 1.
Dans un mode de réalisation, la détermination de la qualité de communication est mise en œuvre en fonction de messages adressés par des détonateurs électroniques 1 à la console de commande 2.
Dans un autre mode de réalisation, la détermination de la qualité de communication est mise en œuvre en fonction de messages adressés par la console de commande 2 à des détonateurs électroniques 1. Ce mode de réalisation présente l’avantage d’être mis en œuvre plus rapidement que le mode de réalisation précédent. En effet, dans le mode de réalisation précédent, il est nécessaire d’attendre la réception d’un nombre important de messages provenant de chaque détonateur électronique 1 , et permettant d’avoir une statistique fiable de la qualité de communication. Lorsque les messages utilisés pour la détermination de la qualité sont ceux adressés par la console de commande 2, seule la console de commande doit émettre un nombre important de messages.
Afin de mettre en œuvre la détermination de la qualité de la communication, chaque détonateur électronique 1 peut comporter, selon un mode de réalisation, un élément permettant d’effectuer des statistiques sur la qualité de communication, par exemple un élément permettant de compter le nombre de messages correctement reçus provenant de la console commande 2. Cette valeur peut être adressée par la suite à la console de commande 2 par exemple, sur une requête spécifique de celle-ci, de manière à calculer le taux d’erreur paquet (ou PER pour « Packet Error Rate ») pour chaque détonateur électronique 1.
A titre d’exemple nullement limitatif donné afin d’illustrer la description, si la probabilité d’échec souhaitée est inférieure à 103 pour chaque détonateur électronique 1 et que le taux d’erreur obtenu pour l’ensemble de détonateurs électroniques est majoré par 10_1, il est alors nécessaire de répéter au minimum 3 fois la commande de mise à feu pour garantir la fiabilité souhaitée.
Bien entendu, en fonction du critère choisi, le nombre de messages échangés entre la console de commande 2 et les détonateurs électroniques 1 doit être adapté en fonction d’un critère de fiabilité prédéfini. Un critère de fiabilité peut être une probabilité d’échec globale sur l’ensemble de détonateurs électroniques qui ne dépasse pas un certain seuil. Il est également possible d’analyser l’évolution temporelle du canal de communication, par exemple pour des communications radio soumises à des interférences extérieures.
Comme indiqué ci-dessous, en fonction de la qualité de communication déterminée, des caractéristiques relatives à la séquence de mise à feu 100, 100’ sont déterminées, par exemple le nombre de commandes de mise à feu à utiliser pour garantir le niveau de fiabilité de réception de la commande de mise à feu, le délai de synchronisation ou des données de synchronisation telles que l’intervalle de temps entre chaque commande de mise à feu, et le format de modulation à utiliser.
Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2b, des paramètres de modulation différents sont utilisés pour l’émission de commandes de mise à feu différentes.
On notera que selon le type de modulation utilisé, les commandes de mise à feu sont reçues par les détonateurs électroniques 1 avec plus ou moins de précision temporelle. L’intérêt d’avoir une bonne précision temporelle de réception est directement lié à la précision de la synchronisation des détonateurs électronique 1. Néanmoins, une meilleure précision temporelle de réception est obtenue généralement au détriment d’autres critères, typiquement la sensibilité du récepteur, c’est-à-dire la portée ou la robustesse de la communication.
Prenant en compte ceci, la séquence 100’ de commandes de mise à feu peut comporter des groupes de commandes de mise à feu émises avec des paramètres de modulation différents.
Dans un mode de réalisation, un premier groupe 100a’ de commandes de mise à feu est envoyé avec des paramètres de modulation permettant une bonne robustesse de communication. Les paramètres de modulation de ce premier groupe sont sélectionnés afin de garantir une fiabilité de réception d’au moins une commande de mise à feu de ce premier groupe 100a’. La sélection de ces paramètres de modulation est connue par l’homme du métier et ne nécessite pas d’être décrite ici.
Des groupes de commandes de mise à feu additionnelles peuvent être envoyés ultérieurement avec des paramètres de modulation permettant une meilleure précision temporelle de réception que le premier groupe de commandes de mise à feu, malgré une moins bonne fiabilité de réception.
