FONDEMENTS DE LA DÉTECTION ANTI-INTRUSION

FONDEMENTS DE LA DÉTECTION ANTI-INTRUSION (Rédacteur : P. LEGAT) Le domaine de l Alarme Sécurité Incendie a pour finalité la protection des biens et des personnes. Il comprend principalement quatre champs spécifiques : La détection anti-intrusion La détection incendie La vidéosurveillance Le contrôle d accès Examinons dans ce traité les fondements de la Détection Anti-intrusion. I INTRODUCTION : La détection anti-intrusion a un double objectif : Eviter l intrusion d une personne non désirée sur un site protégé par effet de dissuasion. Alerter par tout moyen de l intrusion d une personne dans une zone protégée. Pour cela, l installateur met en œuvre des dispositifs anti-intrusion assurant trois fonctions principales : Détecter Traiter l'information Alerter La fonction Détecter sera assurée à l aide de différents capteurs. La fonction Traiter l information sera assurée par la centrale d alarme. La fonction Alerter sera assurée par des avertisseurs sonores ou lumineux, des transmetteurs téléphoniques, etc. II - LA FONCTION DÉTECTION : 1) Différents niveaux de détection : Afin d atteindre les objectifs de protection d un site, l installateur va mettre en œuvre un ensemble de dispositifs s appuyant sur trois niveaux de détection complémentaires : La détection périphérique, La détection périmétrique, La détection volumétrique. 1 Fondements de la Détection Anti-Intrusion - Mise à jour : 08/02/2009 13:01

Les niveaux de détection se résument par le schéma suivant : Détection périphérique Détection périmétrique Détection volumétrique Local protégé a) La détection périphérique : La détection périphérique met en œuvre des dispositifs placés à l extérieur des locaux ou bâtiments protégés. Ces dispositifs interviennent avant que les intrus n aient pu atteindre le local visé. Ces dispositifs se composent entre autres : De tout type de barrières extérieures (barrières hyperfréquence, barrières infrarouge, etc.), De détecteurs enterrés (détecteurs sismiques, détecteurs de pression, câbles rayonnants, etc.), De clôtures électriques, De vidéo-sensors, Etc. b) La détection périmétrique : La détection périmétrique met en œuvre des dispositifs qui réagissent aux contacts, aux chocs, à un bris de glace. Ces dispositifs interviennent lorsque les intrus se préparent à pénétrer dans le local visé. Ces dispositifs mettent en œuvre : Des contacteurs magnétiques Des détecteurs de chocs (détecteur de bris de vitre, détecteur sismique, etc.) Etc. 2 Fondements de la Détection Anti-Intrusion - Mise à jour : 08/02/2009 13:01

c) La détection volumétrique : La détection volumétrique met en œuvre des dispositifs de détection de mouvements. Ces dispositifs interviennent lorsque les intrus ont pénétré dans le local visé. Ces dispositifs mettent en œuvre : Des détecteurs infrarouges passifs Des détecteurs ultrason Des détecteurs à hyperfréquences Des vidéo-sensors Etc. 2) Principes généraux des détecteurs : Le but d un détecteur est de fournir à la centrale une information représentative de son état. En mode opérationnel, son état ne peut être que de deux types : Remarque : Détecteur au repos (état de veille), Détecteur en alerte (intrus détecté). Certains détecteurs plus perfectionnés peuvent transmettre un troisième état : détecteur en défaut (avarie du capteur). Sous quelle forme le détecteur transmet-il son état à la centrale? Cela dépend de sa technologie. D une manière générale, on distingue deux familles de détecteurs : Les détecteurs actifs, Les détecteurs passifs. a) Les détecteurs actifs : Le détecteur sera dit Actif lorsqu il transmet l information relative à son état sous la forme d une différence de potentiel (tension). Capteur actif U AB A Centrale B Un capteur actif est électriquement considéré comme un générateur d énergie. 3 Fondements de la Détection Anti-Intrusion - Mise à jour : 08/02/2009 13:01

