FR2694087A1 - Dispositif de surveillance continue pour un réseau de distribution de liquide. - Google Patents

Abstract

Dispositif de surveillance continue pour un réseau de distribution (R) d'un liquide (E) alimenté sous une pression nominale à partir d'une conduite d'entrée, comportant une électrovanne (E), un capteur de débit (3) et un capteur de pression (2) disposés en parallèle sur une vanne manuelle (99) et commandée par un contrôleur automatique (4); dans l'état de veille, l'électrovanne (A) et la vanne manuelle (99) sont fermées de sorte que le réseau (R) est isolé de la conduite d'entrée, une fuite dans le réseau (R) ainsi qu'une demande normale d'utilisation sont décelables par le contrôleur automatique du fait que le capteur de pression (2) indique une baisse de pression dans le réseau (R); le contrôleur automatique (4) est agencé pour identifier, à partir des informations fournies par les deux capteurs (2, 3), soit une fuite lente, soit une fuite importante, soit un usage normal du réseau l'électrovanne (1) est commandée en conséquence.

Description

"Dispositif de surveillance continue pour un réseau de distribution de liquide".

La présente invention a pour objet un dispositif de surveillance continue pour un réseau de distribution d'un liquide alimenté sous une pression nominale à partir d'une conduite d'entrée.

Un tel dispositif est destiné à détecter une fuite de liquide, notamment pour un réseau domestique de distribution d'eau sanitaire, en vue de bloquer la conduite d'entrée avant que les dégâts provoqués par la fuite ne soient trop importants.

On sait que les frais consécutifs aux dégâts matériels provoqués par une fuite sont couverts par les assurances après franchise, mais la surfacturation inhérente à la consommation inhabituelle d'eau reste à la charge de l'usager. Dans tous les cas, il est préférable de déceler la fuite et d'y remédier le plus tôt possible ; bien entendu, il est difficilement possible de détecter des inondations dues à des défauts de vidange et d'évacuation ou encore à des toitures défectueuses, par contre on peut essayer de détecter une fuite du réseau de distribution qui serait due, par exemple, au gel, au défaut d'un appareil ménager, à un robinet mal fermé, etc.

La présente invention a pour but principal de procurer un dispositif de surveillance capable de déceler, avec des moyens simples et économiques, aussi bien une fuite importante qu'une petite fuite du genre goutte à goutte.

Selon la présente invention, un dispositif de surveillance continue pour un réseau de distribution d'un liquide alimenté sous une pression nominale à partir d'une conduite d'entrée est particulièrement remarquable en ce qu'il comporte une électrovanne disposée sur la conduite d'entrée, un capteur de pression et un capteur de débit disposés en aval de l'électrovanne, et un contrôleur automatique à plusieurs états agencé pour analyser les indications fournies par les capteurs de débit et de pression en vue de la détection d'une anomalie du réseau de distribution et de la commande de l'électrovanne.

Comme on le verra ci-après, le capteur de pression est principalement destiné à la détection de petites fuites alors que le capteur de débit est principalement destiné à la détection des fuites importantes ; en pratique, le contrôleur automatique est en permanence en état de veille, et à partir de cet état de veille il effectue diverses tâches en fonction des événements qui lui sont signalés par les deux capteurs.

Le dispositif de surveillance selon la présente invention est particulièrement remarquable en ce que dans l'état de veille du contrôleur automatique, l'électrovanne est fermée pour créer une isolation entre la conduite d'entrée et le réseau de distribution.

On aurait pu penser que, puisqu'il s'agit de détecter une fuite, il suffisait d'un capteur de débit associé à une électrovanne que l'on ferme dès qu'une fuite est détectée ; le problème était alors de distinguer une fuite d'un usage normal ; c'est ce problème que se propose de résoudre l'invention, notamment en prévoyant que le contrôleur automatique est pourvu de moyens pour, à partir des indications du capteur de pression, détecter une demande d'utilisation et, dans ce cas, passer de l'état de veille à l'état actif en commandant l'ouverture de ltélectrovanne.