Dans l’exemple représenté à la figure 2b, un premier groupe de commandes de mise à feu 100a’ utilise des premiers paramètres de modulation permettant une bonne robustesse de réception. Un deuxième groupe de commandes de mise à feu 100b’ utilise des deuxièmes paramètres de modulation permettant une meilleure précision temporelle de réception mais une moins bonne robustesse de réception que les premiers paramètres de modulation. Un troisième groupe de commandes de mise à feu 100c’ utilise des troisièmes paramètres de modulation permettant une précision temporelle de réception encore meilleure mais une moins bonne robustesse de réception que les deuxièmes paramètres de modulation.
Dans d’autres modes de réalisation, les paramètres de modulation sont différents pour chaque commande de mise à feu de la séquence 100, 100’ et évoluent en partant des paramètres permettant la meilleure robustesse et la moins bonne précision temporelle de réception à des paramètres permettant la moins bonne robustesse et la meilleure précision temporelle de réception.
Comme indiqué ci-dessus, l’émission de la séquence de mise à feu est mise en œuvre par la console de commande 2. En outre, en fonction des modes de réalisation, la console de commande 2 peut adresser aux détonateurs électroniques 1 l’ensemble de caractéristiques relatives à la séquence 100, 100’ de commandes de mise à feu.
Dans d’autres modes de réalisation, une partie des commandes de mise à feu de la séquence 100, 100’ sont émises par une console de commande et d’autres parties des commandes de mise à feu de la séquence 100, 100’ sont émises par un ou plusieurs dispositifs d’émission autres que la console de commande.
Dans d’autres modes de réalisation, utilisés par exemple lorsque les détonateurs électroniques sont particulièrement éloignés de la console de commande, ou lorsqu’il y a des obstructions du signal entre la console de commande et les détonateurs (pour une communication radio), le système de mise à feu comporte des dispositifs relai configurés pour envoyer une partie des commandes de la séquence de mise à feu 100, 100’. Dans certains modes de réalisation, un détonateur électronique peut constituer un dispositif relai, c’est-à- dire qu’il comporte les moyens nécessaires pour mettre en œuvre l’émission des commandes de mise à feu.
La figure 3 illustre schématiquement un terrain sur lequel est installé un système de mise à feu 200’ selon un mode de réalisation, comportant des détonateurs électroniques 1 , une console de commande 2 et des dispositifs relais 3.
Sur cette figure, les détonateurs électroniques 1 et la console de commande 2 sont ceux décrits en référence aux figures 1 a et 1 b. Néanmoins, les détonateurs électroniques peuvent être reliés à une ou plusieurs consoles de tir, ou par exemple comme dans le mode de réalisation décrit en référence à la figure 1c.
Par exemple, la console de commande 2 émet une partie des commandes de la séquence de commandes de mise à feu 100, 100’. Les dispositifs relai 3, sur réception d’une commande de mise à feu, calculent les instants d’émission Tx1 à Tx5 ; Tx1 à Tx9 des futures commandes de mise à feu, grâce à la connaissance de l’ensemble de caractéristiques t1 -t5 ; Dt1 à Dt9 de la séquence de mise à feu 100, 100’. Les dispositifs relai 3 émettent chacun à leur tour une partie des commandes de mise à feu de la séquence de mise à feu. Pour cela, les dispositifs relai 3 doivent avoir été identifiés au préalable, et leur contribution à l’émission de la séquence de mise à feu doit avoir été planifiée au préalable.
L’ordre d’intervention des dispositifs relai 3 dans la séquence de mise à feu, et le nombre de commandes émises par chaque dispositif relai 3, sont bien entendu variables et dépendent de la topologie du réseau. Par exemple, les dispositifs relai 3 peuvent émettre chacun à tour de rôle un ensemble de commandes de mise à feu, ou bien émettre chacun à tour de rôle une unique commande de mise à feu, avant de répéter plusieurs fois cette succession d’émissions d’une unique commande de mise à feu.
La console de commande 2 doit nécessairement émettre au moins la première commande de la séquence de mise à feu, pour initier la séquence.
La console de commande 2 et chaque dispositif relai 3 peuvent émettre les commandes de mise à feu en utilisant des paramètres de modulation similaires ou différents.