Le modèle équivalent d un capteur actif peut être représenté comme suit : K A Par convention, ce capteur fonctionnera de la manière suivante : r 0 I U AB Le capteur est au repos, l interrupteur K est fermé : U AB = U 0 r 0.I Le capteur est en alerte, l interrupteur K est ouvert : U 0 Détecteur B U AB = 0 Dans le cas où la centrale est conçue pour fonctionner avec ce type de capteur, elle déclenchera l alerte si elle reçoit une information en tension telle que U AB = 0. Remarque : Avec la convention citée ci-dessus, dans le cas d une coupure de câble, la tension U AB devient nulle aux bornes de la centrale. La centrale déclenche l alerte. La convention inverse aurait très bien pu être adoptée : Capteur au repos U AB = 0, Capteur en alerte U AB = U 0 r 0.I Cependant, ce choix n est pas satisfaisant car la coupure du câble entre le détecteur et la centrale ne déclenchera pas l alerte. b) Les détecteurs passifs : Un détecteur sera dit Passif lorsqu il transmet à la centrale l information relative à son état sous la forme d une variation de résistance. La modélisation du fonctionnement d un tel détecteur est la suivante : K A Lorsque le capteur est au repos, l interrupteur K est fermé, la résistance R vue entre les points A et B vaut quelques ohms à quelques centaines d ohms. R Détecteur B Lorsque le capteur est en alerte, l interrupteur K est ouvert, la résistance vue entre les points A et B est infinie. On dit qu il y a Ouverture de boucle. Dans le cas où la centrale est conçue pour fonctionner avec ce type de capteur, elle déclenchera l alerte en cas d ouverture de boucle. 4 Fondements de la Détection Anti-Intrusion - Mise à jour : 08/02/2009 13:01

Remarque : Cette convention a l avantage de déclencher l alarme en cas de coupure du câble entre le détecteur et la centrale. Mise en série de plusieurs détecteurs passifs : Il peut être nécessaire de connecter plusieurs détecteurs dans une même boucle d entrée d une centrale. La centrale doit déclencher l alarme si au moins l un des détecteurs passe en alerte (fonction logique OU ). Pour se faire, les détecteurs doivent êtres câblés en série : K 1 En effet : R 1 K 2 A Si tous les détecteurs sont au repos (interrupteur K 1 à K N fermés), la résistance vue entre les points A et B vaut R 1 + R 2 +... + R N. La centrale est au repos. R 2... B Centrale Si au moins un des détecteurs passe en alerte (interrupteur K i ouvert), la résistance vue entre les points A et B devient infinie (ouverture de boucle), la centrale déclenche l alarme. K N R N Remarque : Si on coupe le câble, il y a ouverture de boucle, donc la centrale déclenche l alarme. c) Précision sur le vocabulaire : Dans le domaine commercial, les termes actif et passif ne désigne généralement pas la manière dont est transmise l information à la centrale, mais indique si le détecteur est émetteur ou non. Exemple : Un détecteur infrarouge actif est un détecteur qui émet un rayonnement infrarouge. Un détecteur infrarouge passif est un détecteur n émettant pas d IR, il ne fait que recevoir. 3) L autoprotection : L autoprotection est abrégée AP. Comme elle est aussi appelée autosurveillance, on rencontrera aussi le terme AS. Un détecteur en place peut être démonté. Il peut ainsi être trafiqué afin d être toujours vu au repos par la centrale. Pour éviter cela, tous les détecteurs doivent être autoprotégés. 5 Fondements de la Détection Anti-Intrusion - Mise à jour : 08/02/2009 13:01

Un détecteur est autoprotégé s il passe en alerte lorsque l on tente de le démonter. La fonction autoprotection d un détecteur est généralement assurée par un bouton poussoir à contact ouvert au repos. Mise en ouvre : Lorsque le boîtier d un détecteur est fermé, le bouton poussoir est enfoncé (état travail), le contact est fermé. Lorsque l on ouvre le boîtier du détecteur, le bouton poussoir se relâche (état repos), le contact s ouvre. Chaque détecteur possédant deux bornes d autoprotection, les bornes AP de tous les détecteurs seront câblées en série constituant ainsi la boucle d autoprotection. Cette boucle est ensuite reliée à l entrée autoprotection de la centrale : Exemple : AP 1 AP 2 AP 3 A B AP AP Centrale Lorsque qu aucun boîtier n a été ouvert, la résistance de la boucle d autoprotection vue de la centrale est nulle, la centrale est au repos. Lorsqu au moins un boîtier est ouvert (ou que la ligne AP est coupée), la résistance de la boucle d autoprotection est infinie, la centrale déclenche l alerte. Remarque : La centrale et les sirènes possèdent elles aussi une autoprotection. 4) Étude de quelques détecteurs : Introduction : Les caractéristiques et le fonctionnement des détecteurs sont spécifiques à une utilisation donnée et à un constructeur donné. De ce fait on ne peut établir que des principes généraux de fonctionnement, la spécificité d un capteur étant donnée par la documentation technique du constructeur. * Les détecteurs d ouverture : Ils ont pour objectif de détecter l ouverture d une porte ou d une fenêtre, celles-ci étant normalement fermées lorsque l installation est en service. Il se présente sous la forme de contacteurs soit mécaniques (bouton poussoir à contact ouvert au repos), soit magnétiques. 6 Fondements de la Détection Anti-Intrusion - Mise à jour : 08/02/2009 13:01