Le passage de l'état de veille à l'état actif est déclenché par une baisse rapide de la pression dans le réseau de distribution ; en effet, l'usage normal d'un réseau se traduit par l'ouverture d'un robinet ou de l'admission d'eau d'un appareil ménager, ce qui provoque une baisse rapide de la pression dans le réseau de distribution puisque le réseau de distribution est isolé de la conduite d'entrée du fait de la fermeture de l'électrovanne pour détecter cette baisse rapide de la pression dans le réseau de distribution, il est remarquable que, un détecteur de pression étant un tube vertical fermé vers le haut dans lequel un volume d'air est emprisonné par le liquide du réseau de sorte que la hauteur du niveau du liquide dans le tube est, à chaque instant, représentative de la pression instantanée réelle du réseau, un indicateur d'un niveau de liquide dans le tube étant constitué par la coopération d'une diode infrarouge et d'un phototransistor infrarouge disposés de part et d'autre du tube de telle manière que le phototransistor est activé ou non selon que le liquide est présent ou non au droit de l'indicateur, le capteur de pression est constitué de deux tels indicateurs de niveaux connectés au contrôleur automatique pour respectivement lui indiquer deux pressions différentes l'une de l'autre, les deux pressions étant inférieures à la pression nominale de par la position de chaque indicateur le long du tube.Ainsi, le capteur de pression est en fait un détecteur de baisse de pression constitué de deux indicateurs de niveau de liquide dans un tube ; de sorte que dans l'état de veille, la détection d'une demande d'utilisation est effective lorsque les deux indicateurs de niveau sont successivement activés par une baisse rapide de la pression dans le réseau. Il est clair en effet qu'à chaque utilisation, c'est-à-dire à chaque ouverture de l'électrovanne, la pression nominale de la conduite d'entrée est aussi la pression régnant dans le réseau de distribution, cette pression étant conservée lors de la fermeture de l'électrovanne ; cette pression nominale provoque la montée du liquide dans le tube jusqu'à un niveau qui doit évidemment être situé audessus des deux indicateurs de niveau prévus par cette invention.Ainsi, avec un dispositif particulièrement simple, il est possible selon la présente invention de détecter une demande d'utilisation et de la satisfaire en ouvrant l'électrovanne puisqu'il s'agit, à priori, d'un fonctionnement normal.

Selon la présente invention, la distinction entre un fonctionnement normal et un fonctionnement anormal consiste en ce que un fonctionnement anormal perdure, c'est le cas d'une fuite, alors qu'un fonctionnement normal s'arrête au bout d'un temps raisonnable ; la notion de temps raisonnable est évidemment variable d'un usager à l'autre mais on peut considérer qu'un usage normal le plus long est, par exemple, un arrosage ou le remplissage d'une baignoire. Dès lors, il est clair qu'il convient de détecter une durée anormale d'un débit constant.Dans ce but, selon la présente invention, un détecteur de débit étant un clapet en caoutchouc à mouvement vertical assis, de par son propre poids, sur un siège de clapet dont il s'écarte plus ou moins vers le haut en fonction de la puissance du débit, un capteur de débit est essentiellement constitué d'une diode luminescente et d'une photorésistance disposées de part et d'autre du clapet de telle manière que la valeur de la photorésistance varie en fonction de la hauteur du clapet, c'est-à-dire de la puissance du débit, et est connecté au contrôleur automatique pour lui fournir à chaque instant une indication de la valeur instantanée de la photorésistance c'est-à-dire de la valeur instantanée du débit ; ainsi, on peut prévoir que dans l'état actif, le contrôleur automatique est pourvu de moyens pour, soit lorsque le capteur de débit indique un débit nul passer à l'état de veille, soit lorsque l'indicateur de débit indique un débit constant pendant une durée supérieure à un seuil prédéterminé passer à l'état d'alarme dans lequel l'électrovanne est fermée. Il apparaît donc que le capteur de débit n'est pas ici un capteur mesureur ni même un totalisateur puisque le capteur de débit s'apparente plutôt à un débitmètre à la différence près qu'il ne lui est pas demandé de fournir une indication sur la valeur du débit mais une simple détection de présence de celui-ci, aussi faible soitil, et aussi une détection de la constance de ce débit notamment lorsque celui-ci est normal ; en effet, une non-constance du débit serait caractéristique d'un usage normal, par exemple ouverture et fermeture successives de plusieurs robinets en divers endroits du réseau de distribution.On peut prévoir qu'un débit constant ininterrompu d'une durée supérieure à 10 mn est anormal mais il est préférable que cette durée soit réglable en fonction des besoins de l'usager préférentiellement, on peut prévoir que lorsque le capteur de débit indique un débit constant pendant une durée supérieure à un seuil prédéterminé, le contrôleur automatique procède d'abord à une fermeture temporaire de l'électrovanne en guise de préalarme avant de passer à l'état d'alarme ; ainsi, dans le cas d'un usage normal inhabituellement long, l'usager est prévenu et il lui suffit de fermer un robinet et de le réouvrir pour réinitialiser le système puisque le comptage de la durée d'un débit constant va redémarrer à zéro.