La figure 4 est un schéma représentant un mode de réalisation du procédé de commande de mise à feu. On notera que, tel que décrit ci-dessous, certaines étapes du procédé sont facultatives et qu’en fonction des modes de réalisation, elles sont ou ne sont pas mises en œuvre. Par ailleurs, la mise en œuvre des étapes du procédé a été décrite ci-dessus. Le procédé est décrit en référence au premier mode de réalisation d’un système de mise à feu 200 représenté aux figures 1 a et 1 b.
Le procédé représenté à la figure 4 comporte une étape de détermination de la qualité de communication E01 entre les dispositifs de réception et un dispositif d’émission. Dans le premier mode de réalisation (figures 1a et 1 b), la qualité de communication déterminée correspond à la qualité de communication entre les détonateurs électroniques 1 et la console de commande 2.
Le procédé comporte ensuite une étape de détermination d’au moins une caractéristique de l’ensemble de caractéristiques E02 en fonction de la qualité de communication déterminée à l’étape de détermination E01 précédente.
Dans un mode de réalisation non représenté, l’ensemble de caractéristiques de la séquence de mise à feu est adressé aux détonateurs électroniques par la console de commande.
Dans le mode de réalisation représenté, le procédé de mise à feu comporte une étape préalable de stockage E03 dans les détonateurs électroniques 1 de l’ensemble de caractéristiques relatives à la séquence de commandes de mise à feu 100, 100’.
Une fois que les caractéristiques de la séquence de mise à feu 100, 100’ sont déterminées et stockées, un dispositif émetteur, tel que la console de commande 2 met en œuvre une étape d’émission E100 de la séquence de mise à feu 100, 100’.
Le procédé de mise à feu comporte une étape de réception E10 d’une commande de mise à feu. Cette commande de mise à feu fait partie d’une séquence de commandes de mise à feu émise comportant au moins deux commandes de mise à feu.
A réception de la commande de mise à feu, le procédé met en œuvre une étape de décompte E20 du délai de synchronisation associé à la commande de mise à feu reçue, mise en œuvre à partir de l’instant de réception de la commande de mise à feu.
Eventuellement, le procédé de mise à feu comporte des étapes de réception de commandes de mise à feu additionnelles dans la séquence de mise à feu 100, 100’. Dans l’exemple représenté, le procédé de mise à feu comporte une étape de réception E11 d’une deuxième commande de mise à feu (par exemple, quatrième commande de mise à feu 104 dans le cas représenté à la figure 2a).
Selon le mode de réalisation représenté, le procédé de mise à feu comporte une étape de mise à jour E21 du décompte du délai de synchronisation en cours avec le délai de synchronisation (par exemple t4 dans le cas de la figure 2a) associé à la deuxième commande de mise à feu reçue.
Une fois que le décompte du délai de synchronisation est finalisé, le procédé de mise à feu comporte une étape de décompte E30 du retard de mise à feu associé au détonateur électronique 1 à partir de l’instant de synchronisation Is.
Une fois que le décompte du retard de mise à feu est finalisé, le procédé de mise à feu comporte une étape de mise à feu E40 du détonateur électronique 1.
Lorsque le procédé est mis en œuvre par un système de mise à feu tel que celui représenté à la figure 1c, l’étape de réception E10 d’une commande de mise à feu et l’étape de décompte E20 du délai de synchronisation sont réalisées par le ou les dispositifs de réception 30’.
En outre, l’ensemble de caractéristiques relatives à la séquence de commandes de mise à feu 100, 100’ est stocké dans le ou les dispositifs de réception lors de l’étape de stockage E03. Dans ce mode de réalisation, une fois que l’instant de synchronisation est déterminé, il est envoyé aux détonateurs électroniques 1 , 1 a’, 1 b’ qui lui sont associés. Ainsi, chaque détonateur électronique 1 , 1 a’, 1 b’ met en œuvre une étape de réception de l’instant de synchronisation, suivie d’une étape de décompte (E30) du retard de mise à feu.