Exemple de montage d un détecteur d ouverture magnétique : Principe du contacteur magnétique : Détecteur en alarme : L aimant est éloigné de la lamelle mobile. Celle-ci par effet ressort s écarte de la lamelle fixe et ouvre le contact. Il y a ouverture de boucle. Contact d'autoprotection Ampoule sous vide Lamelle mobile Lamelle fixe Aimant 7 Fondements de la Détection Anti-Intrusion - Mise à jour : 08/02/2009 13:01

Détecteur au repos : L aimant est rapproché de la lamelle mobile. Celle-ci est attirée vers la lamelle fixe et vient fermer le contact. La boucle est fermée. * Les détecteurs de chocs, de vibrations et de bris de glace : Il existe une vaste gamme de technologie pour ces détecteurs. Ils peuvent être de type électromécanique, géophonique, électrophysique, microphoniques, etc. Voici un bref aperçu du principe de quelques uns de ces détecteurs : Le détecteur de chocs à bille : Il s agit d un détecteur électromécanique dont le principe de fonctionnement est le suivant : Deux billes reposant sur une glissière assurent entre elles un contact électrique. Ces billes sont maintenues en contact par le champ d un aimant. La position de l aimant est réglable par vis ce qui permet de régler la sensibilité du capteur. Un choc coupe le contact électrique pendant un bref instant entre les deux billes, le capteur passe en alarme. Le détecteur de chocs géophonique : Il est aussi appelé détecteur sismique. Son principe de fonctionnement est le suivant : une bobine suspendue par l intermédiaire d un ressort est soumise au champ magnétique d un aimant placé dans le boîtier. Tout choc implique une vibration de ce boîtier, donc un déplacement de l aimant par rapport à la bobine qui reste fixe par effet d inertie. La bobine est soumise à une variation du flux magnétique. Toute bobine soumise à un champ magnétique variable induisant un courant électrique, le capteur passe en alarme. Le détecteur de bris de glace de type électrophysique : Les vibrations émises par le brie d une paroi en verre ont une fréquence d environ 1 500Hz. Le fonctionnement de ce détecteur repose sur le principe suivant : dans une ampoule scellée, un contact électrique est établi par deux fils plongés dans un bain de mercure. La vibration provoquée par le brie de glace ouvre le circuit pendant un bref instant réalisant ainsi une condition de déclenchement d alarme. Le détecteur de bris de glace de type piézo-électrique : A la différence du détecteur électrophysique, le détecteur piézo-électrique effectue une détection de vibrations dans la bande des 200kHz. Ainsi le détecteur n est sensible qu au bris de la glace mais non à un choc violent, éliminant les déclenchements intempestifs. 8 Fondements de la Détection Anti-Intrusion - Mise à jour : 08/02/2009 13:01