Pour éviter des manoeuvres trop fréquentes de l'électrovanne, on peut encore prévoir que lorsque le capteur de débit indique un débit nul, le retour à l'état de veille ne s'effectue qu'après une période d'attente d'une durée prédéterminée.

Ainsi, avec les agencements déjà envisagés, il est possible, selon l'invention, de satisfaire l'utilisation normale du réseau et de détecter les fuites d'un débit non négligeable ou, à tout le moins, capable d'activer le capteur de débit.

Pour utiliser au mieux le dispositif de surveillance selon l'invention, il est souhaitable de pouvoir détecter des fuites aussi infimes que celles dont le débit correspond à, par exemple, une goutte par heure ; ce genre de fuite ne peut évidemment se détecter qu'après une période assez longue pendant laquelle la fuite n'est pas masquée par l'usage normal du réseau de distribution ; un tel débit n'est évidemment pas détecté par le capteur de débit, par contre on peut prévoir que, dans l'état de veille, le contrôleur automatique est pourvu de moyens pour passer à l'état d'alarme lorsque les deux indicateurs de niveau sont successivement activés par une baisse lente de la pression dans le réseau.En effet, une fuite même très faible provoquera, à la longue, une inéluctable baisse de pression dans le réseau de distribution puisque celui-ci, du fait de la fermeture de l'électrovanne, est isolé de la conduite d'entrée toutefois, une telle anomalie peut correspondre, ou ressembler, à un phénomène occasionnellement inhabituel tel qu'un robinet mal fermé, et pour éviter une alarme intempestive, on peut prévoir, dans ce cas, que le passage à l'état d'alarme ne s'effectue qu'après la détection d'un nombre prédéterminé de baisses lentes successives effectuée pendant un même état de veille ininterrompu.

Bien entendu, pour pouvoir gérer et surveiller le système, le contrôleur automatique est encore pourvu de moyens pour allumer des voyants de signalisation, notamment de débit, de baisse rapide, de préalarme et d'alarme, et il ne peut sortir d'un état d'alarme, dans lequel l'électrovanne est fermée, qu'à la suite d'une intervention manuelle d'un réparateur. Préférentiellement, le contrôleur automatique est un automate uniquement réalisé en logique de technologie C-MOS.

Enfin, pour un dispositif de surveillance mis en oeuvre pour un réseau domestique de distribution d'eau sanitaire dont la conduite d'entrée comporte un compteur et une vanne manuelle, on peut encore prévoir que le dispositif de surveillance et la vanne manuelle sont connectés en parallèle, la vanne manuelle étant normalement en position fermée lorsque le dispositif de surveillance est opérationnel. Ainsi, lorsque le dispositif de surveillance n'est pas opérationnel, par exemple dans le cas de coupure de courant électrique, l'usager peut rétablir sa distribution d'eau en se servant de la vanne manuelle.

La présente invention sera bien comprise au vu de la description illustrée par des dessins d'un exemple non limitatif de réalisation de l'invention
- les figures la et lb sont des vues en coupe de face et de profil du capteur de débit selon l'invention,
- les figures lc et ld explicitent le mode de fonctionnement de ce capteur de débit,
- la figure 2a représente un capteur de pression conforme à l'invention,
- la figure 2b est un détail agrandi de la figure 2a,
- la figure 3 représente un mode de réalisation combiné du capteur de débit et du capteur de pression conformes à l'invention,
- la figure 4 est un schéma global d'installation d'un système de surveillance conforme à l'invention pour un réseau domestique de distribution d'eau.

Sur toutes les figures, les mêmes repères sont utilisés pour les mêmes éléments, de plus le repère E est utilisé pour l'eau et le repère A est utilisé pour l'air.