Bien entendu, d’autres modes de réalisation du procédé de mise à feu sont possibles. Par exemple, les caractéristiques de la séquence de mise à feu peuvent ne pas être déterminées en fonction de la qualité de communication. En outre, ces caractéristiques peuvent ne pas être adressées par la console préalablement à l’envoi de la séquence de mise à feu. Dans ce cas, des caractéristiques relatives à la séquence, telles que les délais de synchronisation associés à chaque commande de mise à feu sont inclus dans la commande de mise à feu.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de mise à feu d’un ensemble de détonateurs électroniques, chaque détonateur électronique (1 ) ayant un retard de mise à feu (tretard) associé, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes :
- réception (E10), par un dispositif de réception (10 ; 30’) associé à un ou plusieurs détonateurs électroniques (1 ) d’une commande de mise à feu parmi une séquence de commandes de mise à feu (100, 100’) émise comportant au moins deux commandes de mise à feu, un délai de synchronisation (t2, t4) étant associé à chaque commande de mise à feu ;
- décompte (E20) à partir de l’instant de réception de ladite commande de mise à feu, du délai de synchronisation (t2, t4) associé à ladite commande de mise à feu reçue ;
- décompte (E30) dudit retard de mise à feu (tretard) associé à chaque détonateur électronique (1 ) à partir d’un instant de synchronisation (ls) correspondant à l’instant auquel ledit décompte du délai de synchronisation (t2, t4) est finalisé ; et
- mise à feu (E40) de chaque détonateur électronique (1 ) lorsque ledit décompte dudit retard de mise à feu est finalisé.
2. Procédé de mise à feu conforme à la revendication 1 , caractérisé en ce que l’étape de réception est réalisée par un dispositif de réception (10) associé à un unique détonateur électronique (1 ) et faisant partie intégrante du détonateur électronique, l’étape de décompte (E20) du délai de synchronisation et l’étape de décompte (E30) du retard de mise à feu sont réalisées par le détonateur électronique (1 ).
3. Procédé de mise à feu conforme à la revendication 1 , caractérisé en ce que l’étape de réception est réalisée par un dispositif de réception (30’) étant associé à plusieurs détonateurs électroniques (1 ), le procédé de mise à feu comportant en outre une étape de réception par chaque détonateur de l’instant de synchronisation, l’étape de décompte (E20) du délai de synchronisation étant réalisée par le dispositif de réception (30’), et l’étape de décompte (E30) du retard de mise à feu étant réalisée par chaque détonateur électronique, après réception de l’instant de synchronisation.
4. Procédé de mise à feu conforme à l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comporte des étapes de réception additionnelles (E11 ) de commandes de mise à feu parmi ladite séquence de commandes de mise à feu émise comportant au moins deux commandes de mise à feu, le décompte du délai de synchronisation étant mis à jour (E21 ) à chaque réception additionnelle d’une commande de mise à feu avec le délai de synchronisation (t2, t4) associé à ladite commande de mise à feu reçue.
5. Procédé de mise à feu conforme à l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque commande de mise à feu comporte un ensemble de caractéristiques relatives à la séquence de commandes de mise à feu (100, 100’).
6. Procédé de mise à feu conforme à l’une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la commande de mise à feu comporte une information relative à l’identité de la commande.
7. Procédé de mise à feu conforme à l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comporte une étape préalable de stockage (E03) dans les dispositifs de réception (10 ; 30’) d’un ensemble de caractéristiques relatives à la séquence de commandes de mise à feu (100, 100’).
8. Procédé de mise à feu conforme à l’une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que ledit ensemble de caractéristiques comporte des données de synchronisation relatives à la séquence de commandes de mise à feu (100, 100’), lesdites données de synchronisation permettant la détermination des délais de synchronisation (t2, t4) associés respectivement à des commandes de mise à feu.
9. Procédé de mise à feu conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites données de synchronisation comportent une liste de délais de synchronisation (t1 - 15) associés respectivement à des commandes de mise à feu.
10. Procédé de mise à feu conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites données de synchronisation comportent la valeur de l’intervalle de temps entre l’émission de deux commandes de mise à feu consécutives.
11. Procédé de mise à feu conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites données de synchronisation comportent une liste d’intervalles de temps (Dt1 - Dt9), chaque intervalle de temps (Dt1 - Dt9) étant associé à deux commandes de mise à feu consécutives, un intervalle de temps (Dt1 - Dt9) représentant le temps entre l’émission des deux commandes de mise à feu consécutives.
12. Procédé de mise à feu conforme à l’une des revendications 5 à 11 , caractérisé en ce que ledit ensemble de caractéristiques comporte le nombre de commandes de mise à feu dans la séquence de mise à feu (100, 100’).
13. Procédé de mise à feu conforme à l’une des revendications 5 à 12, caractérisé en ce que ledit ensemble de caractéristiques comporte des paramètres de modulation utilisés lors de l’émission des commandes de mise à feu de la séquence (100, 100’).