* Les détecteurs infrarouges passifs : Ils sont dit passifs dans le sens où ils n émettent pas de rayons IR mais ne font que recevoir. Ils sont basés sur le principe que tout corps émet un rayonnement IR dont la fréquence est fonction de sa température. On distingue des détecteurs infrarouge de type surfacique (rideau ou barrage) ou volumétrique. Principe du détecteur infrarouge : Un détecteur infrarouge passif va détecter tout mouvement de chaleur à l intérieur de son champ d action. Il est constitué d un détecteur pouvant être coupé en plusieurs points de détection. Chaque point de détection étant sensible à une variation de chaleur (variation de la fréquence du rayon IR). Précaution de mise en œuvre : Le capteur IR peut être aveuglé : Lorsqu il est placé en plein soleil, il reçoit de plein fouet l ensemble des rayonnements appartement à la bande IR, il ne peut plus détecter de variation et devient inactif : le détecteur IR ne doit pas être placé en plein soleil. Leurre du à un convecteur électrique : Lorsqu un convecteur se déclenche dans une pièce surveillée par un détecteur IR, il provoque un brusque changement de température dans la zone du convecteur, le capteur déclenche l alarme : on ne peut utiliser un capteur IR seul dans une pièce ou se trouve un convecteur électrique. * Les détecteurs infrarouges actifs : C est un détecteur émettant un rayon infrarouge. Il permet de concevoir des détecteurs de type barrière pour une protection périphérique. Il se compose de deux parties : l émetteur IR et le récepteur. Il se rencontre sous deux formes : Fonctionnement : Le récepteur est autonome. Il est généralement placé en face de l émetteur IR. L émetteur et récepteur IR sont placés dans le même boîtier. Cette configuration nécessite d utiliser un miroir. Lorsque le récepteur reçoit le rayon IR, le capteur est au repos. Lorsqu il ne reçoit plus le rayon IR durant un bref instant, le détecteur déclenche l alarme. * Les détecteurs hyperfréquences à effet Doppler : Ce sont des détecteurs de mouvement émettant un rayonnement électromagnétique dans la bande hyperfréquence (environ 9,9GHz). Ils sont composés d un émetteur et d un récepteur, le récepteur fonctionnant sur le principe de l effet Doppler. Effet Doppler : Lorsque l onde hyperfréquence est réfléchie sur un corps en mouvement, la longueur d onde du rayon réfléchie varie. Le récepteur va détecter cette variation de fréquence et déclencher l alarme. 9 Fondements de la Détection Anti-Intrusion - Mise à jour : 08/02/2009 13:01

Précaution de mise en œuvre : Les ondes hyperfréquences traversent les murs, il faut donc veiller à ce que la zone de couverture du capteur ne dépasse pas la zone à surveiller. Ces détecteurs sont ne font pas de distinction entre les types d intrus : un papillon pourra déclencher l alarme si le détecteur est mal calibré. La détection est moins sensible lorsque le déplacement de l intrus est perpendiculaire à l axe du détecteur. * Les détecteurs mixtes IR et hyperfréquence : Ce sont des détecteurs volumétriques de mouvement intégrant dans le même boîtier : un capteur IR passif, un émetteur/récepteur hyperfréquence. L électronique du boîtier ne déclenchera l alarme qu en cas déclenchement simultané du capteur IR et du capteur hyperfréquence. Il présente l avantage de minimiser les risques de déclenchement intempestifs. Exemples : Mise en marche d un convecteur dans une pièce : le détecteur IR déclenche mais pas le détecteur hyperfréquence. Intrusion dans la pièce d un gros papillon : le détecteur hyperfréquence déclenche mais pas le détecteur IR. Précaution de mise en œuvre : Il faut toujours être vigilent dans l utilisation des capteurs volumétriques. Les archives d une société de surveillance rapportent le cas du déclenchement intempestif d alarme suivant : Un convecteur électrique était placé à proximité d un rideau. L alarme s est déclenchée. Pourquoi? Lorsque le convecteur s est mis en marche, la brusque variation de chaleur a déclenché le capteur IR. Sous l effet des mouvements d air chaud produit par le convecteur, le rideau s est mis à bouger, le capteur hyperfréquence s est déclenché. Les deux capteurs étant simultanément déclenchés, il y a alarme. Il se produit le même phénomène avec une plante placée à proximité d un convecteur électrique. * Les détecteurs volumétriques à ultrasons : Ces détecteurs utilisent le même principe que les détecteurs volumétriques hyperfréquences : le principe de l effet Doppler. Cependant, ils n émettent pas d onde électromagnétique, mais une onde mécanique dans la fréquence des 22 à 40kHZ (ultrason). Sa portée est inférieure à un capteur hyperfréquence (6 à 7m) mais son rayonnement ne traverse pas les cloisons. 10 Fondements de la Détection Anti-Intrusion - Mise à jour : 08/02/2009 13:01