Les figures la et lb seront décrites simultanément, en effet la figure la est une coupe selon la ligne B-B de la figure lb et la figure lb est une coupe selon la ligne A-A de la figure la ; sur la figure la, on voit le circuit d'eau E qui, en suivant les flèches, traverse le corps 30 du capteur de débit en soulevant le clapet 31, lequel est constitué d'une partie cylindrique en caoutchouc qui prend appui sur un siège aménagé dans le corps 30, le clapet 31 comporte aussi quatre guides en acier inox 34 destinés à maintenir le clapet dans son logement.Lorsque l'eau circule dans la canalisation, le clapet se soulève de façon plus ou moins significative selon la puissance du débit ; de part et d'autre du clapet 31 sont disposées, d'une part une diode électroluminescente 32 et, d'autre part une photorésistance LDR 33 dont la particularité est d'avoir une résistance ohmique nominale qui varie en fonction de l'intensité lumineuse qui illumine sa surface sensible. Le clapet 31 étant intercalé entre ces deux éléments, la surface réceptrice de la photorésistance LRD 33 est partiellement occultée et la résistance a donc une valeur qui reflète la position du clapet. Trois positions 31, 31', 31" du clapet sont représentées, qui correspondent à des débits de plus en plus importants.

Sur la figure lc est représenté un schéma de montage électrique des éléments du capteur de débit la diode électroluminescente 32 est alimentée à travers une résistance 38, la photorésistance LDR 33 est alimentée à travers un potentiomètre 39 et l'intensité lumineuse émise par la diode électroluminescente 32 illumine plus ou moins la photorésistance LDR 33 en fonction de la position du clapet 31 de sorte que la tension u constatée au point milieu 35 du pont diviseur est représentative, et meme sensiblement proportionnelle, de la position du clapet. Ceci est représenté sur la figure ld où les débits sont en abscisse et la tension u en ordonnées la courbe montre que pour un débit très faible non détectable, la tension u est constante et le clapet est en position fermée 31. Pour la position 31' correspondant à un débit D', la tension est égale à u' et pour une position 31" du clapet, le débit est D" et la tension a une valeur u", la courbe étant alors une droite ce qui traduit la proportionnalité de la tension et du débit dans cette zone ; à partir d'une certaine valeur de débit, la photorésistance LDR est complètement masquée par le clapet 31 et sa valeur ohmique ne change plus, ce qui se traduit par une horizontale sur la courbe de la figure ld. Cette courbe montre bien qu'il existe un seuil de sensibilité en-dessous duquel un petit débit n'est pas appréhendé, par exemple un goutte à goutte ; le potentiomètre de sensibilité 39 est prévu pour le réglage du pont diviseur, c'est-à-dire le réglage du capteur de débit.

La figure 2a représente un capteur de pression 2 essentiellement constitué d'un tube de polyuréthane transparent 20 dans lequel de l'air A est enfermé par l'eau E de sorte que le niveau de l'eau E dans le tube 20 est variable en fonction de la pression existant dans le réseau de distribution. De part et d'autre du tube, sont prévus deux indicateurs de niveau d'eau constitués chacun d'une diode électroluminescente infrarouge 21, 22 et d'un phototransistor infrarouge 23, 24 ; leur fonctionnement, qui est identique pour l'un et l'autre, est explicité sur la figure 2b ; on y voit en coupe grossie le tube 20 qui est traversé par les rayons lumineux L émis par une diode électroluminescente infrarouge ; conformément aux lois de l'optique en présence de liquide, et compte tenu de la transparence du tube et de sa forme qui lui confère les qualités d'une lentille biconvexe, le tube se comporte comme une loupe et favorise la transmission du faisceau lumineux émis par la diode puisque l'intensité lumineuse est amplifiée de plus, l'axe d'émission accusant un angle incident par rapport à la surface du tube, le faisceau lumineux tombant sur cette surface de séparation de trois milieux transparents différents, l'air, le tube et l'eau, se verra réfracté.Ce changement de milieu de transmission du faisceau lumineux a pour effet de modifier sa trajectoire selon les lois de l'optique en l'absence de liquide, le rayon lumineux suivra une trajectoire Li correspondant pratiquement à l'axe d'émission et l'intensité lumineuse transmise sera notablement atténuée ; au contraire, en présence de liquide, le rayon lumineux suivra la trajectoire L2 et l'intensité lumineuse aura bénéficié de l'effet de loupe, c'est donc là qu'il conviendra de disposer le phototransistor infrarouge récepteur.Un phototransistor est un composant opto-électronique dont la particularité est de réagir à la lumière, dans ce cas précis la lumière infrarouge car son coefficient de dispersion est supérieur à celui de la lumière visible ; le phototransistor possède une jonction collecteur-émetteur qui devient passante selon l'intensité lumineuse perçue par sa lentille de réception ; ainsi, associé à un circuit électronique, il fournit une tension continue dont la valeur varie selon la présence ou non de liquide dans le tube au niveau où est placé ce détecteur de niveau constitué d'une diode et d'un phototransistor ; en revenant à la figure 2a, on voit que deux détecteurs de niveau ont été prévus, à savoir 22, 24 et 21, 23, respectivement disposés aux niveaux N2 et N1, lesquels sont tous les deux situés en-dessous du niveau N, le niveau N correspondant au niveau de l'eau lorsqu'elle est soumise à la pression nominale, c'est-à-dire à la pression du liquide alimenté par la conduite d'entrée.