14. Procédé de mise à feu conforme à la revendication 13, caractérisé en ce que lesdits paramètres de modulation sont différents pour des commandes de mise à feu différentes.
15. Procédé de mise à feu conforme à l’une des revendications 5 à 14, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes de :
- détermination de la qualité de communication (E01 ) entre des dispositifs de réception (10 ; 30’) et un dispositif d’émission (2, 3) des commandes de mise à feu de la séquence de mise à feu, et
- la détermination d’au moins une caractéristique (E02) de l’ensemble de caractéristiques en fonction de la qualité de communication déterminée.
16. Procédé de mise à feu conforme à la revendication 15, caractérisé en ce que ladite étape de détermination de la qualité de communication (E01 ) est mise en œuvre en fonction de messages adressés par des dispositifs de réception (10 ; 30’) à un dispositif d’émission (2, 3) des commandes de mise à feu de la séquence de mise à feu.
17. Procédé de mise à feu conforme à l’une des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que ladite étape de détermination de la qualité de communication (E01 ) est mise en œuvre en fonction de messages adressés par un dispositif d’émission (2, 3) des commandes de mise à feu de la séquence de mise à feu à des dispositifs de réception (10 ; 30’).
18. Procédé de mise à feu conforme à l’une des revendications 7 à
17, caractérisé en ce qu’il comporte une étape d’émission par un dispositif d’émission (2, 3) des commandes de mise à feu de la séquence de mise à feu dudit ensemble de caractéristiques.
19. Procédé de mise à feu conforme à l’une des revendications 1 à
18, caractérisé en ce qu’il comporte des étapes d’émission (E100) par un dispositif d’émission (2, 3) des commandes de mise à feu de la séquence de mise à feu de ladite séquence de commandes de mise à feu (100, 100’).
20. Procédé de mise à feu conforme à l’une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu’il comporte des étapes d’émission d’une partie des commandes de mise à feu de la séquence (100, 100’) par une console de commande (2) et des étapes d’émission d’une partie des commandes de mise à feu de la séquence (100, 100’) par un dispositif d’émission autre que la console de commande.
21 . Détonateur électronique caractérisé en ce qu’il comporte :
- des moyens de réception (10) d’une commande de mise à feu parmi une séquence de commandes de mise à feu (100, 100’) émise comportant au moins deux commandes de mise à feu, un délai de synchronisation (t2, t4) étant associé à chaque commande de mise à feu ;
- des premiers moyens de décompte (1 1 ) configurés pour décompter à partir de l’instant de réception de ladite commande de mise à feu (100, 100’), ledit délai de synchronisation (t2, t4) associé à ladite commande de mise à feu reçue ;
- des deuxièmes moyens de décompte (12) configurés pour décompter un retard de mise à feu (tretard) associé au détonateur électronique (1 ) à partir d’un instant de synchronisation (ls) correspondant à l’instant auquel ledit décompte du délai de synchronisation (t2, t4) est finalisé ; et
- des moyens de mise à feu (14) lorsque ledit décompte dudit retard de mise à feu (tretard) est finalisé.
22. Détonateur électronique conforme à la revendication 21 , caractérisé en ce qu’il comporte des moyens de stockage pour stocker un ensemble de caractéristiques relatives à la séquence de commandes de mise à feu (100, 100’).
23. Dispositif émetteur caractérisé en ce qu’il comporte des moyens d’émission (20) configurés pour émettre une séquence de commandes de mise à feu (100, 100’) d’un ensemble de détonateurs électroniques (1 ), ladite séquence de commandes de mise à feu (100, 100’) comportant au moins deux commandes de mise à feu, un délai de synchronisation (t2, t4) étant associé à chaque commande de mise à feu, utilisé pour l’obtention d’un instant de synchronisation (ls) à partir duquel le décompte d’un retard de mise à feu (tretard) est enclenché pour la mise à feu des détonateurs électroniques (1 ).
24. Système de mise à feu comportant un dispositif émetteur conforme à la revendication 23 et un ensemble de détonateurs électroniques (1 ), les détonateurs électroniques (1 ) étant conformes à l’une des revendications 21 ou 22 et le dispositif émetteur étant une console de mise à feu.
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