III- FONCTION TRAITEMENT DE L INFORMATION : 1) Introduction : Le traitement de l information est assuré par la centrale d alarme. Ses rôles principaux sont les suivants : Centraliser l ensemble des informations sur l état des différents capteurs ou boucles de surveillance (alarme ou repos, éventuellement défaut). Localiser le détecteur ou la boucle de surveillance à l origine d une alarme. Avertir par des moyens visuels, sonore ou de télétransmission en cas d événements non souhaités. Décider de l opportunité de déclencher l alarme suivant le contexte du déclenchement d un capteur. Ces centrales peuvent être classées en différentes familles telles que : Remarque : Les centrales classiques, Les centrales à bus, Les centrales radio, les centrales réseaux. Il existe autant de modèles de centrales qu il y a de fabricants. On ne citera ici que les principes généraux de ces différents types de centrale. 2) Les centrales classiques : Ce sont des centrales, paramétrables ou non, fonctionnant sur le principe de la détection de l ouverture ou de la fermeture d une boucle. Au niveau de la centrale, les bornes de boucle sont appelés zone. L intérêt des différentes zones est de pouvoir dissocier pour chacune d elles le mode de réaction de la centrale, ainsi que de dissocier à l affichage l origine d une alerte. Exemple : Soit une centrale possédant quatre zones d entrées. A la fabrication du matériel, le concepteur peut avoir décidé le fonctionnement suivant : Zone 1 : Déclenchement immédiat, Zone 2 : Déclenchement temporisé de 20s, Zone 3 : Déclenchement paramétrable (soit immédiat, soit temporisé de n secondes), Zone AP : Déclenchement immédiat. A chaque zone est affecté un témoin lumineux correspondant à son état. Concernant les sorties, de manière générale une centrale possède : Une sortie 12V déclenchée : centrale au repos sortie à 0V, centrale en alerte sortie à 12V. Les trois contacts repos/travail/commun d un relais. 11 Fondements de la Détection Anti-Intrusion - Mise à jour : 08/02/2009 13:01

3) Les centrales à bus : Il n existe qu une paire de câble faisant le tour de la zone à protéger. Cette paire de câble sera appelée bus sur lequel transite en permanence des informations numériques. Tous les périphériques (les détecteurs entre autres) sont connectés sur le même bus. La centrale effectue une scrutation, c est-à-dire une interrogation des périphériques les uns après les autres. Chaque périphérique possède sa propre adresse. Cette solution n est cependant pas satisfaisante car cela implique que les détecteurs et autres périphériques connectés sur le bus soit spécifique à un type de centrale donnée. Pas de possibilité d utiliser des détecteurs standards ou provenant d autres fabricants. Solution adoptée : Les détecteurs sont de type standard, seuls les boîtiers de raccordement au bus sont spécifiques à la centrale. Le fabriquant délivre des boîtiers d interface entre le bus de sa centrale et les détecteurs standards. Lorsque le détecteur est interrogé, il renvoie l état de chacune des entrées qu il surveille. 4) Les centrales réseau : Sur la constatation que toute entreprise possède déjà un réseau informatique, les fabricants ont conçu des centrales d alarme utilisant le réseau informatique de l entreprise. IV- FONCTION AVERTISSEMENT : 1) Introduction : Cette fonction consiste à avertir par tout moyen du déclenchement d une alarme. On dispose pour cela des moyens suivants : Des avertisseurs visuels (témoins lumineux, gyrophares, écrans informatiques, etc.), Des avertisseurs sonores (sirènes etc.) Des télétransmetteurs. 1) Les avertisseurs visuels : En dehors des écrans informatiques, les avertisseurs visuels concernent : Les Témoins lumineux : Ce sont tous les témoins se trouvant sur la face avant d un pupitre d une centrale. Les gyrophares : Placés à l extérieur, il désigne le lieu de l intrusion et provoque l inquiétude des intrus. Ils doivent être placés de manière judicieuse, c est-à-dire visible et le moins accessible possible. 12 Fondements de la Détection Anti-Intrusion - Mise à jour : 08/02/2009 13:01

2) Les avertisseurs sonores : Ce sont tous les types de sirènes. On distingue : Les sirènes extérieures, Les sirènes intérieures. Une sirène intérieure devient dissuasive pour un intrus lorsque le niveau sonore atteint de 100 à 120dB. Elle doit être placée dans un endroit le moins accessible possible. La sirène possède sa propre alimentation et sa propre batterie de sauvegarde. En autonomie sur batterie, elle doit être capable de sonner pendant une à trois heures. Alimentation 12V Batterie Autoprotection + de blocage + + AP AP +B La sirène se commande par une entrée appelée Plus de blocage (abrégé +B ). Il s agit d une commande en tension. Afin de déclencher la sirène en cas de coupure du câble la reliant à la centrale, la convention suivante est appliquée : Si l entrée +B est à 12V, la sirène est au repos. Si l entrée +B est à 0V, la sirène est en alarme. 13 Fondements de la Détection Anti-Intrusion - Mise à jour : 08/02/2009 13:01