Il est clair que si la pression diminue dans le réseau de distribution, le niveau d'eau initial N va baisser pour passer d'abord par le niveau Ni et ensuite par le niveau N2 ; on a constaté que, pour l'application domestique envisagée, il était satisfaisant qu'un volume d'eau de l'ordre de 2 cm3 soit enfermé entre les niveaux Ni et N2 ; pour ce faire, on peut prévoir d'utiliser un tube capillaire ; ainsi, le capteur de pression est, en pratique, un détecteur de chute de pression ne mettant en oeuvre que deux indicateurs de niveau particulièrement simples et économiques ; de plus, il est clair qu'en mesurant l'intervalle de temps nécessaire pour passer de N1 à N2, il sera possible de savoir s'il s'agit d'une baisse rapide ou d'une baisse lente de la pression dans le réseau de distribution.

Sur la figure 3 est représenté un mode de réalisation compact dans un même sous-ensemble du capteur de débit 3 et du capteur de pression 2 ; bien entendu, les mêmes repères que précédemment ont été utilisés, ainsi on retrouve le capteur de débit 3 avec un corps 30 à clapet 31 muni de ses guides 34 en acier inox, une diode électroluminescente 32 et une photorésistance LDR 33 ; pour la connexion de ces éléments, on a prévu des petits circuits imprimés 36, 37 pour y souder les fils de connexion ; ce capteur de débit est clairement similaire à celui décrit à la figure 1.

Le sous-ensemble de la figure 3 comporte aussi un capteur de pression 2 tout à fait similaire à celui de la figure 2 avec deux diodes électroluminescentes infrarouges 21, 22 et deux phototransistors infrarouges 23, 24 situées de part et d'autre d'un tube 20 ; en variante, le tube 20 est ici représenté avec un moyen de fermeture amovible 29, ce qui permet, par exemple, de nettoyer le tube quand cela est nécessaire ; pour faciliter la soudure des moyens de connexion, on a encore prévu des petits circuits imprimés 25, 26.

Le sous-ensemble de la figure 3 est constitué de divers éléments qui s'emboîtent et s'assemblent les uns avec les autres de manière étanche ; les joints d'étanchéité sont symboliquement représentés en noir accentué au niveau des plans de jonction, bien entendu le mode de découpage des petits éléments qui, après assemblage, constituent le sousensemble de la figure 3, n'est pas impératif et d'autres modes de réalisation sont tout à fait envisageables pour combiner en un seul sous-ensemble le capteur de débit 3 et le capteur de pression 2 ; on remarquera que, préférentiellement, le capteur de pression 2 a été disposé en aval du capteur de débit 3 ; ainsi, le clapet 31 n'est pas interposé entre le capteur de pression 2 et le réseau de distribution, de sorte que l'on est assuré que toute baisse de pression dans le réseau de distribution est intégralement transmise au capteur de pression 2.

La figure 4 représente un dispositif de surveillance selon l'invention, mis en oeuvre pour un réseau domestique R de distribution d'eau sanitaire, dont la conduite d'entrée comporte un compteur 98 et une vanne manuelle 99 ; le dispositif de surveillance avec son électrovanne 1, son capteur de pression 2 et son capteur de débit 3, est connecté en parallèle sur la vanne manuelle 99 ; le contrôleur automatique 4 est bien sûr connecté à l'électrovanne 1 à une connexion de commande 41, au capteur de pression 2 par des moyens de connexion 42 et au capteur de débit 3 par des moyens de connexion 43 ; les moyens de connexion 42 et 43 sont à double sens puisqu'il faut, d'une part, alimenter les diodes et, d'autre part, recevoir les signaux émis par les capteurs. Le réseau de distribution R est symboliquement représenté avec divers postes d'utilisation ul, u2, u3, u4 branchés sur la conduite principale, il est clair que comme pour tout réseau domestique de distribution d'eau, tous les postes d'utilisation sont munis d'un moyen de fermeture, lequel est habituellement en position fermée de sorte que le réseau de distribution est normalement étanche, et conserve donc la pression tant qu'il n'y a pas de fuite.Le contrôleur automatique 4 est ici symboliquement représenté muni de voyants de signalisation 46, 47, 48, 49 pour signaler par exemple la présence d'un débit, une baisse rapide de pression, une préalarme et une alarme ; il peut encore comporter des moyens de réglage accessibles à l'utilisateur, par exemple réglage de la durée admise pour un débit constant continu 45, ou encore mise en oeuvre ou non du contrôle de fuite lente, que l'on peut appeler contrôle renforcé 44, pour détecter une baisse lente de la pression dans le réseau. On peut encore prévoir la visualisation (non représentée) de diverses indications propres au contrôleur automatique 4, par exemple visualisation du nombre d'anomalies détectées.

Le contrôleur automatique 4 est en fait un automate qui reçoit des informations en provenance des capteurs, et qui les analyse pour en déduire logiquement la ou les actions à entreprendre ouverture ou fermeture d'électrovannes, déclenchement d'alarme, etc., on peut donc envisager de réaliser le contrôleur automatique de diverses manières, soit avec des circuits logiques de portes, soit avec un microprocesseur programmé muni d'une mémoire de programme et d'une mémoire de données, préférez~ tiellement on le réalisera avec une logique de technologie C-MOS.Ces divers modes de réalisation sont clairement à la portée de l'homme de métier dès lors qu'il connaît les fonctions à réaliser à partir des données disponibles ; ainsi la description du mode de fonctionnement du dispositif de surveillance selon l'invention, qui suit, est une description fonctionnelle qui suffit en soi pour décrire le contrôleur automatique 4.

Le fonctionnement du dispositif de surveillance selon l'invention qui comporte les éléments précédemment décrits séparément, est basé sur le fait que lorsque l'électrovanne 1 est fermée, ainsi que la vanne manuelle 99 quand il y en a une, le réseau de distribution R est isolé de la conduite d'entrée de sorte que, en l'absence de fuite ou de demande d'utilisation du réseau par l'usager, une pression constante est conservée dans le réseau de distribution puisque celui-ci n'est plus assujetti aux éventuelles variations de pression de la conduite d'alimentation.Le dispositif de surveillance se trouve alors dans un état stable que l'on peut considérer comme un état initial appelé état de veille ; dans cet état, l'électrovanne 1 est fermée, le réseau de distribution est sous la pression nominale, les capteurs sont opérationnels, mais rien ne se passe et aucun signal n'est envoyé au contrôleur automatique.Si un événement se produit, soit une fuite lente, soit une fuite rapide, soit une demande normale d'eau de l'usager, dans tous les cas la pression va baisser dans le réseau de distribution et le niveau d'eau va diminuer dans le tube 20 puisqu'à atteindre le niveau N1 de sorte que le contrôleur automatique 4 est immédiatement averti du changement d'état du phototransistor infrarouge 23 ; à ce moment, le contrôleur automatique 4 change d'état et met en route un compteur de temps en attendant que le phototransistor infrarouge 24 envoie à son tour un signal comme quoi le niveau d'eau dans le tube 20 a atteint le niveau N2 ; à ce moment, le contrôleur automatique 4 sera en mesure de décider s'il s'agit d'une baisse de pression rapide ou d'une baisse de pression lente ; s'il s'agit d'une baisse de pression lente, c'est-à-dire d'une baisse de pression révélatrice d'une fuite du genre goutte à goutte, le contrôleur automatique 4 va incrémenter un compteur d'anomalies, si ce compteur a une valeur supérieure à une valeur prédéterminée, par exemple 30, une alarme sera déclenchée, sinon après rétablissement de la pression dans le réseau par l'ouverture momentanée de l'électrovanne, le contrôleur automatique se remettra en état de veille ; s'il s'agit d'une baisse rapide de pression, c'est-à-dire significative d'une demande normale de l'usager, le contrôleur automatique 4 commande l'ouverture de l'électrovanne 1, ce qui rétablit bien sûr la pression dans le réseau de distribution, puis se met dans un état dit actif dans lequel il analyse les informations transmises par le capteur de débit 3.Dans cet état actif, tant que le capteur de débit envoie une valeur de u qui varie en fonction du temps, cela signifie que un ou plusieurs usagers effectuent des manipulations sur le réseau de distribution c'est donc une situation normale ; par contre, dès que cette situation "normale" se prolonge trop longtemps (fuite variable) ou bien dès que la valeur u reste constante et différente d'un débit nul au-delà d'un certain temps prédéterminé, il y a lieu de considérer qu'il s'agit d'une situation anormale.

Si le débit est nul pendant un certain temps, par exemple dix secondes, le contrôleur automatique 4 peut revenir dans l'état de veille, par contre si le débit n'est pas nul pendant par exemple plus de dix minutes, cette durée étant réglable avec le réglage 45, alors il peut s'agir d'une fuite ou encore d'un robinet qui a été laissé ouvert par inadvertance ; dans ce cas, il y a lieu de déclencher une alarme et de fermer l'électrovanne 1, cette action étant éventuellement précédée d'une fermeture temporaire de l'électrovanne en guise de préalarme pour avertir l'usager, lequel peut alors procéder à une manipulation qui va faire varier le débit, donc la tension u, ce qui va provoquer la réinitialisation du compteur de temps du contrôleur automatique 4.

La détection des débits est donc effectuée par deux systèmes distincts
- les très faibles débits par le détecteur de chute de pression,
- tous les autres par le capteur de débit.

De par ce procédé, il est indispensable de ne pas laisser sans contrôle les débits trop faibles pour être détectés par le capteur de débit ou trop forts pour ne pas incrémenter le compteur d'anomalies associé au capteur de chute de pression.

Il est donc nécessaire d'opérer un léger recouvrement des sensibilités de détection des deux systèmes compris entre le seuil de sensibilité du capteur de débit et la détection d'une anomalie afin de ne pas avoir de zone morte de non-détection.

Pour ce faire, le temps nécessaire pour incrémenter le compteur d'anomalie d'une unité a été fixé expérimentalement de telle sorte que les débits maximum correspondants soient également détectés par le capteur de débit dans sa plage minimum de sensibilité.

En cas de fuite, il y aura donc une plage restreinte de débits qui sera détectée par l'un ou l'autre des deux systèmes.

A noter que cette plage correspond à des débits trop faibles pour que leurs origines soient dues à un besoin domestique.

Ainsi, le contrôleur automatique 4 est essentiellement un automate comportant trois états l'état de veille, l'état actif et l'état d'alarme, dans lesquels deux compteurs de temps sont mis en oeuvre : un compteur du temps nécessaire pour passer du niveau Nl au niveau N2, et un compteur du temps pendant lequel le débit est constant ; on remarquera que, en pratique, un seul compteur de temps est suffisant puisque les deux compteurs ne sont jamais mis en oeuvre simultanément ; bien entendu, il y a lieu de prévoir une réinitialisation du compteur d'anomalies, celle-ci peut s'effectuer par exemple à chaque fois que le contrôleur automatique 4 passe de l'état de veille dans l'état actif et/ou chaque fois que la période qui sépare deux détections consécutives d'anomalie excède une durée de trois à quatre heures en pratique, l'ensemble du dispositif constitué des éléments 1, 2, 3 et 4 peut être logé dans un coffret
PVC d'environ 220 x 85 x 140 mm qui sera préférentiellement disposé au-dessus de la vanne manuelle 99 pour faciliter son accessibilité et sa maintenance.

On peut encore préciser que, d'une manière non limitative, pour un usage domestique on peut prévoir une électrovanne commercialisée sous la dénomination EVSI 10 NC par la Société DANFOSS.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1) Dispositif de surveillance continue pour un réseau de distribution d'un liquide alimenté sous une pression nominale à partir d'une conduite d'entrée, caractérisé en ce qu'il comporte une électrovanne (1) disposée sur la conduite d'entrée, un capteur de pression (2) et un capteur de débit (3) disposés en aval de l'électrovanne (1), et un contrôleur automatique (4) à plusieurs états agencé pour analyser les indications fournies par les capteurs de débit (3) et de pression (2) en vue de la détection d'une anomalie du réseau de distribution et de la commande (41) de l'électrovanne.

2) Dispositif de surveillance selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans l'état de veille du contrôleur automatique (4), l'électrovanne (1) est fermée pour créer une isolation entre la conduite d'entrée et le réseau de distribution.

3) Dispositif de surveillance selon la revendication 2, caractérisé en ce que le contrôleur automatique (4) est pourvu de moyens pour, à partir des indications du capteur de pression, détecter une demande d'utilisation et, dans ce cas, passer de l'état de veille à l'état actif en commandant l'ouverture de l'électrovanne (1).

4) Dispositif de surveillance selon la revendication 3, caractérisé en ce que le passage de l'état de veille à l'état actif est déclenché par une baisse rapide de la pression dans le réseau de distribution.

5) Dispositif de surveillance selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que, un détecteur de pression étant un tube vertical (20) fermé vers le haut dans lequel un volume d'air est emprisonné par le liquide du réseau de sorte que la hauteur du niveau du liquide dans le tube est, à chaque instant, représentative de la pression instantanée réelle du réseau, un indicateur d'un niveau de liquide dans le tube étant constitué par la coopération d'une diode infrarouge (21, 22) et d'un phototransistor infrarouge (23, 24) disposés de part et d'autre du tube (20) de telle manière que le phototransistor est activé ou non (L1, L2) selon que le liquide est présent ou non au droit de l'indicateur, le capteur de pression (2) est constitué de deux tels indicateurs de niveaux connectés (42) au contrôleur automatique pour respectivement lui indiquer deux pressions différentes l'une de l'autre, les deux pressions étant inférieures à la pression nominale (N) de par la position (N1, N2) de chaque indicateur le long du tube.

6) Dispositif de surveillance selon la revendication 5, caractérisé en ce que, dans l'état de veille, la détection d'une demande d'utilisation est effective lorsque les deux indicateurs de niveau sont successivement activés par une baisse rapide de la pression dans le réseau.

7) Dispositif de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, un détecteur de débit étant un clapet (31) en caoutchouc à mouvement vertical assis, de par son propre poids, sur un siège de clapet dont il s'écarte plus ou moins (31', 31") vers le haut en fonction de la puissance du débit, un capteur de débit (3) est essentiellement constitué d'une diode luminescente (32) et d'une photorésistance (33) disposées de part et d'autre du clapet (3) de telle manière que la valeur de la photorésistance varie en fonction de la hauteur du clapet, c'est-à-dire de la puissance du débit, et est connecté (43) au contrôleur automatique (4) pour lui fournir à chaque instant une indication de la valeur instantanée de la photorésistance c'està-dire de la valeur instantanée du débit.

8) Dispositif de surveillance selon la revendication 7, caractérisé en ce que dans l'état actif, le contrôleur automatique (4) est pourvu de moyens pour, soit lorsque le capteur de débit indique un débit nul passer à l'état de veille, soit lorsque le capteur de débit (3) indique un débit constant pendant une durée supérieure à un seuil prédéterminé passer à l'état d'alarme dans lequel l'électrovanne (1) est fermée.

9) Dispositif de surveillance selon la revendication 8, caractérisé en ce que lorsque le capteur de débit (3) indique un débit constant pendant une durée supérieure à un seuil prédéterminé, le contrôleur automatique procède d'abord à une fermeture temporaire de l'électrovanne (1) en guise de préalarme, avant de passer à l'état d'alarme.

10) Dispositif de surveillance selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que lorsque le capteur de débit (3) indique un débit nul, le retour à l'état de veille ne s'effectue qu'après une période d'attente d'une durée prédéterminée.

11) Dispositif de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans l'état de veille, le contrôleur automatique (4) est pourvu de moyens pour passer à l'état d'alarme lorsque les deux indicateurs de niveau sont successivement activés par une baisse lente de la pression dans le réseau.

12) Dispositif de surveillance selon la revendication 11, caractérisé en ce que le passage à l'état d'alarme ne s'effectue qu'après la détection d'un nombre prédéterminé de baisses lentes successives effectuée pendant un même état de veille ininterrompu.

13) Dispositif de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contrôleur automatique (4) est encore pourvu de moyens pour allumer des voyants de signalisation (46, 47, 48, 49), notamment de débit, de baisse rapide, de préalarme, et d'alarme, et en ce que le contrôleur automatique ne peut sortir d'un état d'alarme dans lequel l'électrovanne (1) est fermée qu'à la suite d'une intervention manuelle d'un réparateur.

14) Dispositif de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contrôleur automatique (4) est un automate uniquement réalisé en logique de technologie

C-MOS.

15) Dispositif de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes, mis en oeuvre pour un réseau domestique (R) de distribution d'eau sanitaire dont la conduite d'entrée comporte un compteur (98) et une vanne manuelle (99), caractérisé en ce que le dispositif de surveillance (1, 2, 3) et la vanne manuelle (99) sont connectés en parallèle, la vanne manuelle étant normalement en position fermée lorsque le dispositif de surveillance est opérationnel.